Номинальные величины исследуемого трехфазного трансформатора

Содержание

1. Цель работы

2. Программа работы

3. Номинальные величины исследуемого трансформатора

4. Опыт холостого

5. Опыт короткого замыкания

6. Опыт под нагрузкой. Внешняя характеристика трансформатора

7. Расчет и построение внешних характеристик

8. Расчет и построение зависимости КПД от коэффициента нагрузки

9. Т-образная схема замещения трансформатора

1. Цель работы

Ознакомиться с устройством, принципом действия и назначением трансформа-

тора; освоить практические методы проведения опытов холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ) и под нагрузкой, а также использования опытных данных для

получения параметров трансформатора и основных характеристик.

Программа работы

2.1. Ознакомиться с устройством испытуемого трансформатора и записать его

паспортные данные.

2.2. Определить коэффициент трансформации.

2.3. Провести опыт ХХ и построить характеристики

I x, Px, сos ϕ x = f (U1x) при I2 = 0.

2.4. Провести опыт КЗ и построить характеристики

Iк, Pк, cos ϕ к = f(U1к) при U2 = 0.

2.5. Провести опыт под нагрузкой и построить внешнюю характеристику

U2 = f (I2) при cosϕ 2 = 1, 0.

2.6. На основании данных опытов ХХ и КЗ определить параметры Т-образной

схемы замещения трансформатора. Вычертить ее для режима нагрузки.

2.7. Определить напряжение короткого замыкания и его активную и реактивную

составляющие.

2.8. Рассчитать и построить внешние характеристики трансформатора при ак-

тивной нагрузке (cos ϕ 2 = 1,0), активно-индуктивной (cos ϕ 2 = 0,8; sin ϕ 2 = + 0,6) и

активно-емкостной (cos ϕ 2 = 0,8; sin ϕ 2 = − 0,6). Сравнить расчетную характери-

стику при cos ϕ 2 = 1,0 с опытной.

2.9. Рассчитать и построить зависимость КПД трансформатора от коэффициента

нагрузки η = f (β) для cos ϕ 2 = 1,0 и cos ϕ 2 = 0,8. Определить нагрузку, соответствующую максимальному значению КПД.

Номинальные величины исследуемого трехфазного трансформатора

Тип трансформатора – ТС-2,5/0, 5

Наименование	Обозначение	Численное значение	Единица измерения
Мощность	Sном	2.5	кВ ⋅ А
Первичное напряжение	U1л		B
Вторичное напряжение	U2л		B
Линейный ток первичной обмотки	I1л	6,56	A
Линейный ток вторичной обмотки	I2л	5,4	A
Частота	f		Гц
Число фаз	m		-
Схема соединения обмоток	У/У	Звезда	-
Способ охлаждения	-	Естественный	-
Напряжение короткого замыкания	uk	5,65	%
Ток холостого хода.	Ix	0,6	A

 

Опыт холостого хода

Схема включения трансформатора приведена на рис. 1.2. При проведении опыта

к первичной обмотке подводилось напряжение U1х, которое изменялось в пределах

(0,5...1,25) U1ф.ном. Опытные и расчетные данные занесены в табл.

 

Измерения	Расчёт	Расчёт при Uном
U1x	U2x	Iax	Ibx	Icx	Pax	Pcx	Ix	Px	cosф	K	Zм	Rм	Xм
		0,67	0,47	0,67		-14	0,60		0,21	1,25	210,49	45,78	205,45
		0,44	0,31	0,44		-8	0,39		0,22	1,24	-	-	-
		0,27	0,2	0,27		-2	0,24		0,37	1,22	-	-	-
		0,1	0,19	0,1		-1	0,13		0,54	1,25	-	-	-

 

В табл.1.1 U1х, U2х – фазные напряжения, соответствующие одноименным

зажимам первичной и вторичной обмоток, например, A-X и a-x;

I х =(I Ax + IBx + ICx) 3 – среднее арифметическое значение токов фаз;

Px = Cw (PAx − PCx) – мощность, потребляемая трансформатором из сети при холо-

стом ходе, Cw – цена деления ваттметра; cosϕ х = Px 3U1x I x – коэффициент мощ-

ности; k = U2х U1x – коэффициент трансформации.

По данным опыта ХХ определены параметры Rm, Xm, и Zm намагничиваю-

щего контура Т-образной схемы замещения трансформатора (рис. 1.1):

Z x = Z1 + Zm = U1фном/I х ≈ Zm;

Rx = R1 + Rm = Pх/3I х ≈ Rm;

График характеристик при опыте холостого хода

Х_m=

Опыт короткого замыкания

Схема включения трансформатора приведена на рис. 1.4. При проведении опыта

к первичной обмотке подводилось пониженное напряжение U1к =(5...10) % от но-

минального напряжения U1ф.ном. Опытные и расчетные данные занесены в табл.

Измерения	Расчёт	Расчёт при Iнор=Iкз
U1к	I1k	Pak	Pck	Pk	Cosφ	Zk	Rk	Xk	Zk75	Rk75	Uk	Uk75	Ua75	Up
8,00	7,50				0,86	-	-	-	-	-	-	-	-	-
7,30	6,56				0,99	1,11	1,10	0,17	1,33	1,32	5,75	6,87	6,82	0,87
6,30	6,00				0,92	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5,10	5,00				1,03	-	-	-	-	-	-	-	-	-

График характеристик при опыте короткого замыкания.

 

По данным опыта КЗ определены параметры схемы замещения:

Zк = Z1 + Z2 ′ = U1к I1ном;

Rк = R1 + R2 ′ = Pк 3I1ном;

Xк = X1 + X2 ′ = ,

а также напряжение короткого замыкания трансформатора:

uк% = 100U1к/U1ф.ном = 100I1номZк/U1ф.ном.

Для Т-образной схемы замещения исследуемого трансформатора можно принять

R1 ≈ R2 ′ = Rк/2, X1 ≈ X2 ′ = Xк/2.

Активное сопротивление Rк приведено к расчетной рабочей температуре

трансформатора, равной 75 􀁄 C. Приближенно Rк75 ≈ 1, 2Rк. Полное сопротивление двух обмоток Zк75 = , а напряжение короткого замыкания uк75% = 100I1номZк75/U1ф.ном. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания соответственно равны:

uа75% = 100I1номRк75/U1ф.ном

u р% = 100I1ном Xк/U1ф.ном.

Характеристики КЗ Iк, Pк, cosϕ к = f(U1к) представлены на рис. 1.5.

Содержание

1. Цель работы

2. Программа работы

3. Номинальные величины исследуемого трансформатора

4. Опыт холостого

5. Опыт короткого замыкания

6. Опыт под нагрузкой. Внешняя характеристика трансформатора

7. Расчет и построение внешних характеристик

8. Расчет и построение зависимости КПД от коэффициента нагрузки

9. Т-образная схема замещения трансформатора

1. Цель работы

Ознакомиться с устройством, принципом действия и назначением трансформа-

тора; освоить практические методы проведения опытов холостого хода (ХХ), короткого замыкания (КЗ) и под нагрузкой, а также использования опытных данных для

получения параметров трансформатора и основных характеристик.

Программа работы

2.1. Ознакомиться с устройством испытуемого трансформатора и записать его

паспортные данные.

2.2. Определить коэффициент трансформации.

2.3. Провести опыт ХХ и построить характеристики

I x, Px, сos ϕ x = f (U1x) при I2 = 0.

2.4. Провести опыт КЗ и построить характеристики

Iк, Pк, cos ϕ к = f(U1к) при U2 = 0.

2.5. Провести опыт под нагрузкой и построить внешнюю характеристику

U2 = f (I2) при cosϕ 2 = 1, 0.

2.6. На основании данных опытов ХХ и КЗ определить параметры Т-образной

схемы замещения трансформатора. Вычертить ее для режима нагрузки.

2.7. Определить напряжение короткого замыкания и его активную и реактивную

составляющие.

2.8. Рассчитать и построить внешние характеристики трансформатора при ак-

тивной нагрузке (cos ϕ 2 = 1,0), активно-индуктивной (cos ϕ 2 = 0,8; sin ϕ 2 = + 0,6) и

активно-емкостной (cos ϕ 2 = 0,8; sin ϕ 2 = − 0,6). Сравнить расчетную характери-

стику при cos ϕ 2 = 1,0 с опытной.

2.9. Рассчитать и построить зависимость КПД трансформатора от коэффициента

нагрузки η = f (β) для cos ϕ 2 = 1,0 и cos ϕ 2 = 0,8. Определить нагрузку, соответствующую максимальному значению КПД.

