電機及電氣技術實驗裝置三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路實驗
一、實訓目的
1、掌握用實訓方法測定三相變壓器的極性。
2、掌握用實訓方法判別變壓器的聯(lián)接組。
3、研究三相變壓器不對稱短路。
4、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結構對空載電流和電勢波形的影響。
二、預習要點
1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標準聯(lián)接組有哪幾種。
2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/Δ-11改為Y/Δ-5聯(lián)接組。
3、在不對稱短路情況下，哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點偏移較大。
4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流的影響。
三、實訓項目
1、測定極性
2、連接并判定以下聯(lián)接組
(1) Y/Y-12
(2) Y/Y-6
(3) Y/Δ-11
(4) Y/Δ-5
3、不對稱短路
(1) Y/Y0-12單相短路
(2) Y/Y-12兩相短路
4、測定Y/Y0連接的變壓器的零序阻抗。
四、實訓方法
1、實訓設備
| 序號 | 型號 | 名 稱 | 數(shù) 量 |
| 1 | DQ45 | 數(shù)/模交流電壓表 | 1件 |
| 2 | DQ44 | 數(shù)/模交流電流表 | 1件 |
| 3 | DQ25 | 單三相智能功率、功率因數(shù)表 | 1件 |
| 4 | DQ05 | 三相組式變壓器 | 1件 |
| 5 | DQ06 | 三相心式變壓器 | 1件 |
| 6 | DQ31 | 波形測試，開關板 | 1件 |
DQ45、DQ44、DQ25、DQ06、DQ05、DQ31
3、測定極性
(1) 測定相間極性
被測變壓器選用三相心式變壓器DQ06，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z標記。低壓繞組標記用a、b、c、x、y、z。
1) 按圖3-8接線。A、X接電源的U、V兩端子，Y、Z短接。
2) 接通交流電源，在繞組A、X間施加約50%UN的電壓。
3) 用電壓表測出電壓UBY、UCZ、UBC，若UBC=│UBY-UCZ│，則首末端標記正確；若UBC=│UBY+UCZ│，則標記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標記對調(diào)。
4) 用同樣方法，將B、C兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出每相首、末端正確的標記。
3-8 測定相間極性接線圖
(2) 測定原、副方極性
圖3-9 測定原、副方極性接線圖
1) 暫時標出三相低壓繞組的標記a、b、c、x、y、z,然后按圖3-9接線，原、副方中點用導線相連。
2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，則A相高、低壓繞組同相，并且首端A與a端點為同極性。若UAa=UAX+Uax，則A與a 端點為異極性。
3) 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相原、副方的極性。
4) 高低壓三相繞組的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。
4、檢驗聯(lián)接組
(1) Y/Y-12
圖3-10 Y/Y-12聯(lián)接組
(α)接線圖 (ｂ)電勢相量圖
按圖3-10接線。A、a兩端點用導線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-11中。
表3-11
| 實 驗 數(shù) 據(jù) | 計 算 數(shù) 據(jù) | |||||||
|
UAB (V) |
Uab (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
|
為線電壓之比
若用兩式計算出的電壓UBb，UCc，UBc的數(shù)值與實訓測取的數(shù)值相同，則表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯(lián)接組。
(2) Y/Y-6
圖3-11 Y/Y-6聯(lián)接組
(α)接線圖 (ｂ)電勢相量圖
將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標記對調(diào),A、a兩點用導線相聯(lián)，如圖3-11所示。
按前面方法測出電壓UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3- 12中。
表3-12
| 實 驗 數(shù) 據(jù) | 計 算 數(shù) 據(jù) | |||||||
|
UAB (V) |
