Лабораторная работа 6 испытание трёхфазного трансформатора

Цель : определение характеристик трёхфазного трансформатора по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания.

Основные понятия

Трёхфазный трансформатор представляет собой конструктивное объединение трёх однофазных трансформаторов в общую систему (рис. 1).

На каждом стержне магнитопровода расположены обмотки высшего ВН и низшего НН напряжений, относящиеся к одной фазе. Для понижающего трансформатора обмотка ВН является первичной, а обмотка НН – вторичной.

Испытание трансформатора предусматривает проведение опытов холостого хода и короткого замыкания с целью получения данных, необходимых для определения коэффициента трансформации, для расчёта и построения внешней характеристики а также для расчёта и построения зависимости КПД от степени загрузки трансформатора

Рис. 1. Устройство трёхфазного трансформатора

Коэффициент трансформации трёхфазного трансформатора определяется отношением номинальных линейных напряжений первичной и вторичной обмоток

Для соединения фаз обмоток определяется отношением чисел витков обмоток ВН и НН одной фазы а для соединения

Внешняя характеристика для трёхфазного трансформатора может быть построена по двум точкам, соответствующим режиму холостого хода и режиму номинальной нагрузки Расчёт внешней характеристики производится по формуле

где - линейное напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода; - процентное изменение напряжения на зажимах вторичной обмотки, определяемое по формуле

В данной формуле - активная составляющая напряжения короткого замыкания; - реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Их величины определяются по формулам

В формуле (6) - мощность номинальных электрических потерь в обмотках трансформатора, определяемая в результате опыта короткого замыкания; и

- соответственно линейное напряжение и линейный ток первичной обмотки, которые ввиду несимметрии магнитной цепи трансформатора определяется

как средние арифметические величины напряжений и токов при опыте короткого замыкания.

В формуле (3) - угол сдвига фазы тока по отношению к фазе напряжения при опыте короткого замыкания.

Величина в формуле (5) – номинальное линейное напряжение первичной обмотки трансформатора.

Коэффициент полезного действия определяется по формуле или иначе

где - коэффициент загрузки трансформатора - номинальная полная мощность, - мощность потерь в магнитопроводе (из опыта холостого хода), - мощность номинальных электрических потерь в обмотках (из опыта короткого замыкания).

Программа работы

1. Провести опыт холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

2. Определить коэффициент трансформации ; коэффициент мощности в режиме холостого хода ; коэффициент мощности в режиме короткого замыкания .

3. Рассчитать и построить внешнюю характеристику для

и при

4. Рассчитать и построить зависимость для и

при

Оборудование лабораторной установки

Т1 РНТ – регулирующий трёхфазный трансформатор напряжения;

Т2 ТС – испытуемый силовой трансформатор;

ТТ1, ТТ2, ТТ3 – измерительные трансформаторы тока;

А1, А2, А3 – амперметры с номинальным значением тока 5А;

- трёхфазный ваттметр с номинальным значением мощности 2 кВт;

- вольтметр с номинальным значением напряжения 250В.

Для проведения опыта холостого хода измерительные трансформаторы тока включить на номинальный первичный ток

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с испытуемым трансформатором, записать его тип и номинальные данные, указанные на щитке.

2. Собрать цепь по схеме рис. 2 для проведения опыта холостого хода трансформатора.

3. После проверки цепи преподавателем включить её под напряжение.

4. С помощью РНТ подать на первичную обмотку испытуемого трансформатора номинальное напряжение

5. Измеренные величины напряжений на зажимах первичной обмотки и на зажимах вторичной обмотки исследуемого трансформатора, а также токов и мощности записать в табл. 1.

Таблица 1

Таблица наблюдений для опыта холостого хода

Трансформатора