2801.Электрические машины

cos 2 0,8 :

1) задаваясь значениями , определить КПД трансформатора:

где P0н – потери холостого хода при номинальном напряжении U2н 220 В; Pkн – потери короткого замыкания при номинальном токе I1н .

Рассчитанные данные свести в табл. 1.9.

Таблица 1 . 9 Расчетная зависимость КПД от коэффициента нагрузки

21

2)по данным табл. 1.9 построить зависимость f ( );

3)определить нагрузку трансформатора, при которой достигается максимум КПД. Наибольшее значение КПД достигает при такой нагрузке , когда потери в меди становятся равными

потерям в стали:

4) используя полученное значение опт , определить макси-

мальный КПД max .

11. Расчет и построение внешней характеристики U2 f ( )

при cos 1 и cos 0,8 по формуле U2 U2н (1 0,01 U ) . U2н 220 В.

Контрольные вопросы

1.Принцип действия и устройство трансформатора.

2.Схема и условия, при которых производится опыт холостого хода трансформатора.

3.Схема и условия, при которых производится опыт короткого замыкания.

4.Какую погрешность допускают, считая, что потери холостого хода равны магнитным потерям в стали?

5.Какую погрешность допускают, считая, что потери при опыте короткого замыкания равны потерям в обмотках транс-

форматора: PK PЭ1 PЭ2 ?

6.Что произойдет, если включить трансформатор на напряжение U1 2U1H ?

7.Почему вектор тока холостого хода I0 не совпадает по

фазе с потоком Ф в сердечнике трансформатора?

8.Физический смысл напряжения короткого замыкания Uk .

9.Нарисуйте и объясните характеристики трансформатора:

U f ( ) ; U% f ( 2 ) ; U2* f ( ) ; f ( ) ; cos 0 f (U * ) .

22

10.Схема замещения трансформатора при холостом ходе, при коротком замыкании и определение параметров трансформатора.

11.Почему при холостом ходе cos 0 мал?

12.Почему при холостом ходе при увеличении напряжения cos 0 уменьшается?

13.Какие потери определяют из опыта холостого хода?

Почему?

14.Какие потери определяют из опыта короткого замыкания? Почему?

15.Насыщена ли магнитная система трансформатора при холостом ходе и при коротком замыкании?

16.Почему при увеличении (уменьшении) сопротивления нагрузки будет изменяться ток в первичной обмотке трансформатора?

17.Почему при меньшем cos КПД ниже?

18.Начертить векторную диаграмму ЭДС трансформатора: а) при индуктивной нагрузке; б) при емкостной нагрузке; в) при активной нагрузке.

23

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Группы соединения трехфазных трансформаторов

Цель работы. Практическое определение группы соединения трансформатора; перемаркировка трансформатора на другую группу соединения.

План работы

1.Записать паспортныеданные трансформатораи приборов.

2.Соединить обмотки трансформатора по схеме / 12 ,

/ 8 , / 6 , с помощью вольтметра выполнить измерения напряженийи проверитьправильность результатовпо формулам.

3.Построить топографические векторные диаграммы для

соединения обмоток трехфазного трансформатора по схеме

/ 12 , / 8 и / 6 .

4.Соединить обмотки по схеме / 11, / 5, с по-

мощью вольтметра выполнить измерения напряжений и проверить правильность результатов по формулам.

5. Построить топографические векторные диаграммы для соединения обмоток трехфазного трансформатора по схеме

/ 11, / 5 .

Пояснения к работе

Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора

Группа соединения обмоток трансформатора определяется углом сдвига между одноименными линейными первичными и вторичными электродвижущими силами.

Группа соединений зависит от направления намотки обмоток трансформатора, маркировки его зажимов и схемы соединений обмоток. У трехфазных трансформаторов возможны 12 групп

24

соединений обмоток. При одинаковых схемах соединений первичной и вторичной обмоток имеют место четные группы (2, 4, 6, 8, 10, 12), а при неодинаковых схемах соединений первичной и вторичной – нечетные группы (1, 3, 5, 7, 9, 11).

