Дослідження трифазного триобмоткового трансформатора

Мета роботи: вивчити особливості триобмоткового трансформатора і навчитися визначати параметри заступної схеми.

Обладнання і прилади

Досліджуваний трансформатор типу ТСШ – 2,5 із даними S=2,5/0,9 кВА, U_ф=220/133/30 В, I_Ф=3,8/6,3/3,3 А, що має одну первинну (ВН) і дві вторинні обмотки (НН); автотрансформатор типу РНТ; комплект вимірювальних приладів К-50; вольтметри електромагнітної системи.

Зміст роботи

1. Ознайомитися з конструкцією випробуваного трансформатора і його паспортними даними.

2. Зробити досліди холостого ходу.

3. Зробити досліди короткого замикання.

4. За даними досліду визначити параметри заступної схеми трансформатора.

Порядок проведення роботи

1. Зібрати схему для дослідів холостого ходу (рис. 8.1). За допомогою автотрансформатора АТ установити на первинній обмотці номінальну напругу U_1Н . Результати вимірів параметрів холостого ходу заносяться в табл. 8.1.

Таблиця 8.1 – Результати досліду холостого ходу

Фаза А

Фаза В

Фаза С

U20

U30

UA, В

IA, А

PA, Вт

UВ, В

IВ, А

PВ, Вт

UС, В

IС, А

PС, Вт

В

В

с

z

y

x

в

а

с'

в'

а'

z'

y'

x'

Рисунок 8.1 – Дослідна схема трифазного триобмоткового трансформатора

2. Зробити 4 досліди короткого замикання відповідно до схем, приведених на рис. 8.2. Перед виконанням кожного досліду необхідно встановлювати автотрансформатор у початкове положення, що при включенні схем забезпечує на первинній обмотці напругу, рівну нулю. Три перших досліди з кожною парою обмоток і розімкненою при цьому третьою обмоткою виконують як для двообмоткового трансформатора. У першому досліді короткого замикання (рис. 8.2, а) за допомогою автотрансформатора АТ установлюється лінійний струм у первинній обмотці 6,6 А. Напруга короткого замикання вимірюється вольтметром на 30 В, струм і потужність по фазах – комплектом К-50.

В другому досліді короткого замикання в первинній обмотці встановлюється струм 3,46 А, що відповідає номінальному струму 3,3 А в замкнутій накоротко обмотці 3 (рис. 8.2, б).

У третьому досліді короткого замикання (рис. 8.2, в) первинна обмотка розімкнена, живлення підводиться до обмотки 2 при замкненій обмотці 3. За допомогою автотрансформатора встановлюється лінійний струм 5,7 А, що відповідає номінальному струму в обмотці 3 (3,3 А).

Для перевірки правильності результатів цих трьох основних дослідів короткого замикання проводиться додатковий дослід, при якому первинна обмотка живиться від мережі, а дві інші замкнуті накоротко (рис. 8.2, г). При цьому лінійний струм первинної обмотки 6,65 А. Результати вимірів заносяться в табл. 8.2.

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

а) б)

Рисунок 8.2

Таблиця 8.2 – Результати дослідів короткого замикання

Схема досліду, рисунок	Фаза А			Фаза В			Фаза С
	UA, В	IA, А	PA, Вт	UВ, В	IВ, А	PВ, Вт	UС, В	IС, А	PС, Вт
8.2, а
8.2, б
8.2, в
8.2, г

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

'

в) г)

Рисунок 8.2

Обробка дослідних даних

1. За даними досліду холостого ходу визначаються:

а) фазні значення напруги, струму і потужності

I_A+I_В+I_C P_A+P_В+P_C

U₁₀ = U_1Н , I₀ = ————— ; P₀ = ————— ,

3 √3 3

б) коефіцієнт трансформації

U₁₀ U₁₀ U₂₀

k₁₂ = ——— ; k₁₃ = ——— ; k₂₃ = ——— .

U₂₀ U₃₀ U₃₀

де U₂₀ і U₃₀ – фазні значення напруг обмоток 2 і 3;

в) параметри холостого ходу (контуру намагнічування)

U₁₀ P₀ P₀

Z₀ = —— , R₀ = —— , X₀ = √Z₀² - R₀² , cos₀ = ———— .

I₀ I₀² U₁₀I₀

2) За даними дослідів короткого замикання визначаються:

а) фазні напруги, струм і потужність

U_A+U_В+U_C I_A+I_В+I_C P_A+P_В+P_C

U_К = ————— , I_К = ————— ; P_К = ————— ,

3 3√3 3

U_К12 P_К12 P_К12

Z_К12 = —— , R_К12 = —— , X_К12 = √Z_К12² - R_К12² , cos_К12 = ———— .

I_К12 I_К12² U_К12I_К12

Подібно визначаються параметри для схем рис. 8.2, б, в, г.

Визначені дані заносяться в табл. 8.3

Таблиця 8.3 – Параметри короткого замикання

Схема досліду, рисунок	UК, В	IК, А	PК, Вт	ZК, Ом	RК, Ом	XК, Ом	cosК
8.2, а
8.2, б
8.2, в
8.2, г

Опори Z_K23 , R_K23 , X_K23 необхідно привести до числа витків первинної обмотки:

Z΄_K23 = Z_K23k₁₂² ; R΄_K23 = R_K23k₂₃² ; X΄_K23 = X_K23k₁₂² .

2. Параметри трьохпроменевої заступної схеми визначаються з рівнянь:

R₁ = 0,5(R_K12+R_K13 - R΄_K23);

R΄₂ = 0,5(R_K12+R΄_K23 – R_K13);

R΄₃ = 0,5(R_K13+R΄_K23 – R_K12).

По подібних формулах визначаються опори X₁ , X΄₂ , X΄₃ .

3. Зробити перевірку точності визначення параметрів заступної схеми по формулі

(R΄₂+jX΄₂)(R΄₃+jX΄₃)

Z_K123 = R_K123+jX_K123 = R₁+jX₁+—————————— .

(R΄₂+R΄₃)+j(X΄₂+X΄₃)

У звіті подати:

1. Схеми проведення дослідів.

2. Результати вимірів.

3. Розрахунок параметрів заступної схеми.

4. Заступну схему триобмоткового трансформатора з указівкою на ній чисельного значення параметрів.

Лабораторна робота № 9