變壓器實驗報告匯總

1、四川大學(xué)電氣信息學(xué)院實驗報告書課程名稱：電機學(xué)實驗項目：三相變壓器的空載及短路實驗專業(yè)班組：電氣工程及其自動化105，109班實驗時間：2014年11月21日成績評定：.評閱教師：電機學(xué)老師：曾成碧報告撰寫：一、實驗?zāi)康模?用實驗方法求取變壓器的空載特性和短路特性。2通過空載及短路實驗求取變壓器的參數(shù)和損耗。3計算變壓器的電壓變化百分率和效率。4掌握三相調(diào)壓器的正確聯(lián)接和操作。5復(fù)習(xí)用兩瓦特法測三相功率的方法。二. 思考題的回答1. 求取變壓器空載特性外施電壓為何只能單方向調(diào)節(jié)？不單方向調(diào)節(jié)會出 現(xiàn)什么問題？答：因為當鐵磁材料處于交變的磁場中時進行周期性磁化時存在磁滯現(xiàn)象。如果不單方向調(diào)節(jié)變壓

2、器外施電壓， 磁通密度并不會沿原來的磁化曲線下降， 所 以會影響實驗結(jié)果的準確性。2. 如何用實驗方法測定三相變壓器的銅、 鐵損耗和參數(shù)？實驗過程中作了哪 些假定？答：變壓器的空載實驗中認為空載電流很小，故忽略了銅耗，空載損耗近似等于變壓器鐵耗P0 Pye，同時忽略了繞組的電阻和漏抗?？蛰d時的鐵耗可以直 接用兩瓦特法測得，根據(jù)公式rm ：- P0/3I。2可以求得勵磁電阻，由Zm : Uo/ ： 3Io可 以求得勵磁阻抗，由Xm = Zm2 -2可以求得勵磁電抗值。在變壓器的短路實驗中，由于漏磁場分布十分復(fù)雜，故在 T形等效電路計 算時，可取Xi；：.-= x2；：.-=0.5Xk，且ri =

3、r2=0.5rk。同時由于外加電壓低，忽略了鐵 耗，故假設(shè)短路損耗等于變壓器銅耗。短路損耗 Pk可直接由兩瓦特法測得，有 公式 rk 二 Pk/I2k可得 rk，乙=Uk/ 3lk，故 XkZ2k -r2k。3. 空載和短路實驗中，為減小測量誤差，應(yīng)該怎樣聯(lián)接電壓接線？用兩瓦特 表法測量三相功率的原理。答：變壓器空載實驗中應(yīng)當采用電流表內(nèi)接法。 因為空載實驗測量的是勵磁 阻抗，阻抗值較大，若采用電流表外接法，電壓表會有明顯的分流作用，從而產(chǎn) 生較大的誤差。變壓器短路實驗應(yīng)當采用電流表外接法。因為短路實驗中測量的是漏阻抗，阻抗值較小，若采用電流表內(nèi)接法，會產(chǎn)生明顯的分壓作用，導(dǎo)致測量不準確4.變

4、壓器空載和短路實驗時, 適？為什么？應(yīng)注意哪些問題？ 一般電源應(yīng)接在哪邊比較合答：在做變壓器空載實驗時，為了便于測量同時安全起見，應(yīng)當在變壓器低 壓側(cè)加電源電壓，讓高壓側(cè)開路。在實驗過程中應(yīng)當將激磁電流由小到大遞升到 1.15Un左右時，只能一個方向調(diào)節(jié)，中途不得有反方向來回升降。否則，由于鐵芯的磁滯現(xiàn)象，會影響測量的準確性。在做變壓器短路實驗時，電流較大，外加電壓很小，為了便于測量，通常在 高壓側(cè)加電壓，將低壓側(cè)短路。在實驗過程中應(yīng)注意為了避免過大的短路電流， 短路實驗在較低的電壓下進行，通常以短路電流達到額定值為限； 外加電壓應(yīng)從 零開始逐漸增大，直到短路電流約等于 1.2倍額定電流；在實

5、驗過程中要注意變 壓器的溫升。三. 實驗內(nèi)容及步驟3.1實驗內(nèi)容1.測變比K。2空載實驗，測取空載特性。COS?o = f(U o)Uo= f(lo)Po= f(Uo)3.短路實驗，測取短路特性Uk= f(|k)Pk = f(|k)cos?k=f(| k)接線圖見籃色部分FJJILr 亠nJ - 三 -O一 0一 Q-1230=3.2變壓器變比的測量按上圖調(diào)壓器原邊接電源，付邊接電流插合一邊，電流插合另一邊接變壓器 低壓繞組，高壓繞組開路，合上電源開關(guān) K,調(diào)節(jié)調(diào)壓器付邊輸出電壓，合外施 電壓為低壓繞組額定電壓的一半左右(即 U2o 0.5U2N)對應(yīng)不同的外施電壓，測注意：k量高低壓繞組的