Номинальные величины исследуемого трехфазного трансформатора

Тип трансформатора – ТС-2,5/0, 5

Наименование	Обозначение	Численное значение	Единица измерения
Мощность	Sном	2.5	кВ ⋅ А
Первичное напряжение	U1л		B
Вторичное напряжение	U2л		B
Линейный ток первичной обмотки	I1л	6,56	A
Линейный ток вторичной обмотки	I2л	5,4	A
Частота	f		Гц
Число фаз	m		-
Схема соединения обмоток	У/У	Звезда	-
Способ охлаждения	-	Естественный	-
Напряжение короткого замыкания	uk	5,65	%
Ток холостого хода.	Ix	0,6	A

 

Опыт холостого хода

Схема включения трансформатора приведена на рис. 1.2. При проведении опыта

к первичной обмотке подводилось напряжение U1х, которое изменялось в пределах

(0,5...1,25) U1ф.ном. Опытные и расчетные данные занесены в табл.

 

Измерения	Расчёт	Расчёт при Uном
U1x	U2x	Iax	Ibx	Icx	Pax	Pcx	Ix	Px	cosф	K	Zм	Rм	Xм
		0,67	0,47	0,67		-14	0,60		0,21	1,25	210,49	45,78	205,45
		0,44	0,31	0,44		-8	0,39		0,22	1,24	-	-	-
		0,27	0,2	0,27		-2	0,24		0,37	1,22	-	-	-
		0,1	0,19	0,1		-1	0,13		0,54	1,25	-	-	-

 

В табл.1.1 U1х, U2х – фазные напряжения, соответствующие одноименным

зажимам первичной и вторичной обмоток, например, A-X и a-x;

I х =(I Ax + IBx + ICx) 3 – среднее арифметическое значение токов фаз;

Px = Cw (PAx − PCx) – мощность, потребляемая трансформатором из сети при холо-

стом ходе, Cw – цена деления ваттметра; cosϕ х = Px 3U1x I x – коэффициент мощ-

ности; k = U2х U1x – коэффициент трансформации.

По данным опыта ХХ определены параметры Rm, Xm, и Zm намагничиваю-

щего контура Т-образной схемы замещения трансформатора (рис. 1.1):

Z x = Z1 + Zm = U1фном/I х ≈ Zm;

Rx = R1 + Rm = Pх/3I х ≈ Rm;

График характеристик при опыте холостого хода

Х_m=

Опыт короткого замыкания

Схема включения трансформатора приведена на рис. 1.4. При проведении опыта

к первичной обмотке подводилось пониженное напряжение U1к =(5...10) % от но-

минального напряжения U1ф.ном. Опытные и расчетные данные занесены в табл.

Измерения	Расчёт	Расчёт при Iнор=Iкз
U1к	I1k	Pak	Pck	Pk	Cosφ	Zk	Rk	Xk	Zk75	Rk75	Uk	Uk75	Ua75	Up
8,00	7,50				0,86	-	-	-	-	-	-	-	-	-
7,30	6,56				0,99	1,11	1,10	0,17	1,33	1,32	5,75	6,87	6,82	0,87
6,30	6,00				0,92	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5,10	5,00				1,03	-	-	-	-	-	-	-	-	-

График характеристик при опыте короткого замыкания.

 

По данным опыта КЗ определены параметры схемы замещения:

Zк = Z1 + Z2 ′ = U1к I1ном;

Rк = R1 + R2 ′ = Pк 3I1ном;

Xк = X1 + X2 ′ = ,

а также напряжение короткого замыкания трансформатора:

uк% = 100U1к/U1ф.ном = 100I1номZк/U1ф.ном.

Для Т-образной схемы замещения исследуемого трансформатора можно принять

R1 ≈ R2 ′ = Rк/2, X1 ≈ X2 ′ = Xк/2.

Активное сопротивление Rк приведено к расчетной рабочей температуре

трансформатора, равной 75 􀁄 C. Приближенно Rк75 ≈ 1, 2Rк. Полное сопротивление двух обмоток Zк75 = , а напряжение короткого замыкания uк75% = 100I1номZк75/U1ф.ном. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания соответственно равны:

uа75% = 100I1номRк75/U1ф.ном

u р% = 100I1ном Xк/U1ф.ном.

Характеристики КЗ Iк, Pк, cosϕ к = f(U1к) представлены на рис. 1.5.