1. Цель работы

   1. Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания и расчет по данным этих опытов параметров схемы замещения и некоторых других зависимостей, характеризующих работу трехфазного трансформатора при нагрузке

2. Программа работы

   1. Исследовать трансформатор в режиме опыта короткого замыкания:

   2. Исследовать трансформатор в режиме холостого хода:

   3. Снять внешнюю характеристику трансформатора при активной нагрузке при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда».

   4. Снять внешнюю характеристику трансформатора при активной нагрузке при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник».

   5. Исследовать трансформатор при несимметричной нагрузке без нулевого провода.

   6. Исследовать трансформатор при несимметричной нагрузке с нулевым проводом.

3. Приборы и оборудование

В лабораторной работе используются следующие модули:

• модуль питания стенда (МПС);

• модуль питания (МП);

• модуль измерителя мощности (МИМ);

• модуль добавочных сопротивлений №2 (МДС2);

• модуль однофазных трансформаторов (МОТ);

• модуль ввода/вывода (МВВ);

• силовой модуль (СМ).

4. Порядок выполнения работы

   1. Перед проведением работы необходимо привести модули в исходное состояние.

   2. В работе используется трехфазный трансформатор на основе трех однофазных двухобмоточных трансформаторов, данные которого приведены в Приложении А.

   3. Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.

   4. Опыт короткого замыкания

Схема для проведения опыта короткого замыкания трехфазного трансформатора представлена на рисунке 1

Рисунок 1 – Схема для проведения опыта короткого замыкания

Опыт проводится в следующей последовательности:

• включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

• включить кнопку «Сеть» МИМ;

• переключателем SA1 модуля МОТ изменять сопротивление в первичной ветви до тех пор, пока ток приблизительно не будет равен номинальному: (Приложение А), где – полная номинальная мощность трансформатора, ВА.

Данные опыта занести в таблицу 1.

Таблица 1 – Данные опыта

Данные опыта			Расчётные данные
U1К	I1К	PК		zК	rK	xK	UK	UKA	UKR
В	А	Вт		Ом	Ом	Ом	%	%	%

U_1К – среднее значение линейного напряжения.

I_1К – среднее значение линейного тока.

P_К – мощность короткого замыкания трех фаз.

Расчётные данные.

Коэффициент мощности при опыте короткого замыкания: .

Полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора при опыте короткого замыкания (приводят к расчетной рабочей температуре 75° С):

; ; .

Напряжение короткого замыкания в процентах, активная и реактивная составляющие, % : .

5. Опыт холостого хода

Опыт холостого хода проводится при номинальном напряжении первичной обмотки и разомкнутой вторичной обмотке трансформатора. Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема для проведения опыта холостого хода.

Опыт проводится в следующей последовательности:

• включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

• включить кнопку «Сеть» МИМ.

Данные опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Данные опыта

Данные опыта				Расчётные данные
U10	I0	P0	U20	K		zm	rm	xm	I0*
В	А	Вт	В			Ом	Ом	Ом	%

U₁₀ – среднее значение линейного напряжения.

I₀ – среднее значение линейного тока.

P₀ – мощность короткого замыкания трех фаз.

Расчётные данные.

Коэффициент трансформации трансформатора: .

Полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура «Т» – образной схемы замещения трансформатора, Ом:

; ; .

Коэффициент мощности при опыте холостого хода трансформатора: .

Ток холостого хода трансформатора в долях номинального тока первичной обмотки трансформатора: , , где – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, А: .

6. Внешние характеристики трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда».

Внешние характеристики представляют собой зависимости вторичного напряжения трансформатора от тока нагрузки U₂=f(I₂) при U₁ = U_1H = const; . Схема для снятия внешних характеристик представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда».

Опыт проводится в следующем порядке:

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞», что соответствует режиму холостого хода трансформатора;

• включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;

• изменением положения переключателя SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку до тех пор, пока ток вторичной обмотки приблизительно не будет равен номинальному току: (Приложение А).

Данные опыта занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные опыта

U1	I1	UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23	KНГ
В	А	В	В	В	А	А	А

Коэффициент нагрузки: , где – среднее значение линейных токов вторичной обмотки, А: .

По данным таблицы 3 построить следующие зависимости:

U_А1N1 = f(I₂₁); U_B1N1 = f(I₂₂); U_C1N1 = f(I₂₃).

7. Внешние характеристики трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник». Схема для снятия внешних характеристик представлена на рис. 4

Рисунок 4 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»

Опыт проводится в следующем порядке:

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞», что соответствует режиму холостого хода трансформатора;

• включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;

• изменением положения переключателя SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку до тех пор, пока ток вторичной обмотки приблизительно не будет равен номинальному току: (Приложение А).

Данные опыта занести в таблицу 4.

Таблица 4 – Данные опыта

U1	I1	UА1B1	UB1C1	UC1A1	I21	I22	I23	KНГ
В	А	В	В	В	А	А	А

Коэффициент нагрузки: , где – среднее значение линейных токов вторичной обмотки, А: .

По данным таблицы 4 построить следующие зависимости:

U_А1B1 = f(I₂₁); U_B1C1 = f(I₂₂); U_C1A1 = f(I₂₃).

8. Несимметричная нагрузка трансформатора без нулевого провода

Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке без нулевого провода представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке без нулевого провода

Опыт проводится в следующей последовательности:

• переключателем SA1 модуля МДС2 установить сопротивление в пределах 20...80 Ом;

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;

• включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;

• переключателем SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку трансформатора до тех пор, пока . Данные опыта занести в таблицу 5;

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;

• переключателем SA1 модуля МДС2 изменить добавочное сопротивление;

• повторить опыт.

Таблица 5 – Данные опыта

RД =
U1	I1	UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23
В	А	В	В	В	А	А	А

По данным таблицы 5 построить следующие зависимости:

U_А1N1 = f(I₂₁); U_B1N1 = f(I₂₂); U_C1N1 = f(I₂₃).

9. Несимметричная нагрузка трансформатора с нулевым проводом

Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке без нулевого провода представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема для исследования трансформатора при несимметричной нагрузке с нулевым проводом

Опыт проводится в следующей последовательности:

• переключателем SA1 модуля МДС2 установить сопротивление в пределах 20...80 Ом;

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;

• включить автоматические выключатели QF1 и QF2 модулей питания;

• переключателем SA1 модуля МОТ увеличивать нагрузку трансформатора до тех пор, пока . Данные опыта занести в таблицу 6;

• переключатель SA1 модуля МОТ установить в положение «∞»;

• переключателем SA1 модуля МДС2 изменить добавочное сопротивление;

• повторить опыт.

Таблица 6 – Данные опыта

RД =
UА1N1	UB1N1	UC1N1	I21	I22	I23	I0
В	В	В	А	А	А	A

По данным таблицы 6 построить следующие зависимости: U_А1N1 = f(I₂₁); U_B1N1 = f(I₂₂); U_C1N1 = f(I₂₃).