Национальный Исследовательский Университет

Московский Энергетический Институт

Кафедра Электрических Машин

Лабораторная работа №1 Исследование трёхфазного двухобмоточного трансформатора при холостом ходе и коротком замыкании

Выполнили:	Бунакова А. Немкина К. Кривец М. Ханова Ю. Валеев А. Тюкин В. Степанов Н.
Группа:	ЭЛ-17-10
Преподаватель:	Чистяков М.Ю..

Москва 2012

Цель работы:

Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания для исследуемого трехфазного двухобмоточного трансформатора, построение характеристик холостого хода и короткого замыкания и расчет некоторых параметров для номинального режима работы трансформатора.

Описание лабораторного стенда:

Лабораторный стенд для исследования характеристик трёхфазного двухобмоточного трансформатора помимо трансформатора содержит комплект измерительных приборов, источник регулируемого напряжения и набор переключателей, позволяющих изменять схему проведения опыта.

В качестве базы для проведения эксперимента выбран трансформатор ТСТ 63/05 со следующими параметрами:

	Мощность, кВА	Напряжение, В	Ток, А
Обмотка НН	63	127	28,8
Обмотка ВН	63	380	9,6
Обмотка СН	63	127	28,8

u_к = 3,8% частота 50 Гц изоляция класса F число витков обмотки низшего напряжения w_НН=57 сечение стержня магнитопровода S_c=42,5 см²

1. Определение коэффициента трансформации линейных напряжений.

При схеме соединения Y/Y:

.

При схеме соединения Д/Y:

;

Таблица экспериментальных значений:

Схема соединения	UAB	Uab	K	UBC	Ubc	K	UCA	Uca	K	Kср
Y/Y	132	45	2,93	132	45	2,93	132	45	2,93	2,93
Д/Y	132	78	1,69	132	78	1,69	132	78	1,69	1,69

По опытным значениям:

2. Опыт холостого хода.

№, п/п	Напряжение, дел			Ток, дел			Мощность, дел
	Ua	Ub	Uc	Ia	Ib	Ic	Pa	Pb	Pc
1	80	81	80	89	67	83	3	7	20
2	70	70	70	41	32	40	3	5	10
3	60	60	60	16	12	17	3	3	6
4	50	50	50	10	6	11	2	2	4
5	40	40	40	6	4	7	1	1	2

Цена деления приборов:

C_B = 1 В/дел; C_A = 0,025 А/дел; C_Вт = 2,5 Вт/дел

;

;

Р_х = (Р_а + Р_b + Р_с)/3

Полученные значения:

№ п/п	Напряжение				Ток			Мощность, дел.
	Фазное		Линейное					Pa			Pb			Pc			Px
	дел	В		В		дел	А		дел	Вт		дел	Вт	дел	Вт	дел		Вт
1	80,33	80,33		139,14		79,67	1,99		3	7,5		7	17,5	20	50	10		25
2	70	70		121,24		37,67	0,94		3	7,5		5	12,5	10	25	6		15
3	60	60		103,92		15	0,375		3	7,5		3	7,5	6	15	4		10
4	50	50		86,6		9	0,225		2	6,25		2	6,25	4	10	2,67		6,67
5	40	40		69,28		5,67	0,142		1	2,5		1	2,5	2	6,25	1,33		3,33

Коэффициент мощности:

cosφ_x = P_x/( *U_x*I_xср)

1) cosφ_x = 25/( *80,33*1,99) = 0,09

2) cosφ_x = 15/( *70*0,94) = 0,133

3) cosφ_x = 10/( *60*0,375) = 0,257

4) cosφ_x = 6,67/( *50*0,225) = 0,342

5) cosφ_x = 3,33/( *40*0,142) = 0,338

Характеристики холостого хода: I₀, P₀, cos₀= f(U₁):

По характеристикам определяем значения , и для номинального напряжения

cosφ_x = 0,1; P_x = 17,5 Вт; I_x = 1,15 А

Так же по опытным данным определяем активную и реактивную составляющие тока холостого хода:

= 1,15*0,1 = 0,115 А

= 1,15*sin(arcos(0,1)) = 1,14 А

Однофазная схема замещения трансформатора при ХХ:

Расчет параметров схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода:

= 73,32/1,15 = 63,76 Ом,

= = 62,37 Ом,

= 17,5/ = 13,23 Ом,

где = 127/ = 73,32 В

Потери в трансформаторе в режиме холостого хода.

Не сделав заметной ошибки, мы пренебрегаем электрическими и добавочными потерями и считаем, что при холостом ходе трансформатора все измеренные потери являются магнитными потерями, т.е. потерями в магнитной системе.

Вследствие этого можно принять:

Магнитные потери практически пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому при холостом ходе и U₁=U_{1 ном} потери трансформатора практически не отличаются от магнитных потерь трансформатора при нагрузке.

Индукция в стержне магнитопровода B_c может быть найдена из выражения:

Где f – частота, Гц; w – число витков обмотки (w_HH=57); S_c – сечение стержня, см² (Sc=42,5 см²).

Учитывая, что E_1ф≈U_1ф, получим: