單相變壓器空載和短路實(shí)驗(yàn)

1、第三章 變壓器實(shí)驗(yàn)3-1單相變壓器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、通過空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方較合適？ 2、在空載和短路實(shí)驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測(cè)量誤差最??？ 3、如何用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、空載實(shí)驗(yàn) 測(cè)取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實(shí)驗(yàn) 測(cè)取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)。 3、負(fù)載實(shí)驗(yàn) （1）純電阻負(fù)載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測(cè)取U2

2、=f(I2)。 （2）阻感性負(fù)載 保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測(cè)取U2=f(I2)。四、實(shí)驗(yàn)方法1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)型 號(hào)名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件序號(hào)型 號(hào)名 稱數(shù) 量4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測(cè)試及開關(guān)板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43圖3-1 空載實(shí)驗(yàn)接線圖 3、空載實(shí)驗(yàn) 1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測(cè)變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN

3、=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。2）選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.2UN 的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的U0、I0、P0。 4）測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，U=UN點(diǎn)必須測(cè)，并在該點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)較密，共測(cè)取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。 5）為了計(jì)算變壓器的變比，在UN以下測(cè)取原方電壓的同時(shí)測(cè)出副方電壓數(shù)據(jù)也記

4、錄于表3-1中。 表3-1序號(hào)實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos012345678 4、短路實(shí)驗(yàn) 1）按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。 圖3-2 短路實(shí)驗(yàn)接線圖2）選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的UK、IK、PK。 4）測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，IK=IN點(diǎn)必須測(cè)，共測(cè)取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實(shí)驗(yàn)時(shí)記下周圍環(huán)境溫度(

5、)。表3-2 室溫 序號(hào)實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK 5、負(fù)載實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負(fù)載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51掛箱 圖3-3 負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖 （1）純電阻負(fù)載 1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負(fù)載電阻值調(diào)到最大。 2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN。 3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL的值，從空載到額

6、定負(fù)載的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，I2=0和I2=I2N=0.35A必測(cè)，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號(hào)U2（V）I2（A） （2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8） 1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2打開，電阻及電抗值調(diào)至最大。 2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器U2和I2。 4）測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，其I2=0，I2=I2N兩點(diǎn)必測(cè)，共測(cè)取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。

7、表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號(hào)U2（V）I2（A）五、注意事項(xiàng)1、在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、計(jì)算變比 由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù) （1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （2）計(jì)算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于U0=UN時(shí)的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù) （1

8、）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）計(jì)算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于短路電流IK=IN時(shí)的UK和PK值由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為()時(shí)的短路參數(shù)。 折算到低壓方 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75時(shí)的阻值。 式中：234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù),若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為228。 計(jì)算短路電壓(阻抗電壓)百分?jǐn)?shù) IK=IN時(shí)短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率 （1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計(jì)算出I2=I2N 時(shí)的電壓變化率 （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時(shí)的電壓變化率u。 將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,并分析不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負(fù)載電流時(shí)的變壓器效率,記錄于表3-5中。 式中： PKN為變壓器IK=IN時(shí)的短路損耗(W