Условное обозначение трансформаторов

Структура условного обозначения трансформаторов:

Х Х Х Х Х Х Х

1 2 3 4 5 6 7

где 1 – исполнение по числу фаз: буквы О – однофазный, Т – трехфазный, А - автотрансформатор;

2 - система охлаждения (одна, две или три буквы): С – естественное воздушное при открытом исполнении, М – естественная циркуляция воздуха и масла, Д – масляное охлаждение с дутьем;

3 – наличие и способ переключения регулировочных ответвлений (отсутствие буквы означает исполнение трансформатора без регулировочных ответвлений);

4 - полная номинальная мощность, кВА;

5 - номинальное напряжение обмотки высшего напряжения (ВН), кВ;

6 - номинальное напряжение обмотки низшего напряжения (НН), В (только для трансформаторов напряжением до 1000 В);

7 – климатическое исполнение и категория размещения.

Описание лабораторной установки

В лабораторной работе исследуются режимы работы однофазного трансформатора типа ОСЗ-0,25/0,22 У5 с номинальными данными:

S_H=0,25 кВА, f_H=50 Гц, U_1H=220 В, U_2H=36 В.

Кроме того, известны сопротивления обмоток трансформатора R₁=4 Ом, R₂=0,4 Ом.

Электрическая схема установки для исследования трансформатора представлена на рис. 3.11.

Рис. 3.11

Панели стенда, используемые при выполнении работы, представлены на рис. 3.12. Испытуемый трансформатор (ТР), лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), нагрузочные реостаты (R1-R9), магнитные пускатели, аппараты защиты расположены за панелями стенда (рис. 3.12).

Зажимы вторичной обмотке ЛАТРа выведены на панель г (рис. 3.12), рукоятка 1 ЛАТРа - на панель а (рис. 3.12), зажимы обмоток испытуемого трансформатора - на панель в (рис. 3.12), тумблеры для включения и отключения нагрузочных резисторов - на панель д (рис. 3.12), кнопка включения питания 2 (0÷220 В) от ЛАТР и кнопка аварийного отключения 3 - на панель е (рис. 3.12).

Рис.3.12. Панели стенда:

а - левая мнемонических схема; б - средняя передняя;

в - правая мнемонических схем; г – правая боковая источников питания;

д - переключателей нагрузки; е - пульта управления

Для измерения мощности или коэффициента мощности используются настольные приборы; ваттметр или фазометр.

Подготовка к выполнению работы

1. Используя учебник, конспект лекций и настоящее руководство, изучить устройство, принцип действия, режимы холостого хода, короткого замыкания и работы под нагрузкой однофазного силового трансформатора.

2. Начертить электрическую схему установки (рис. 3.11) для исследования трансформатора и подготовить таблицы для записи результатов опытов. Выписать паспортные данные трансформатора и на их основании рассчитать номинальные токи для первичной и вторичной обмоток.

3. Ознакомиться с порядком проведения опытов холостого хода, короткого замыкания и испытания трансформатора под нагрузкой.

Программа выполнения работы

1. Собрать электрическую схему установки для исследуемого трансформатора.

2. Подготовить схему для проведения испытания трансформатора под нагрузкой (рис. 3.11, а, в).

Но начинать лабораторную работу следует с опыта холостого хода - тумблеры В1-В9 выключены.

Вольтметр V₁ выбирается по U₁=U_1H, вольтметр V₂ по U₂=U_2H; амперметр А₁ – по I₁=(0,05-0,2)I_1H.

После сборки схемы рукоятку ЛАТРа 1 (рис. 3.12, а) уставить в крайнее левое положение (на нуль). Затем нажатием кнопки 2 (рис. 3.12, е) замкнуть цепь питания, в результате чего испытуемый трансформатор через ЛАТР подключается к сети.

Далее, вращая рукоятку ЛАТРа 1 по направлению часовой стрелки, установить U₁=U_1H и произвести измерение. Результаты эксперимента занести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

№ п/п	Измерено				Вычислено
	U1Н, B	I1Х, A	cosφ1Х (P1Х,Вт)	U2Х, B	k	i1Х, A	Q1Х, ВАр	P1Х, Вт (cosφ1Х)	PC, Вт

Отключить установку кнопкой 3 (рис. 3.12, е), предварительно установив рукоятку ЛАТРа в крайнее левое положение.

