Підготовка до виконання роботи

3.1. Ознайомтеся з розташуванням на панелі лабораторного стола затискачів вимикача QF джерела напруги (клеми А, В, С і N) та трансформатора (клеми А, Х, а та х). Перевірте дієздатність приєднувальних затискачів і запам’ятайте положення “Ввімкнено” і “Вимкнено” на вимикачі QF.

3.2. Виберіть необхідні для дослідів прилади, визначте їх тип, систему, номінали шкал, клас точності та встановіть їх відповідність вимогам, вказаним в описі установки. Заповніть таблицю приладів (табл. 7.1). Зверніть увагу на розміщення на панелі ватметра генераторних (позначені зірками) і навантажувальних затискачів І та U його обмоток.

Таблиця 7.1

Характеристика електровимірювальних приладів (приклад)

Назва приладу	Марка	Система	Клас точності	Межа вимірювання	Ціна поділки	Заводський номер
Вольтметр	Э545	Електромагнітна	0,5	0-150- 300	2 В/под.	№…….
Амперметр	Э539	Електромагнітна	0,5	0- 0,5 -1	0,005 А/под.	№…….
Амперметр	Э519	Електромагнітна	0,5	0- 2,5 -5	0,025 А/под.	№…….
Ватметр	Д535	Електродинамічна	0,2	0-75-150- 300 В 0- 2,5 -5 А	5 Вт/под.	№…….

Хід виконання роботи

4.1. Дослід холостого ходу. Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.2. Для цього сполучіть за допомогою провідників:

- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;

- затискач «І» ватметра - із клемою А трансформатора;

- затискач фази С джерела напруги — із затискачем «U» ватметра та, через амперметр РА (з малими межами струмів), із клемою Х трансформатора;

- клеми А та Х – із вольтметром РV1, а клеми а та х– із вольтметром РV2.

4.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.

Зверніть увагу, що електрична енергія у трансформаторі передається від первинної обмотки до вторинної електромагнітним шляхом. Тому при вмиканні первинної обмотки до мережі змінного струму напругою U ₁, в обмотці протікатиме струм І ₁, який створює замкнений в осерді потік F₁.

Якщо U ₁ і I ₁ синусоїдні, то, нехтуючи насиченням сталевого магнітопроводу, вважатимемо, що потік Ф також буде змінюватися за синусоїдним законом:

Цей потік зчеплений з обома обмотками та індукує в кожній з них зміну ЕРС: у первинній – ЕРС самоіндукції Е ₁, у вторинній – ЕРС взаємоіндукції Е ₂, діючі значення яких будуть:

;

де w _1, w ₂ – кількість витків відповідно первинної та вторинної обмотки трансформатора; ф _m – амплітуда магнітного потоку, Вб.

Враховуючи, що wФ _m = 2p f Ф _m = E_m,, то, перейшовши від амплітудних значень до діючих –

одержимо рівняння трансформаторних ЕРС у вигляді:

тут ƒ- частота змінного струму мережі, Гц.

При замиканні вторинної обмотки трансформатора на навантаження z _н в обмотках будуть діяти синусоїдні струми I ₁ та I ₂. При цьому навантаження буде знаходитися під напругою U ₂, значення якої визнається величиною ЕРС E ₂. Діючі значення напруг, струму та величину активної потужності, що споживається трансформатором визначають за показами вимірювальних приладів.

4.3. Запишіть покази амперметра РА, РV1, PW та РV2 у відповідні прографи таблиці 7.2 та вимкніть вимикач QF.

Таблиця 7.2

Результати досліду холостого ходу трансформатора

Показання приладів	Дані розрахунку
U₁	U₂₀	І_о	Р_о	К	I_o %
C= В/под	C= В/под	C= A/под	C= Вт/под
под.	В	под.	В	под.	А	под.	Вт	-	%
N_U	N_U×C_u	N_U	N_U×C_u	N_I	N_I×C_I	N_W	N_W×C_W

4.4. Дослід короткого замикання. Зауважимо, що дослід короткого замикання є стандартним дослідом випробовування електричних машин і апаратів, зокрема трансформатора і не має ніякого відношення до аварійного режиму – короткого замикання. При проведенні цього досліду вторинну обмотку трансформатора замикають на коротко, а до його первинної обмотки за допомогою дільника напруги ДН підводять таку напругу U_кз, при якій I₁ = I_1н. За таких умов у вторинній обмотці апарата буде діяти струм I₂ = I_2н. Формально це струм короткого замикання, але оскільки U_кз << U_1н і, отже, Е₂ << Е_2н, його значення набагато менше від аварійного струму короткого замикання. Завдяки цьому дослід є безпечним.

Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.3. Для цього сполучіть з допомогою провідників:

- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;

- затискач «І» ватметра із клемою А трансформатора;

- затискачі однофазного джерела низької напруги (36 В) – з нерухомими контактами Х₁ та Х₂ повзункового реостата RR, а його рухомий контакт X₃ – із затискачем ”U” ватметра та через амперметр РА - з клемою Х трансформатора;

- клеми А та Х – із вольтметром РV, а клеми а та х – між собою.

- встановіть повзунок Х₃ реостата RR у положення, при якому покази вольтметра дорівнюватимуть нулю (біля контакту Х₁);

- виставте на ватметрі межі вимірювання: 75 В (напруга) і 2,5 А (струм).

4.5. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF і, переміщуючи повзунок ПН, збільшіть підведену до первинної обмотки напругу так, щоб в первинній обмотці проходив її номінальний струм.

4.6. Запишіть покази приладів РА, РV та PW у відповідні прографи таблиці 7.3 та вимкніть вимикач QF.

Таблиця 7.3

Результати досліду короткого замикання вторинної обмотки трансформатора

Покази приладів

Дані розрахунку

Примітка

U_кз

І_кз

Р_кз

r_кз

Х_кз

Z_кз

U_кз%

U_a%

U_p%

DU_2%

C_U= B/под.

C_I= А/под.

C_W= Вт/под.

под.

Вт

Ом

N_U

N_U×C_u

N_I

N_I×C_I

N_W

N_W×C_W

4.7. Покажіть результати дослідів викладачеві та з його дозволу розберіть схему установки.