实验二--三相变压器实验

实验二--三相变压器实验

实验二 三相变压器实验

一、实验目的

1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数 2、通过负载实验，测定三相变压器的运行特性 二、预习要点

1、如何用两个功率表测定三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。 2、三相心式变压器的的三相空载电流是否对称，为什么？ 3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。

4、变压器空载和短路实验时应注意哪些问题？一般电源应加在哪一方比较合适？

三、实验项目 1、测定变比

三相变压器三U相调压V交流输出W

axXAbyYBczZC

图1 三相变压器变比实验接线图

实验线路如图1所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压U=0.5UN=27.5V。测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表1中。 计算：变比K：

KAB?UUUAB KBC?BC KCA?CA UabUbcUca表1 三相变压器变比实验数据（U=0.5UN=27.5V） 高压绕组线电压（V） 电压绕组线电压（V） UAB UBC UCA

Uab Ubc Uca 变比（K） KAB KBC KCA

平均变比：

1 K?(KAB?KBC?KCA)

32、空载实验

测取空载特性U0L?f(I0L)，P0?f(U0L)，cos?0?f(U0L)。

三相调压交流输出UV1VV2WV3W1A1ab三相变压器XxAA2yYBW2A3czZC

图2 三相变压器空载实验接线图

实验线路如图2所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压，使U0L=1.2UN。

逐次降低电源电压，在（1.2~0.2）UN范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。测取数据时，在U0＝UN的点必测，且在其附近多测几组。共取8组数据记录于表2中。

表2 三相变压器空载实验数据 序号 1 2 3 4 5 6 实验数据 U0L(V) I0L(A) Uca Ia0 Ib0 Ic0 P0(W) P01 P02 U0L (V) 计算数据 I0L (A) P0 (W) cosΦ0 Uab Ubc

7 8 3、短路实验

测取短路特性UKL?f(IKL)，PK?f(IKL)，cos?K?f(IKL)

三相变压器三相调压交流输出UV1VV2WW2A3CZzcV3A2BYybW1A1AXxa图3 三相变压器短路实验接线图

实验接线如图3所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，缓慢调节电源电压，使变压器短路电流IKL=1.1IN。

逐次降低电源电压，在1.1~0.2IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。测取数据时，其中IKL=IN点必测，共取数据5组，记录于表3中。

（做该实验时，操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化）

表3 三相变压器短路实验数据

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 实验数据 UKL(V) UAB UBC UCA IAK IKL(A) IBK ICK PK(W) PK1 PK2 UKL (V) 计算数据 IKL (A) PK (W) cosΦK

4、纯电阻负载实验

保持U1?UN，cos?2?1的条件下，测取U2?f(I2)

实验接线如图4所示。变压器高压线圈接电源，低压线圈经开关S接到负载电阻。将开关S断开，负载电阻阻值调至最大，三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节电源电压，使变压器短路电流U1＝UN。

在保持U1＝U1N的条件下，合上开关S，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取三相变压器输出线电压和相电流。

测取数据时，其中I2＝0和I2＝IN两点必测，共取8组数据记录于表4中

三相变压器三U相调压V交流输出WaxXAS2×900Ω0.5AbyYB2×900Ω0.5AczZC2×900Ω0.5A图4 三相

变压器负载实验接线图

表4 三相变压器负载实验数据

U1＝U1N＝ V； COSΦ2＝1 序号 UAB 1 2 3 4 5 6 7 8 U2（V） UBC UCA U2 IA I2（A） IB IC I2 四、实验报告

1、计算变压器的变比

根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。

KAB?UUUAB KBC?BC KCA?CA UabUbcUca2、根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数

（1）绘出空载特性曲线U0L=f(I0L)，P0=f(U0L)，COSΦ0=f(U0L) 表2中

U0L?Uab?Ubc?Uca

3Ia?Ib?Ic 3I0L?P0?P01?P02

cos?0?P03U0LI0L

（2）计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0L＝UN时的I0L和P0值，并由下式求取激磁参数。

rm?P023I0?

Zm?U0?I0??U0L3I0L

22Xm?Zm?rm

式中 U0??U0L3，I0??I0L，P0——变压器空载相电压，相电流，三相空

载功率。

3、绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，COSΦK=f(IKL) 式中 UKL?UAB?UBC?UCA

3IAK?IBK?ICK

3IKL?

PK?PK1?PK2 cos?K?PK3UKLIKL

（2）计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IKL=IN时的UKL和PK值，并由下式算出短路参数

'rK?PK23IK?

'ZK?UK?IK??UKL3IKL

''2'2 XK?ZK?rK式中 UK??UKL3，IK??IKL，PK——短路时的相电压，相电流，三相空

载功率。

折算到低压方

ZK?'ZK2K'rK

rK?K2

XK?'XKK2

4、根据空载和短路实验测定的参数，绘出被试变压器的“T”型等效电路。 5、变压器的电压变化率

（1）根据实验数据绘出COSΦ0＝1时的特性曲线U2＝f（I2），由特性曲线计算出I2＝I2N时的电压变化率

?u?U20?U2?100%

U20（2）根据实验求出的参数，算出I2＝IN，COSΦ2＝1时的电压变化率

?u??(uKrcos?2?uKXsin?2)

6、绘出被试变压器的效率特性曲线

（1）用间接法算出在COSΦ2＝0.8时，不同负载电流时变压器效率，记录于表5中

表5 COSΦ2＝0.8 P0＝ W PKN＝ W

序号 I*2 P2（W） η 1 0.2 2 0.4 3 0.6 4 0.8 5 1.0 6 1.2 ??(1?P0?I*22PKNI*2PNcos?2?P0?I*22P)?100%

KN式中 I*2PNcosΦ2=P2

PN为变压器的额定容量

PKN为变压器IKL=IN时的短路损耗 P0为变压器的U0L=UN时的空载损耗 （2）计算被测变压器η＝ηmax时的负载系数βm。

?m?P0P

KN