3. Для проведения испытания трансформатора под нагрузкой амперметр А₁ выбирается по I₁=(0,05-1,3)I_1H, а амперметр А₂ – по I_2макс=(0-1,3)I_2H.

Тумблер выключателя В1 поднять. Включить установку. Установить напряжение на первичной обмотке U₁=U_1H. Увеличивая нагрузку трансформатора с помощью тумблеров выключателей В2-В9, провести измерения величин, указанных в табл. 3.2. Результаты занести в табл. 3.2.

Таблица 3.2

№ п/п

Измерено

Вычислено

U1, B

I1, A

cosφ1 или P1, Вт

U2, B

I2, A

P1, Вт или cosφ1

Q1, ВАр

P2, Вт

ΣΔР, Вт

PM, Вт

PC, Вт

β

η

1 . . . 9

4. Подготовить схему для проведения опыта короткого замыкания (рис. 3.11, а, б).

Вольтметр V₁ подбирают таким образом, чтобы можно было измерить напряжение короткого замыкания U_1к<0,12U_1H, а амперметр А₁ – по I₁₌I_1H I_1H; амперметр А₂ – по I₂=I_2H.

Проверить положение рукоятки ЛАТРа 1 (рис. 3.12, а), она должна быть установлена в крайнее левое положение. Затем трансформатор подключить к сети. Повышая напряжение, подводимое к трансформатору, от U₁=0 до U₁=U_1K, установить ток в первичной обмотке трансформатора I₁=I_1H и произвести измерения. Результаты эксперимента занести в табл. 3.3.

5. На основании опыта холостого хода определить:

коэффициент трансформации k;

мощность, потребляемую трансформатором из сети P_1X (если измеряется cosφ_1Х) или коэффициент мощности cos φ_1Х (если измеряется P_1X);

мощность потерь в стали сердечнике Р_C;

мощность потерь в меди обмоток Р_М.

Таблица 3.3

Измерено					Вычислено
U1K, B	I1K=I1H, A	I2K=I2H, A	cos φK или P1K=PKH, Вт	P1K=PKH, Вт или cosφK	uк, %	uка, %	uкр, %	РМ, Вт	РС, Вт

6. На основании экспериментальных данных опыта под нагрузкой:

определить полезную мощность трансформатора Р₂;

мощность, потребляемую трансформатором из сети Р₁ (если измеряется cosφ₁);

коэффициент мощности cosφ₁ (если измеряется Р₁);

реактивную мощность, потребляемую трансформатором из сети Q₁;

мощность потерь трансформатора ΣΔP;

мощность потерь в стали сердечника P_C;

мощность потерь в меди обмоток Р_M;

КПД трансформатора η прямым методом;

КПД трансформатора косвенным методом (по данным опытов холостого хода к короткого замыкания),

коэффициент нагрузки β_опт при котором КПД максимален;

построить в одной системе координат характеристики трансформатора: I₁, P₁, cosφ₁, η, U₂=f(P₂)

7. На основании измеренных данных опыта короткого замыкания определить:

напряжение короткого замыкания u_к;

активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания u_ка и u_кр ;

коэффициент мощности cosφ_1К (если измеряется P_1К) или мощность, потребляемую трансформатором P_1К (если измеряется cosφ_1К);

мощность потерь в меди обмоток Р_М;

мощность потерь в стали сердечника Р_С.

8. Произвести анализ результатов испытания трансформатора и сделать соответствующие выводы.

Анализ результатов исследований состоит в том, чтобы уяснить назначение и практическое значение данных опытов холостого хода, короткого замыкания и испытания трансформатора под нагрузкой; установить, в зависимости от каких факторов и как изменяются I₁, P₁, Q₁, cosφ₁, U₂, η, P_M, P_C = f(P₂) при испытании трансформатора под нагрузкой; уяснить, для расчета каких характеристик трансформатора и как используются данные опытов холостого хода и короткого замыкания.