Среднее значение фазного номинального напряжения

U₁ = ( U_А+ U_В+ U_С ) / 3. (1)

Среднее значение фазного вторичного напряжения ХХ

U_{2 0} = ( U_а+ U_в+ U_с ) / 3. (2)

Среднее значение фазного тока ХХ

I₀ = ( I_0А+ I_0В + I_0С ) / 3. (3)

Ток ХХ в относительных единицах

I₀^* = ( I₀ / I_1ном ). (4)

Коэффициент трансформации и мощности ХХ

К = U1 / U20 , cos  ₀ = P₀ / 3U₁I₀ . (5)

Если коэффициенты трансформации при разных значениях U₁ неодинаковы, то следует принять среднее значение К.

Параметры схемы замещения трансформатора при холостом ходе в абсолютных и относительных единицах.

Для определения параметров в абсолютных единицах следует обратиться к формулам (57) лабораторной работы №Тр1. Для выражения параметров в относительных единицах нужно разделить абсолютные значения на соответствующую базисную величину той же размерности. За базисные величины принимают: номинальное фазное первичное напряжение U_1н ; номинальный фазный первичный ток I_1н ; сопротивление трансформатора по отношению к первичной сети Z_1н .

Z_1н =U_1н /I_1н , R₀^ = R₀ / Z_1н , X₀^ Z₀^ = Z₀ / Z_1н . (6)

Полученные значения необходимо сравнить с пределами изменения относительных величин для трехфазных силовых трансформаторов от 25 до 500 000 кВА [5]:

I₀^*= 0,030,003, R₀^= 5,565, X₀^= Z₀^= 3330, P₀^ = 0,0050,0006.

Результаты вычислений заносят в табл. 1 и строят характеристики ХХ: I₀ , P₀ , cos  ₀ = f ( U₁ ). На этих характеристиках отметить точки I_{0 ном,} P_{0 ном ,} cos  _0ном , соответствующие U_{1 ном} .

Опыт холостого хода необходимо выполнить для двух моделей трансформатора – линейной и с учетом насыщения магнитной цепи

Опыт короткого замыкания.

В качестве первичной в этом опыте используют обмотку ВН, а обмотку НН замыкают проводами небольшой длины достаточного поперечного сечения, чтобы не создавать во вторичной цепи трансформатора заметного сопротивления..

Опыт КЗ следует проводить следующим образом: подводимое к первичной обмотке напряжение повышать так, чтобы ток короткого замыкания находился в пределах (0,5-1,2) I_1н . Показания измерительных приборов, снятые приблизительно через одинаковые интервалы тока I_1н, а также результаты вычислений заносятся в табл. 2.

Таблица 2

№ опыта	Измерения							Вычисления
	UAK	UBK	UCK	IAK	IBK	ICK	PK	Ưk	U*	I1K	cosK
1
2
3
4
5
6
7
8
9

При составлении отчета по данным опыта КЗ выполняют расчеты.

Среднее значение фазного напряжения КЗ

U_к = ( U_АK+ U_ВK+ U_СK ) / 3. (7)

Среднее значение фазного тока КЗ стороны ВН

I_1к = ( I_АK+ I_ВK + I _СK ) / 3. (8)

Напряжение КЗ в относительных единицах

U_к* = (U_K / U_1ном). (9)

Коэффициент мощности КЗ

cos_K = P_к / 3U_K I_1K . (10)

Практически опыт КЗ производится для трансформаторов в холодном состоянии. Поэтому результаты опыта приводят к условной температуре 75^С.

Приведенное значение мощности КЗ:

P_K ^= P_K (1+ (75^- )), (11)

где   температурный коэффициент меди, равный 0,004;

 температура окружающей среды.

Приведенное значение сопротивления КЗ:

R_K^ = R_K (1+ (75^- )). (12)

В связи с тем, что температура обмоток трансформатора влияет лишь на активную составляющую напряжения КЗ:

U_KA ^= U_KA (1+ (75^- )), U_KA = U_K cos_K . (13)

Параметры схемы замещения трансформатора при коротком замыкании в абсолютных единицах (формулы 810, лабораторной работы №Тр1) и в относительных единицах; сравнить с их пределами изменения в относительных величинах:

X_к^ = 0,03  0,07 , R_к^= 0,0125  0,00125 , P_к^ = 0,025  0,0025 .

