Методика проведения эксперимента и обработка результатов

Для проведения опыта холостого хода собираем схему Рис. 1.3. Постепенно увеличивая входное напряжение через равные промежутки на вольтметре, записываем в таблицу показания для входного напряжения, тока, мощности и выходного напряжения.

Рис. 1.3. Схема для проведения опыта холостого хода.

Данные опытов заносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Характеристики и параметры холостого хода трансформатора.

№ п/п

Опытные данные

Расчетные данные

U₁₀

I₁₀

P₀

U₂₀

Cosφ ₀

Iоа

Iоp

Rо

Где:

Cosφ₀ – коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе; I1o – ток холостого хода трансформатора; Ioa, Iop – активная и реактивная составляющие тока холостого хода трансформатора; Rо, Хо, Zо – параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода; К – коэффициент трансформации;

Содержание отчета

1. Выполнить расчеты и заполнить таблицу 1.

2. Построить графики характеристик холостого хода.

3. Построить векторную диаграмму холостого хода.

4. Сделать выводы об опыте холостого хода, что нам дает этот опыт при изучении трансформаторов.

Контрольные вопросы

1. Проверьте данные опытов основными уравнениями однофазного трансформатора.

2. От чего зависит величина тока холостого хода трансформатора?

3. Какие виды потерь возникают в трансформаторе в режиме холостого хода?

4. Чем определяется форма кривых тока холостого хода, магнитного потока и фазовой ЭДС?

5. Объясните характеристики холостого хода трансформатора.

Литература.

1. И. П. Копылов «Электрические машины», М., ВШ, 2002.

2. М.М.Кацман «Электрические машины и трансформаторы», М., ВШ, 2003.

3. Д.Э.Брускин, А.Е.Зорохович, В.С.Хвостов «Электрические машины», М., ВШ, 2005.

Лабораторная №2

Исследование параметров однофазного трансформатора методом короткого замыкания

Цели и задачи лабораторной работы

В лабораторной работе необходимо:

1. Посредством прибора типа ЛАТР подавать, через определенные интервалы, первичное напряжение, контролируя при этом первичный ток и мощность;

2. Приобрести навыки самостоятельной работы при работе со схемами, находящимися под напряжением;

Материалы и оборудование

1. Однофазный трансформатор мощностью 2 кВА с усиленной изоляцией;

2. Прибор типа ЛАТР, встроенный в стенд;

3. Комплект К-540 для измерения подаваемого на трансформатор напряжения, тока и мощности;

Теоретическая часть

Опыт короткого замыкания

Короткое замыкание трансформатора - это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (z_н = 0), при этом вторичное напряжение U₂= 0. В условиях эксплуатации, когда к трансформатору подведено номинальное напряжение U_1ном,короткое замыкание является аварийным режимом и представляет собой большую опасность для трансформатора.

При опыте к.з. обмотку низшего напряжения однофазного трансформатора замыкают накоротко (рис. 2.1, а), а к обмотке высшего напряжения подводят пониженное напряжение, постепенно повышая его регулятором напряжения РНО до некоторого значения U_{к ном}, при котором токи к.з. в обмотках трансформатора становятся равными номинальным токам в первичной (I_1к = I_1ном) и вторичной (I_2к = I_2ном) обмотках. При этом снимают показания приборов и строят характеристики к.з., представляющие собой зависимость тока к.з. I_1к, мощности к.з. Р_ки коэффициента мощности соsφ_к от напряжения к.з. U_к (рис. 2.2).

В случае трехфазного трансформатора опыт проводят по схеме, показанной на рис. 2.1, б, а значения напряжения к.з. и тока к.з. определяют как средние для трех фаз:

Коэффициент мощности при опыте к.з.

Рис. 2.1. Схемы опыта к.з. трансформаторов однофазного (а), трехфазного (б)

При этом активную мощность трехфазного трансформатора измеряют методом двух ваттметров. Тогда мощность к.з.

Р_к = Р_к' + Р_к".

В Р_к'и Р_к" — показания однофазных ваттметров, Вт.

Напряжение, при котором токи в обмотках трансформатора при опыте равны номинальным значениям, называют номинальным напряжением короткого замыкания и обычно выражают его в % от номинального:

а схема замещения трансформаторов для опыта к.з. не содержит ветви намагничивания (рис. 2.3 ). Для этой схемы замещения можно записать уравнение напряжений

Рис. 2.2. Характеристики к.з. трансформатора

Полное сопротивление трансформатора при опыте к.з.

где r _к и x _к - активная и индуктивная составляющие сопротивления к.з. z _К.

Воспользовавшись уравнениями токов и напряжений, для опыта к.з. построим векторную диаграмму трансформатора (рис. 2.3, б). Построение этой диаграммы начинают с вектора напряжения к.з.

Затем под углом φ_к к вектору _к проводят вектор тока к.з.

Построив векторы падений напряжения в первичной обмотке

и векторы падения напряжения во вторичной обмотке –

, получают прямоугольный треугольник АОВ, называемый треугольником короткого замыкания. Стороны этого треугольника будут:

Здесь

где U _к _а и U_к _р - активная и реактивная составляющие напряжения к.з., В.

Полное, активное и индуктивное сопротивления схемы замещения при опыте к.з.:

Рис. 2.3. Схема замещения (а) и векторная диаграмма (б)

трансформатора в режиме к.з.