Uab (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
|
若由上兩式計算出電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6聯(lián)接組。
(3)Y/△-11
按圖 3-12接線。A、a兩端點用導線相連，高壓方施加對稱額定電壓，測取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-13中
圖3-12 Y/Δ-11聯(lián)接組
(α)接線圖 (ｂ)電勢相量圖
表3-13
| 實 驗 數(shù) 據(jù) | 計 算 數(shù) 據(jù) | |||||||
|
UAB (V) |
Uab (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
|
若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值相同，則繞組連接正確，屬Y/Δ-11聯(lián)接組。
(4) Y/Δ-5
將Y/Δ-11聯(lián)接組的副方繞組首、末端的標記對調(diào)，如圖3-13所示。實訓方法同前，測取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-14中。
圖3-13 Y/Δ-5聯(lián)接組
(α)接線圖 (ｂ)電勢相量圖
表3-14
| 實 驗 數(shù) 據(jù) | 計 算 數(shù) 據(jù) | |||||||
|
UAB (V) |
Uab (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
UBb (V) |
UCc (V) |
UBc (V) |
|
根據(jù)Y/Δ-5聯(lián)接組的電勢相量圖可得
值與實測相同，則繞組聯(lián)接正確，屬于Y/Δ-5聯(lián)接組。
5、不對稱短路
(1) Y/Y0連接單相短路
<1> 三相心式變壓器
按圖3-14接線。被試變壓器選用三相心式變壓器。將交流電壓調(diào)到輸出電壓為零的位置，接通電源，逐漸增加外施電壓, 直至副方短路電流I2K≈I2N為止，測取副方短路電流I2K和原方電流IA、IB、IC。將數(shù)據(jù)記錄于表3-15中。
圖3-14 Y/Y0連接單相短路接線圖
表3-15
| I2K(A) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | Ua(V) | Ub(V) | Uc(V) |
| UA(V) | UB(V) | UC(V) | UAB(V) | UBC(V) | UCA(V) | |
被測變壓器改為三相組式變壓器，接通電源，逐漸施加外加電壓直至UAB=UBC=UCA=220V，測取副方短路電流和原方電流IA、IB、IC。將數(shù)據(jù)記錄于表3-16中。
表3-16
| I2K(A) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | Ua(V) | Ub(V) | Uc(V) |
| UA(V) | UB(V) | UC(V) | UAB(V) | UBC(V) | UCA(V) | |
<1> 三相心式變壓器
將交流電源電壓調(diào)至零位置。接通電源，逐漸增加外施電壓，直至I2K≈I2N為止，測取變壓器副方電流I2K和原方電流IA、IB、IC將數(shù)據(jù)記錄于表3-17中。
表3-17
| I2K(A) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | Ua(V) | Ub(V) | Uc(V) |
| UA(V) | UB(V) | UC(V) | UAB(V) | UBC(V) | UCA(V) | |
<2> 三相組式變壓器
被測變壓器改為三相組式變壓器，重復上述實訓，測取數(shù)據(jù)記錄于表3-18中。
表3-18
| I2K(A) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | Ua(V) | Ub(V) | Uc(V) |
| UA(V) | UB(V) | UC(V) | UAB(V) | UBC(V) | UCA(V) | |
(1) 三相心式變壓器
三相心式變壓器的高壓繞組開路，三相低壓繞組首末端串聯(lián)后接到電源。將電壓調(diào)至零，接通交流電源，逐漸增加外施電壓，在輸入電流I0=0.25IN和I0=0.5IN的兩種情況下，測取變壓器的I0、U0和P0，將數(shù)據(jù)記錄于表3-19中。
表3-19
| I0L(A) | U0L(V) | P0L(W) |
| 0.25IN= | ||
| 0.5IN= |
(2) 三相組式變壓器
由于三相組式變壓器的磁路彼此獨立，因此可用三相組式變壓器中任何一臺單相變壓器做空載實訓，求取的激磁阻抗即為三相組式變壓器的零序阻抗。若前面單相變壓器空載實訓已做過，該實訓可略。
五、實訓報告
1、計算出不同聯(lián)接組的UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值進行比較，判別繞組連接是否正確。
2、計算零序阻抗