Специальные способы соединения обмоток трехфазных трансформаторов

Цель работы: изучить особенности соединения “треугольник - зигзаг” и “ треугольник – шестифазная звезда”.

Оборудование и приборы

Исследуемый трансформатор типа ТСШ – 2,5, первичная обмотка которого рассчитана на напряжение U_1Ф=220 В, а вторичная обмотка состоит из шести катушек (по две на каждую фазу), каждая из них рассчитана на напряжение U_2Ф=30 В, вольтметры электромагнитной системы.

Содержание работы

1. Ознакомиться с конструкцией исследуемого трансформатора и его паспортными данными.

2. Проверить маркировку выводов обмоток ВН и НН.

3. Исследовать схему соединения “ треугольник - зигзаг”.

4. Исследовать соединения “ треугольник – шестифазная звезда”.

5. Посроить векторные диаграммы напряжений для исследуемых схем.

Порядок выполнения работы

1. Соединить первичные фазные обмотки трансформатора по схеме Δ и, не соединяя между собой вторичные катушки, подвести к первичной обмотке напряжение (рис. 5.1). Измерить вторичные напряжения U_ax, U_a'x', U_вy, U_в'y', U_cz и U_c'z'.

2. Выполнить маркировку обмоток ВН и НН соответственно группе Δ/Y/Y – 7 – 1. Сначала выпоняется седьмая группа для обмотки ВН и одной из обмоток НН, т.е. как для трехфазного двухобмоточного трансформатора (см. лабораторную работу № 3). После этого выполняется первая группа для обмотки ВН и второй обмотки НН.

3. Собрать схему “треугольник – зигзаг” соответственно рис. 5.2. Измерить фазные и линейные вторичные напряжения и занести их значения в табл. 5.1.

z

z'

z

c

z'

c'

c'

c

'

'

'

'

Рисунок 5.1 - Маркировка Рисунок 5.2 – Схема “треугольник – зигзаг”

трансформатора

Таблица 5.1 – Вторичные напряжения в схеме “треугольник – зигзаг”

Схема

Uax

Uвy

Ucz

Ua'x'

Uв'y'

Uc'z'

Uax'

Uвy'

Ucz'

Uaв

Uвc

Uac

Рис. 5.2

Рис. 5.3

3. Изменить схему соединения, как показано на рис. 5.3, сделать те же измерения и записать в табл. 5.1.

4. Используя маркировку обмоток, полученную в п. 2, спроектировать и собрать схему соединения “треугольник – шестифазная звезда” (рис. 5.4). Измерить фазные и линейные вторичные напряжения и занести их значения в табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Вторичные напряжения в схеме “треугольник – шестифазная звезда”

Схема

Uax

Uвy

Ucz

Ua'x'

Uв'y'

Uc'z'

Uaв

Uвс

Uас

Uаа'

Uвв'

Ucc'

Рис. 5.4

z

z

c

c

'

'

'

'

'

'

V

Рисунок 5.3 – Второй вариант схемы “треугольник – зигзаг”

Рисунок 5.4 - Схема соединения “треугольник – шестифазная звезда”

Обработка опытных данных

1. Рассчитать значения вторичных фазных и линейных напряжений по известным значениям напряжений на полуфазах ax, a΄x΄ и т.д. для схем рис. 5.2 и 5.3. Результаты расчета сравнить с данными измерений табл. 5.3.

Таблица 5.3 – Результаты расчета и сравнения с измеренными величинами

СХЕМА	U2Ф			U2Л
	измерено Uax'	рассчитано		измерено Uaв		рассчитано
Рисунок 5.2
Рисунок 5.3

2. Построить векторную диаграмму напряжений для схемы соответственно рис. 5.2.

3. Построить векторную диаграмму напряжений для схемы соответственно рис. 5.3. Определить – как изменится фаза вторичного линейного напряжения в сравнении с предыдущей векторной диаграммой.

4. Построить векторную диаграмму напряжений для схемы соединения “треугольник – шестифазная звезда”.

В отчете представить:

1. Схемы для проведения опытов.

