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2022-06-09 07:47

電機及電氣技術實驗裝置單相變壓器實驗

電機及電氣技術實驗裝置單相變壓器實驗

一、實訓目的
1、通過空載和短路實訓測定變壓器的變比和參數。
2、通過負載實訓測取變壓器的運行特性。
二、預習要點
1、變壓器的空載和短路實訓有什么特點?實訓中電源電壓一般加在哪一方較合適?
2、在空載和短路實訓中,各種儀表應怎樣聯接才能使測量誤差最?
3、如何用實訓方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。
三、實訓項目
1、空載實訓
測取空載特性U0=f(I0),P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。
2、短路實訓
測取短路特性UK=f(IK),PK=f(IK), cosφK=f(IK)。
3、負載實訓
(1)純電阻負載
保持U1=UN,cosφ2=1的條件下,測取U2=f(I2)。
四、實訓方法
1、實訓設備

序號 型 號 名 稱 數 量
1 DQ45 數/模交流電壓表 1件
2 DQ44 數/模交流電流表 1件
3 DQ25 單三相智能功率、功率因數表 1件
4 DQ05 三相組式變壓器 1件
5 DQ27 三相可調電阻器 1件
6 DQ31 波形測試及開關板 1件
 
2、屏上排列順序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31
空載實訓接線圖
圖3-1 空載實訓接線圖
3、空載實訓
1)在三相調壓交流電源斷電的條件下,按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DQ05中的一只作為單相變壓器,其額定容量 PN=77V.A,U1N/U2N=220/55V,I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源,高壓線圈A、X開路。
2)選好所有電表量程。將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉到底,即將其調到輸出電壓為零的位置。
3)合上交流電源總開關,按下“開”按鈕,便接通了三相交流電源。調節(jié)三相調壓器旋鈕,使變壓器空載電壓U0=1.2UN ,然后逐次降低電源電壓,在1.2~0.2UN 的范圍內,測取變壓器的U0、I0、P0。
4)測取數據時,U=UN點必須測,并在該點附近測的點較密,共測取數據7-8組。記錄于表3-1中。
5)為了計算變壓器的變比,在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數據也記錄于表3-1中。
表3-1

序號 實 驗 數 據 計算數據
U0(V) I0(A) P0(W) UAX(V) cosφ0
           
           
           
           
           
           
           
           
 
4、短路實訓
1)按下控制屏上的“關”按鈕,切斷三相調壓交流電源,按圖3-2接線(以后每次改接線路,都要關斷電源)。將變壓器的高壓線圈接電源,低壓線圈直接短路。
短路實訓接線圖
圖3-2 短路實訓接線圖
2)選好所有電表量程,將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置。
3)接通交流電源,逐次緩慢增加輸入電壓,直到短路電流等于1.1IN 為止,在(0.2~1.1)IN范圍內測取變壓器的UK、IK、PK。
4)測取數據時,IK=IN點必須測,共測取數據6-7組記錄于表3-2中。實訓時記下周圍環(huán)境溫度(℃)。
表3-2 室溫 ℃

序號 實 驗 數 據 計 算 數 據
UK(V) IK(A) PK(W) cosφK
         
         
         
         
         
         
         
         
 
5、負載實訓
實訓線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源,高壓線圈經過開關S1和S2,接到負載電阻RL上。RL選用DQ27上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值,功率因數表選用DQ25,開關S1選用DQ31掛箱
負載實訓接線圖
圖3-3 負載實訓接線圖
(1)純電阻負載
1)將調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置,S1打開,負載電阻值調到最大。
2)接通交流電源,逐漸升高電源電壓,使變壓器輸入電壓U1=UN。
3)保持U1=UN,合上S1,逐漸增加負載電流,即減小負載電阻RL的值,從空載到額定負載的范圍內,測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。
4)測取數據時,I2=0和I2=I2N=0.35A必測,共取數據6-7組,記錄于表3-3中。
表3-3 cosφ2=1 U1=UN= V

序 號              
U2(V)              
I2(A)              
 
五、注意事項
1、在變壓器實訓中,應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。
2、短路實訓操作要快,否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。
六、實訓報告
1、計算變比
由空載實訓測變壓器的原副方電壓的數據,分別計算出變比,然后取其平均值作為變壓器的變比K。
K=UAX/Uax
2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數
(1)繪出空載特性曲線U0=f(I0),P0=f(U0),cosφ0=f(U0)。
式中:計算公式

(2)計算激磁參數
從空載特性曲線上查出對應于U0=UN時的I0和P0值,并由下式算出激磁參數

3、繪出短路特性曲線和計算短路參數
計算公式
(1)繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosφK=f(IK)。
(2)計算短路參數
從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的UK和PK值由下式算出實訓環(huán)境溫度為θ(℃)時的短路參數。

計算機
折算到低壓方
計算公式\



由于短路電阻rK隨溫度變化,因此,算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫度75℃時的阻值。
計算公式

式中:234.5為銅導線的常數,若用鋁導線常數應改為228。
計算短路電壓(阻抗電壓)百分數
計算公式
IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75
4、利用空載和短路實訓測定的參數,畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。
5、變壓器的電壓變化率
(1)繪出cosφ2=1外特性曲線U2=f(I2),由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率
(2)根據實訓求出的參數,算出I2=I2N、cosφ2=1時的電壓變化率Δu。