Опытное определение группы соединений обмоток трансформатора можно осуществлять различными методами:

–методом гальванометра;

–методом фазометра;

–методом вольтметра.

В лабораторной работе будет использован метод вольтметра. Сущность метода вольтметра заключается в том, что величины напряжений между первичными и вторичными зажимами трансформатора находятся в определенной зависимости от коэффициента трансформации линейных напряжений и групп со-

единений обмоток трансформатора.

Порядок выполнения работы

I. Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда»

1. Соединить трансформатор по схеме Y/Y – 12 (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 12)

Опыт проводится в следующей последовательности:

– соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток;

25

–включить автоматический выключатель QF1;

–включить контактор КМ1;

–с помощью вольтметра измерить первичное UA1В1 и вторичное Ua1b1 линейные напряжения и определить коэффициент

трансформации K1 U A1B1 ;

Ua1b1

–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Uс1С1.

–данные измерений занести в табл. 2.1.

Таблица 2 . 1 Данные измерений по схеме Y/Y – 12

2. Перемаркировать начало и концы вторичной обмотки трансформатора с группой соединения Y/Y – 12 на группу Y/Y – 6 и соединитьтрансформатор по схемеY/Y – 6 (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 6)

Опыт проводится в следующей последовательности:

–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.

–включить автоматический выключатель QF1;

26

–включить контактор КМ1;

–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.

–данные измерений занести в табл. 2.2.

Таблица 2 . 2 Данные измерений по схеме Y/Y – 6

Опыт

Расчет Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка,

без скобок текущая маркировка.

3. Перемаркировать зажимы трансформатора с группой соединения Y/Y – 12 на группу Y/Y – 8 и соединить трансформатор по схеме Y/Y – 8 (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 8)

Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка, без скобок текущая маркировка. Маркировка вторичной обмотки сдвинута на 240o.

Опыт проводится в следующей последовательности:

–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.

–включить автоматический выключатель QF1;

–включить контактор КМ1;

27

–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.

–данные измерений занести в табл. 2.3.

Таблица 2 . 3 Данные измерений по схеме Y/Y – 8

Опыт

Расчет

II. Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»

1. Соединить трансформатор по схеме Y/∆ – 11 (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/∆ – 11)

Опыт проводится в следующей последовательности:

–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.

–включить автоматический выключатель QF1;

–включить контактор КМ1;

–с помощью вольтметра измерить первичное UA1В1 и вторичное Ua1b1 линейные напряжения и определить коэффициент

трансформации K2 U A1B1 ;

Ua1b1

28

–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.

–данные измерений занести в табл. 2.4.

Таблица 2 . 4 Данные измерений по схеме Y/∆ – 11

Опыт

Расчет

2. Перемаркировать начало и концы вторичной обмотки трансформатора с группой соединения Y/∆ – 11 на группу Y/∆ – 5 и соединить трансформатор по схеме Y/∆ – 5 (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Схема электрическая для определения групп соединений обмоток трансформатора (гр. Y/∆ – 5)

Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка, без скобок – текущая маркировка.

Опыт проводится в следующей последовательности:

–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.

–включить автоматический выключатель QF1;

–включить контактор КМ1;

–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.

–данные измерений занести в табл. 2.5.

29

Таблица 2 . 5 Данные измерений по схеме Y/∆ – 5

Опыт

Расчет

Обработка результатов эксперимента

1. Определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда»:

данным табл. 2.1; б) заполнить табл. 2.1 расчетными данными и проверить

правильность результатов по формулам для группы соединения

Y/Y – 12:

Ub1B1 Ua1b1 (K1 1) ; Uс1C1 Ua1b1 (K1 1);

в) заполнить табл. 2.2 расчетными данными и проверить правильность результатов по формулам для группы соединения

Y/Y – 6:

г) заполнить табл. 2.3 расчетными данными и проверить правильность результатов по формулам для группы соединения

Y/Y – 8:

2. Определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»:

a) определить новый коэффициент K2 U A1B1 трансформа-

Ua1b1

ции табл. 2.4;

30