Определение параметров схемы замещения и характеристик трансформаторов

Цель работы: Определить параметры схемы замещения и рассчитать характеристики силового трансформатора по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

Оборудование и приборы

Исследуемый трехфазный трансформатор типа ТСШ–2,5, автотрансформатор типа РНТ–220–6, комплект измерительных приборов К– 50, дополнительный вольтметр электромагнитной системы на 30 В.

Содержание работы

1. Выполнить опыт холостого хода трансформатора.

2. Выполнить опыт короткого замыкания трансформатора.

3. По данным опытов определить параметры схемы замещения трансформатора.

4. Рассчитать и построить:

• зависимость ΔU = f(K_нг) при K_нг = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 для двух значений коэффициента мощности: cosφ₂=0,8 и cosφ₂=1;

• зависимость U₂=f(K_нг) при cosφ₂=0,8 и 1,0;

• зависимость ΔU = f(φ₂) при коэффициенте нагрузки K_нг=1.

5. Построить векторные диаграммы трансформатора при холостом

ходе и коротком замыкании, для активного (cosφ₂=1,0) и активно-индуктивного (cosφ₂=0,8) характера нагрузки трансформатора.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему по рис. 2.1. Трансформатор подключать к сети переменного тока со стороны обмотки высшего напряжения, вторичная обмотка разомкнута. Перед включением схемы автотрансформатор установить в положение, обезпечивающее минимальное напряжение (U=0) на зажимах трансформатора.

Рисунок 2.1 – Схема к выполнению опытов холостого хода

и короткого замикання

В трехфазном трансформаторе с несимметричной (плоской) магнитной системой создаются несимметричные системы магнитодвижущих сил и токов, причем F_A=F_C >F_B и соответственно I_OA=I_OC > I_OB .

Поэтому при проведении опытов производят пофазное измерение напряжений, токов и мощностей, определяют их среднее значение на фазу (с учетом знаков). Расчет параметров схемы замещения трансформатора делают на фазу.

Опыт холостого хода проводят для одного значения напряжения, а именно при U=U_Н. Результаты опыта холостого хода заносят в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Характеристики и параметры холостого хода

ИЗМЕРЕНО

ВЫЧИСЛЕНО

Фаза А

Фаза В

Фаза С

UA В

IА А

PA Вт

UВ В

IВ А

PВ Вт

UС В

IС А

PС Вт

U0 В

I0 А

P0 Вт

Z0 , Ом

R0 , Ом R0 ом

X0 , Ом X0 ом

R75 , Ом

Z75 , Ом

cos0

Здесь: среднее значение фазного напряжения при холостом ходе,

среднее значение фазного тока при холостом ходе,

среднее значение мощности на фазу при холостом ходе,

полное сопротивление схемы замещения трансформатора при холостом ходе,

активное сопротивление схемы замещения трансформатора при холостом ходе,

индуктивное сопротивление схемы замещения трансформатора при холостом ходе,

активное сопротивление схемы замещения трансформатора, приведенное к рабочей температуре обмоток

температура окружающей среды;

полное сопротивление схемы замещения трансформатора, приведенное к рабочей температуре обмоток,

коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе:

2. Для проведения опыта короткого замыкания, не виключая схему по рис. 2.1, уменьшить напряжение U₁ до нуля. Отключить схему от сети. Замкнуть вторичную обмотку (НН) накоротко. Переключатель пределов измерения тока на комплекте К-50 установить в положение 10 А. Включить автомат и, повышая напряжение U₁, довести ток в первичной обмотке до I_Н и провести запись U_K, I_K, P_K. Ток и мощность измерять комплектом К–50. Напряжение измерять на зажимах трансформатора дополнительным вольтметром электромагнитной системы с пределом измерения 30 В. Результаты измерений в опыте короткого замыкания занести в табл. 2.2.

Таблица 2.2 – Характеристики и параметри опыта короткого

Замыкания трансформатора

ИЗМЕРЕНО

ВЫЧИСЛЕНО

Фаза А

Фаза В

Фаза С

UA В

IА А

PA Вт

UВ В

IВ А

PВ Вт

UС В

IС А

PС Вт

UК В

IК А

PК Вт

ZK , Ом

RK , Ом

XK , Ом

R75 , Ом

Z75 , Ом

cosК

Здесь: среднее значение фазного напряжения при коротком замыкании,

среднее значение фазного тока при коротком замыкании,

среднее значение мощности на фазу при коротком замыкании,

полное сопротивление схемы замещения трансформатора при коротком замыкании,

активное сопротивление схемы замещения трансформатора при коротком замыкании,

индуктивное сопротивление схемы замещения трансформатора при коротком замыкании,

активное сопротивление схемы замещения трансформатора, приведенное к рабочей температуре обмоток

температура окружающей среды;

полное сопротивление схемы замещения трансформатора, приведенное к рабочей температуре обмоток,

коэффициент мощности трансформатора при коротком замыкании:

3. По данным табл. 2.1 и 2.2 рассчитать параметры схемы замещения трансформатора:

• в режиме холостого хода; привести схему замещения;

• в режиме короткого замыкания; привести схему замещения.

4. Зависимость ΔU = f(K_нв) определяется по формуле:

где: - активная составляющая напряжения короткого замыкания,

индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания,

Зависимость U₂= f(K_нг) определяется по формуле:

Зависимость ΔU = f(φ₂) при постоянном коэффициенте нагрузке К_НГ =1 определить в пределах изменения угла φ₂ от –90^о до +90 ^о .

В отчете представить

1. Цель работы, оборудование и приборы, содержание работы.

2. Схемы для проведения опытов, результаты измерений и вычислений.

3. Параметры схем замещения трансформаторов в режимах холостого хода и короткого замыкания, схемы замещения транесформатора в режимах холостого хода и короткого замыкания.

4. Расчеты и графики зависимостей ΔU = f(K_нг), ΔU = f(φ₂) и U₂= f(K_нг).

5. Векторные диаграммы напряжений и токов в режимах холостого хода и короткого замыкания.

Лабораторная работа №3