ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ТРЕХФАЗНЫЙ ДВУХОБМОТОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
Цель работы
Ознакомиться с устройством, принципом действия и назначением трансформатора; освоить практические методы проведения опытов холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ) и под нагрузкой, а также использования опытных данных для получения параметров трансформатора и основных характеристик.
Программа работы
1. Ознакомиться с устройством испытуемого трансформатора и записать его паспортные данные.
2. Определить коэффициент трансформации.
3. Провести опыт ХХ и построить характеристики Ix, Px, cosΨx = f(U1x) при I2 = 0. 4. Провести опыт КЗ и построить характеристики
Iк, Pк, cosΨк = f(U1к) при U2 = 0.
5. Провести опыт под нагрузкой и построить внешнюю характеристику U2 = f(I2) при cosΨ2 = 1,0.
6. На основании данных опытов ХХ и КЗ определить параметры Т-образной схемы замещения трансформатора. Вычертить ее для режима нагрузки.
7. Определить напряжение короткого замыкания и его активную и реактивную составляющие.
Номинальные величины исследуемого трёхфазного трансформатора
Тип трансформатора - ТС-2,5/0,25
| Наименование | Обозначение | Численное значение | Единица измерения |
| Мощность | 
| 2,5 | 
|
| Первичное напряжение | 
| 
| |
| Вторичное напряжение | 
| 
| |
| Линейный ток первичной обмотки | 
| 6,5 | 
|
| Линейный ток вторичной обмотки | 
| 5,4 | 
|
| Частота | 
| 
| |
| Число фаз | 
| ¾ | |
| Схема соединения обмоток | 
| - | ¾ |
| Способ охлаждения | Естественное воздушное при открытом исполнении | ||
| Характер нагрузки | Длительная непрерывная | ||
| Ток холостого хока | 
| 10,6 | % |
| Ток холостого хода |
| 0,69 |
|
| Напряжение короткого замык. замыкания ppзамыкания | 
| 5,9 | % |
| Напряжение короткого замык. |
| 
|
Т-образная и упрошенная схемы замещения трансформатора
Трансформатор, у которого обмотки имеют только магнитную связь, может быть представлен эквивалентной электрической схемой, называемой Т-образной схемой замещения трансформатора (рис.1.2а.).
В ней сопротивления R1 и X1 определяют первичную обмотку, а R2‘ и X2‘ – вторичную. Индуктивные сопротивления X1 и X2‘ обусловлены магнитными потоками рассеяния обмоток. Схемы замещения обмоток объединены в точках 1 и 2 так называемым намагничивающим контуром с сопротивлениями Rm и Xm. Индуктивное сопротивление Xm обусловлено основным магнитным потоком взаимодействия обмоток, а сопротивление Rm является фиктивным и его величина определяется потерями мощности в стали магнитопровода. Сопротивления вторичной обмотки R2‘ =k2R2, X2‘ =k2X2 и нагрузки Z‘нг=k2Zнг являются приведенными к числу витков первичной обмотки. Аналогично приведенными называются значения ЭДС и тока вторичной обмотки: E2‘ = kE2= E1, I2‘=I2/k, где k = W1/W2 - коэффициент трансформации. Такое приведение обеспечивает эквивалентную замену магнитно связанных цепей электрически связанными цепями и делает более удобным изображение векторных диаграмм. Таким образом, полная мощность приведенного контура вторичной обмотки в схеме замещения, равна мощности вторичной обмотки реального трансформатора:
E2‘I2‘ = E2k (I2/k)= E2 I2.
На рис.1.2б показана упрощенная схема замещения трансформатора; сделано допущение, что сопротивление намагничивающего контура Rm = равно бесконечности, а ток холостого хода равен нулю, Ix = 0. Такое допушение вполне справедливо, так как Zm >> Z1 и Z2‘, а ток холостого хода составляет несколько процентов от номинального первичного тока. Согласно схеме замещения рис.1.2б трансформатор эквивалентен сопротивлению Zк = (Rк2 + Xк2)1/2.
Опыт холостого хода
Собирают схему, приведенную на рис.1.6.
При выборе амперметров следует иметь в виду, что ток холостого хода Ix ~ 0,1I1ном. Перед подключением схемы к сети автотрансформатор TV устанавливают в положение, обеспечивающее минимальное напряжение U1x на зажимах трансформатора. Затем включают автомат QF.
При проведении опыта следует получить характеристики холостого хода Ix, Px Cos φx = f(U1x) при I2 = 0, изменяя автотрансформатором TV первичное напряжение U1x в пределах (0,5…1,25)U1фном. Опытные данные (3,,4 точки, причем одна из них должна соответствовать U1x = U1фном) записываются в табл.1.1.
Таблица 1.1
| U1ф | U2ф | IA | IB | IC | P1 | P2 | I ср. | ∑P | Cos φ0 | Z1.2 | R1.2 | X1.2 |
| B | B | A | A | A | дел | дел | А | Вт | - | Ом | Ом | Ом |
| Вт | Вт | |||||||||||
| 0,87 | 0,6 | 0,78 | - 44 | 0,75 | 0,15 | |||||||
| - 110 | ||||||||||||
| 0,6 | 0,42 | 0,62 | - 26 | 0,55 | 0,16 | |||||||
| - 65 | ||||||||||||
| 0,33 | 0,23 | 0,32 | - 8 | 0,29 | 0,28 | |||||||
| - 20 | ||||||||||||
| 0,28 | 0,2 | 0,28 | 0,25 | 0,35 | ||||||||
| - 10 |
В табл.1.1 U1x, U2x - фазные напряжения, соответствующие одноименным зажимам первичной и вторичной обмоток, например, A-X и a-x;
Ix=(IAx+IBx+ICx)/3 - среднее арифметическое значение токов фаз;
Px=Cw(PAx–PCx) - мощность потребляемая трансформатором из сети при холостом ходе, Cw - цена деления ваттметра(
=2.5);
cosφx=Px/3U1xIx - коэффициент мощости;
Рассчитываются параметры Rm, Xm и Zm намагничивающего контура схемы замещения трансформатора:
Zx = Z1 + Zm= U1фном/Ix ~ Zm,
Rx = R1 + Rm= Px/3Ix2 ~ Rm,
Xm= (Zm2 – Rm2)1/2