6、，耳UBqUcAUab,Ubc,Uca,對應(yīng)不同外施電壓測量三組數(shù)據(jù)。記錄于 下表：同理KbU A B3U BCUbcU A BU abU ACac序號UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏171.1.71174.100.1.72171.1.711.71110099.8110785892154.1.71157.1.72154.1.721.729091.289.968466013137.1.71140.1.72137.1.711.728081.279.72538091K A - K B - K C3變比K是三次數(shù)據(jù)的平均值。3.3變壓器空載實驗實驗線路如上圖空載實驗在低壓

7、側(cè)進行， 調(diào)壓器原邊接電源，付邊接電流插合一端，電流插合別一端接低壓側(cè)首端a,b,c,高壓側(cè)開路儀表接線如下圖電流插銷38aw調(diào)b百盈wry c電壓 測針A j dooW功率表電壓表電流表的接法合上電源開關(guān)K之前，應(yīng)將調(diào)壓器手柄調(diào)到輸出電壓為零的位置， 然后閉合開關(guān)K,將電流插銷插入插盒，電壓測針插在正確位置。調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓 為低壓繞級額定電壓1.1到1.2倍，記下每一組數(shù)據(jù)，然后單方向逐次降低電壓， 每次測量低壓側(cè)空載電壓，電流及功率（用兩瓦法測三相功率時，其兩次功率讀 數(shù)就是a相電流，ab相電壓，這是功率是Pab,和c相電流，be相電壓，這時功 率是Re； b相電流，和ae相電壓。功

8、率不計。在測時應(yīng)該注意正負，主要看功率表指針方向。如果打反針則要將插梢換個方向。）測7到8組數(shù)據(jù)記錄于下表。三相總功率等于Pab，Pbe的代數(shù)和。序號1234567Uab/V420380320280230190150Ube/V420384320281231189150.3Uae/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14le/A0.560.440.310.260.210.180.15Pab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3Pbe/W1681258

9、16141.529.319.83.4變壓器短路實驗接線圖如下K短路實驗在咼壓側(cè)進行,高壓繞組經(jīng)電流插盒和調(diào)壓器接至電源,低壓繞組用較粗導(dǎo)線直接短路儀器接線同上，儀表選擇原則是：電流表量程大于高壓邊額定電流， 電壓表應(yīng)是低量程的，因為短路電壓只有額定電壓的百分之幾，而功率表應(yīng)選高功率因素瓦特表。為減小測量誤差，電壓接線應(yīng)接至上圖中的A, B, C位置（即電流之后或負載端）。合上電源之前，一定要注意將調(diào)壓器手柄置于零的位置。然后接入儀表，合上電源開關(guān)K,緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使短路電流 Ik達到高壓繞組的額定電流 liN。在lk=liN到0.41 1N范圍內(nèi)較快測取4, 5組數(shù)據(jù)（因短路電流較大，為

10、避免變 壓器發(fā)熱而燒壞，故第一組應(yīng)動作迅速）其測量順序同空載順序（用兩瓦法測三 相功率時，其兩次功率讀數(shù)就是a相電流，ab相電壓，這是功率是Pab,和c相電 流，bc相電壓，這時功率是 入；b相電流，和ac相電壓。功率不計。在測時應(yīng) 該注意正負，主要看功率表指針方向。如果打反針則要將插梢換個方向。）三相總功率等于Pab， Pdc的代數(shù)和。并將數(shù)據(jù)記錄于下表。序號短路實驗數(shù)據(jù)UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB安IC安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.

