Лабораторная работа №1 исследование двухобмоточного трехфазного трансформатора при симметричной нагрузке

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ СИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить основные элементы конструкции, принцип действия трансформатора; провести опыты холостого хода и короткого замыкания; исследовать эксплуатационные характеристики.
ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА

Холостой ход трансформатора – работа трансформатора при номинальном напряжении номинальной частоты на первичной обмотке и отсутствие тока во вторичной обмотке.

Результаты опыта холостого хода

№ п/п	Измерения					Расчёты
	U1	U20	I0	P0Ф	Po		cos
	В	В	А	Вт	Вт		-
1	120	65	0.0215	0.6	1.8		0.24
2	96	50	0.0165	0.4	1.2		0.25
3	72	40	0.0135	0.23	0.69		0.24
4	47	25	0.009	0.1	0.2		0.24
5	25	10	0.006	0.05	0.15		0.33

,
Определение коэффициента трансформации.

где: – фазное значение напряжение в первичной обмотке;
– фазное значение напряжение во вторичной обмотке.

Oпределение коэффициента мощности.

где: – активная мощность фазы, потребляемая при холостом ходе;
– фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.

Используя построенные характеристики холостого хода определим номинальные значения тока холостого хода мощности коэффициент мощности

Номинальное значение тока холостого хода.

Характеристики холостого хода:






Характеристика имеет нелинейный вид, причем при росте напряжения из-за насыщения сердечника, Хм уменьшается, вследствие чего растет быстрее , но вначале характеристика линейна.

Потери холостого хода изменяются примерно пропорционально такой закон изменения следует из того, что магнитные потери в сердечнике при пропорциональны а т.к. ~ ~ то следовательно, ~ .

С увеличением напряжения коэффициент мощности уменьшается, т.к. ток (реактивная составляющая) растет быстрее , и, следовательно, знаменатель дроби возрастает быстрее, чем числитель ( ~ ), т.к. коэффициент мощности трехфазного трансформатора находиться по формуле .

Определение параметров схемы замещения при холостом ходе

Схема замещения при холостом ходе

- активное сопротивление фазы первичной обмотки.
- индуктивное сопротивление рассеяние фазы первичной обмотки.
- активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания.

По результатам опыта холостого хода для можно найти:

;
;
так как >> и >> , то можно считать
;
;


Опыт короткого замыкания
Короткое замыкание – аварийное состояние трансформатора, потому что при замкнутой накоротко вторичной обмотке, номинальное напряжение первичной обмотки вызывает протекание в обеих обмотках токов в десятки раз превышающих номинальное.

Схема опыта короткого замыкания

Таблица №2. Результаты опыта короткого замыкания

№ п/п	Измерения				Расчеты
	U1k	I1k	Pкф	Pк		cosк
	В	А	Вт	Вт		-
1	0	0	0	-		-
2	16	2,5	39	117		0,975

Характеристики короткого замыкания


Так как индуктивное сопротивление и определяются потоками рассеяния, которые в основном замыкаются по воздуху или маслу, то можно принять, что . Активные сопротивления обмоток и также постоянны. Поэтому и .Отсюда, следует,что ,зависимость должна иметь линейный характер. (магнитная цепь трансформатора не насыщена.


Потери при коротком замыкании . Так как , то потери будут пропорциональны
Потери короткого замыкания состоят из основных электрических потерь в обмотках и добавочных потерь от вихревых токов в обмотках, крепежных деталях, а в масляных трансформаторах еще и в стенках бака.

т.е. не зависит от напряжения .
Т.к. магнитная система трансформатора не насыщена и его параметры, в идеале, то коэффициент мощности не меняется.

Определения параметров схемы замещения при коротком замыкании

Приближенно можно принять:

где
- результирующее сопротивление фазы первичной обмотки;
- приведенное сопротивление фазы вторичной обмотки;
- результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- приведенное активное сопротивление одноименных фаз вторичной обмотки при коротком замыкании;
- приведенное индуктивное сопротивление фазы вторичной обмотки;
- суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;
- суммарное индуктивное сопротивление рассеяния одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;