2. Таблицы измеренных и рассчитанных величин.

3. Векторные диаграммы напряжений для соединения вторичных обмоток “зигзагом” (два варианта) и “шестифазной звездой”.

Лабораторная работа № 6

ПАРАЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Цель работы: изучить правила составления схем и характеристик трансформаторов при их параллельном включении на общую нагрузку.

Оборудование и приборы

1. Трансформаторы силовыне трехфазные двухобмоточные – 2 шт.

2. Трехфазный реостат – 1 шт.

3. Амперметры электромагнитной системы на 10 А – 2 шт.

4. Амперметры электромагнитной системы на 20 А – 1 шт.

5. Вольтметр электромагнитной системы на 250 В – 1 шт.

Содержание работы

1. Снять внешние характеристики отдельно для каждого из исследуемых трансформаторов.

2. Собрать схему рис. 6.2 и снять суммарную внешнюю характеристику исследуемых трансформаторов при их нагружении.

3. Построить в одной системе координат внешние характеристики исследуемых трансформаторов и суммарную внешнюю характеристику.

4. На основании п. 3 сделать вывод – как распределяется нагрузка между трансформаторами.

Порядок выполнения работы

1. Согласно лабораторной работы № 3, собрать схему (рис. 3.1) и снять отдельно для каждого исследуемого трансформатора внешние характеристики.

2. Перед тем как собрать схему по рис. 6.2 требуется выполнить:

- фазировку автоматов АП1 и АП2. Для чего, включив автоматы, вольтметром электромагнитной системы на U=250 В измерить напряжения между зажимами А₁ – А₂, В₁ – В₂ и С­₁ – С₂ . Если вольтметр показывает ноль, то маркировка зажимов верная;

- определить коэффициенты трансформации каждого из исследуемых трансформаторов. Если они не одинаковы, определить отклонение по формуле:

сделать вывод о возможности включения трансформаторов на параллельную работу.

- собрать фазные обмотки трансформаторов так, чтобы трансформаторы принадлежали к одной группе соединения;

- провести фазировку трансформаторов по вторичной стороне (рис. 6.1); соединив а₁ с а₂ , подать напряжение на первичные обмотки трансформаторов, вольтметром на U=250 В измерить напряжения между в₁ и в₂ , с₁ и с₂ . Если напряжения Uв₁в₂ , Uс₁с₂ равны нулю, маркировка верная.

3. После фазировки вторичной стороны трансформаторов, собрать схему по рис. 6.2.

4. Включив автоматы АП₁ и АП₂ , в режиме холостого хода измерить уравнительный ток и соответствующее напряжение U₂ .

5. Уменьшая сопротивление нагрузки, для 5 – 6 значений токов, сделать измерения и результаты измерений занести в табл. 6.1.

Таблица 6.1 – Результаты измерений электрических величин трансформаторов при параллельной работе

I21, А	I22, А	I3= I21 + I22, А	U2, В

6. На основании полученных данных п. 1 порядка выполнения работы и табл. 6.1, построить в одной системе координат графики внешних характеристик и на их основании сделать вывод о распределении нагрузки между трансформаторами.

В отчете представить:

1. Условия включения трансформаторов на параллельную работу.

2. Паспортные данные, стандартные обозначения схем и групп соединения обмоток трансформаторов.

3. Схемы включения трансформаторов (рис. 6.1, 6.2).

4. Таблицу измерений и графики внешних характеристик для нагруженных трехфазных трансформаторов.

5. Письменные ответы на такие вопросы:

а) какое из условий включения трансформаторов на параллельную работу необходимо выполнять в точности?

б) какое условие включения трансформаторов на параллельную работу проверяется при холостом ходе?

в) какое условие включения трансформаторов на параллельную работу проверяется при нагрузке трансформаторов?

г) в чем состоит негативная роль уравнительного тока?

д) какой из двух трансформаторов с разными коэффициентами трансформации будет перегружен при параллельной работе?

е) какой из двух трансформаторов с разными напряжениями U_K будет перегружен при работе на общую нагрузку?

Лабораторная работа № 7