11、2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.0四. 計算與分析4.1計算變壓器變比K實驗測得數(shù)據(jù)見下表：序號UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏171.1.71174.100.1.72171.1.711.71110099.8110785892154.1.71157.1.72154.1.721.729091.289.968466013137.1.71140.1.72137.1.711.728081.279.72538091所以最后取K平均值得:K =(1.719 1.7211.721)/3 =1.7204.2變壓器空載實驗實驗測得數(shù)據(jù)見下

12、表:序號1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15Pab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3Pbc/W168125816141.529.319.8計算公式：U0 =叢/； Po = Pab Pbc ； C。沖 J。根據(jù)以上公式處理上表中的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果見下

13、表：序號空載實驗數(shù)據(jù)U0(V)b(A)P0(W)cos%14佃.70.540108.00.2752385.30.42391.00.3223319.60.30369.00.4114280.00.25356.00.4565230.00.20340.20.4976189.30.17329.20.5157149.60.14319.50.526根據(jù)該表所得數(shù)據(jù)，用MATLAB軟件做出空載特性曲線1. 空載電壓與空載電流關(guān)系：Uo =f(lo)2空載損耗與電壓關(guān)系：Po = f(Uo)3.功率因素和空載電壓的關(guān)系：COS71。=f(Uo)功 0.=f(Uo)S空栽電壓UoOO啟 E 5 5 L 4 5 3

14、00.500400.30璉m咼4.3變壓器短路實驗變壓器短路實驗數(shù)據(jù)見下表:序號短路實驗數(shù)據(jù)UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB安IC安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.0U AB U BC U AC1 A 1 B = 1 C計算公式：u k； Ik；耳=Pab FBC ；33COSk =3UkIk根據(jù)以上公式處理上表中的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果見下表：序號短路實驗數(shù)據(jù)Uk(V)Ik

15、 (A)Pk(W)COSk130.25.2141.00.518227.04.7114.20.520323.74.187.70.521421.93.875.40.523根據(jù)該表所得數(shù)據(jù)，用MATLAB軟件做出空載特性曲線1.短路電壓和短路電流關(guān)系：Uk二f (I k)* Uk=cj|2. 短路損耗與短路電流關(guān)系：Pk二f(IQPk.=f(lk)424 4-454 S短路電流比* Pk=j| 屈139僧11a価口率囚酣-Ft Ik)424.44G孔合短路電流ilk (AJ5.Z5.43. 功率因素與短路電流關(guān)系：cosH = f(lk)0 54-功率因豪=f (Ik)4.4參數(shù)計算計算空載參數(shù)：(

16、以U=U2N時的數(shù)據(jù)計算)roi-S3I03 0.42 3=1 6 95門；ZmUo385.3=，.3i/ .3 0.42 525.91 ；Xm2 2 2 2Zm -r - 5 2f9 -1 695 -4 9；標幺值：（5n和I2N均為相值）9.09rm* = rm.-江=169.5=7.02 ；380/J3Zm* 二 Zm.旦=525.9 9.0921.79 ；380/J3mU 2NXm* =Xm.虹=497.8 疋 9.09一 =20.60U 2N380 / 3計算短路參數(shù):（取Ik “1N時的數(shù)據(jù)計算）ZkPk1413I-3 5.22 -Uk30.21.74 1 ；3Ik3.351 ；.

17、 3 5.2Xk3.352 -1.742.86.1折算到基準工作溫度下的短路參數(shù):“沙育=2.12；235+20Zk75 二.r2k75 X2k二、2.1222.862 = 3.56門；PKN PK血=141212 =171.79W1.745.26標幺值：（Uin和Iin均為相值）* - rk75 2.12 0.0291NU1N660/J3xk* = xk= 2.86 5.26廠 =0.039U1N660 M/3Zk* 二 Zk75H =3.565.260.0 4 9kSn660 34.5畫出變壓器“ T”型等效電路，并將各參數(shù)用標幺值標注在電路圖中。1 1其中近似為：k =0.0145 ，X

18、i-X2*Xk* =0.0195乙* =0.0145+j 0.0195藥1遨卷魏聯(lián)李籌備報殺f隈零1Z 2*.0145+j 0.0195Zm* =7.02j20.6U24.6計算短路電壓百分數(shù)（5n和1訕均為相值）Ic cgUk=Zk75*4 100%=3.56 - .=4.91%U1N660/, 3IUkr =rk75*-1 100% =2.12一.2.93%U 1N660 / . 3u =xkH 100% =2.86.=3.95%U1N660 M/34.7計算額定負載時的電壓變化率（cos 1 =0.8和cosi =1）額定負載時I N=1由公式：U -(UkrCO2 UkxSini)得:當 cos2 = 0.8時，=U%=4.69%當 cos2=1 時，人u % =2,93%4.8計算額定負載時的效率（cos二2 =0.8）P。和2 Pkn:.Sn COSP0： 2Pkn=191+1416000 0.8 91 141=0.9539五. 實驗感想在做這次實驗之前,我們小組