По данным таблицы 2 построить характеристики КЗ трансформатора

I _к, P_к , cos_к = f ( U_1к ).

На этих характеристиках отметить точки U_{к ном} , P_{к ном} , cos_{к ном} , соответствующие I_1ном .

Опыт нагрузки трансформатора.

Опыт нагрузки трансформатора проводится с целью построения характеристик трансформатора, которые показывают зависимость КПД и вторичного напряжения от изменения тока нагрузки. В качестве нагрузки используют (3-Phase RLC Parallel Load) с активной и реактивной (индуктивной) мощностями. Это основной режим работы трансформатора, когда вторичная цепь замкнута на нагрузочное сопротивление. С увеличением нагрузки напряжение на клеммах вторичной обмотки изменяется. Зависимость этого напряжения от тока нагрузки графически выражается внешней характеристикой U₂=f(I₂ ). Вид внешней характеристики зависит от характера нагрузки и величины коэффициента мощности cos₂.

При активном и активно-индуктивном характере нагрузки внешние характеристики имеют падающий вид, причем, чем меньше cos₂, тем больше наклон к оси абсцисс; при активно-емкостном характере нагрузки у внешней характеристики восходящий вид.

Для снятия внешней характеристики необходимо получить не менее восьми значений U₂ при различных токах нагрузки. При этом ток I₂ необходимо изменять от нуля (ХХ) через примерно равные промежутки до 1.5I_2н. При опыте нагрузки необходимо подать на первичную обмотку трансформатора номинальное напряжение. Вторичный ток изменять путем изменения величины нагрузки (Load). Результаты измерений заносят в

Табл. 3.

Таблица 3

№ опыта	Измерения						Вычисления
	Ua	Ub	Uc	Ia	Ib	Ic	U2	U	I2		
1
2
3
4
5
6
7
8

При составлении отчета по данным опыта нагрузки выполняют расчеты.

Среднее значение фазного напряжения на стороне НН

U₂ = (U_а + U_b + U_с ) / 3 (13)

Среднее значение фазного тока нагрузки

I₂ = ( I_а + I_b + I_с ) / 3. (14)

Изменение вторичного напряжения

U_% = 100( U_2н - U₂ ) / U_2н . (15)

Коэффициент нагрузки трансформатора

 = I₂ / I_2н . (16)

КПД трансформатора

 = 1 – (P_0ном + ² P_Кном ) / ( S_ном cos₂ + P_0ном + ² P_Кном ), (17)

где S_ном  номинальная мощность трансформатора;

P_0ном, P_Кном  потери мощности ХХ и КЗ при номинальном напряжении и номинальном токе.

По данным табл. 3 построить внешнюю характеристику для cos₂ и зависимость  = f ( I₂ ), на которой отметить точки, соответствующие _опт. и _макс..

Опыт нагрузки необходимо выполнить для двух моделей трансформатора – линейной и с учетом насыщения магнитной цепи

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

1.Модели с характеристикой виртуальных измерительных приборов.

2.Расчетные формулы по определению параметров схемы замещения трансформатора.

3.Таблицы опытных данных для всех режимов испытаний трансформатора;

4.Схемы замещения трансформатора в различных режимах и ее параметры;

5.Расчет и построение характеристик трансформатора по экспериментальным данным;

6.Сравнение экспериментальных и теоретических характеристик;

7.Выводы по проведению всей работы (оценить влияние учета насыщения на характеристики трансформатора: ХХ и внешней)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.Как и для чего проводятся опыты КЗ, ХХ и нагрузки ?

2.Преимущества и недостатки трехфазных трансформаторов по сравнению с однофазными.

3.Какие особенности имеются при определении коэффициента трансформации трехфазных трансформаторов ?

4.Чем объясняется несимметрия токов ХХ в трехфазном трансформаторе ?

5.Как изменятся отношения линейных напряжений трехфазного трансформатора, если его обмотки переключить со схемы /Y на Y/ ?

6.На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформатором при опытах ХХ и КЗ ?

7.Чем различаются внешние характеристики трансформатора при активной,

индуктивной и емкостной нагрузках?

Блок-схема моделирования трехфазного трансформатора