变压器试验报告汇总

1、大学电气信息学院实验报告书课程名称：电机学实验项目：三相变压器的空载及短路实验专业班组： 电气工程及其自动化105, 109班实验时间：2014年11月21日成绩评定：评阅教师：电机学老师：曾成碧报告撰写:一、实验目的：1用实验方法求取变压器的空载特性和短路特性。2通过空载及短路实验求取变压器的参数和损耗。3计算变压器的电压变化百分率和效率。4掌握三相调压器的正确联接和操作。5复习用两瓦特法测三相功率的方法。二. 思考题的回答1. 求取变压器空载特性外施电压为何只能单方向调节？不单方向调节会出 现什么问题？答：因为当铁磁材料处于交变的磁场中时进行周期性磁化时存在磁滞现象。 如果不单方向调节变压

2、器外施电压，磁通密度并不会沿原来的磁化曲线下降，所 以会影响实验结果的准确性。2如何用实验方法测定三相变压器的铜、铁损耗和参数？实验过程中作了哪 些假定？答：变压器的空载实验中认为空载电流很小，故忽略了铜耗，空载损耗近似 等于变压器铁耗P严Pr,同时忽略了绕组的电阻和漏抗。空载时的铁耗可以直 接用两瓦特法测得，根据公式丫小皿可以求得励磁电阻，由Z”严/巧/（）可 以求得励磁阻抗，由X”严Jz”；-才可以求得励磁电抗值在变压器的短路实验中，由于漏磁场分布十分复杂，故在T形等效电路计 算时,可取 = = 0.5忑，且斤=心=0.5仪。同时由于外加电压低，忽略了铁 耗，故假设短路损耗等于变压器铜耗。

3、短路损耗人可直接由两瓦特法测得，有 公式rk=PkH可得从，乙=3凤，故xk=yjz-r o3.空载和短路实验中，为减小测量误差，应该怎样联接电压接线？用两瓦特 表法测量三相功率的原理。答：变压器空载实验中应当采用电流表接法。因为空载实验测量的是励磁阻 抗，阻抗值较大，若采用电流表外接法，电压表会有明显的分流作用，从而产生 较大的误差。变压器短路实验应当采用电流表外接法。因为短路实验中测量的是漏阻抗， 阻抗值较小，若采用电流表接法，会产生明显的分压作用，导致测量不准确。4变压器空载和短路实验时，应注意哪些问题？ 一般电源应接在哪边比较合 适？为什么？答：在做变压器空载实验时，为了便于测量同时安

4、全起见，应当在变压器低 压侧加电源电压，让高压侧开路。在实验过程中应当将激磁电流由小到大递升到 1.15“左右时，只能一个方向调节，中途不得有反方向来回升降。否则，由于铁芯的磁滞现象，会影响测量的准确性。在做变压器短路实验时，电流较大，外加电压很小，为了便于测量，通常在 高压侧加电压，将低压侧短路。在实验过程中应注意为了避免过大的短路电流， 短路实验在较低的电压下进行，通常以短路电流达到额定值为限；外加电压应从 零开始逐渐増大，直到短路电流约等于1-2倍额定电流；在实验过程中要注意变 压器的温升。三. 实验容及步骤3.1实验容1 测变比K。2. 空载实验，测取空载特性。Uo = f (Io)

5、Po = f(Uo)COS0O = f(Uo)3. 短路实验，测取短路特性uk=f(lk) Pk=f(Ik) cos0k=f(Ik)接线图见篮色部分3.2变压黑变比的测畳按上图调压器原边接电源，付边接电流插合一边，电流插合另一边接变压器低压绕组，高压绕组开路，合上电源开关K,调节调压器付边输出电压，合外施电压为低压绕组额定电压的一半左右（即U2oO.5U2n）对应不同的外施电压, 测量高低压绕组的UdUBcUcAUgUgU,对应不同外施电压测量三组数据。 记录于下表：同理注意：k =心+丫+心而UABUKbKc*u ac序号UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏1171

6、.11001.711174.0100.71.728171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.689.91.7201.7213137.2801.715140.381.21.728137.079.71.7191.721变比K是三次数据的平均值。3.3变压器空载实验实验线路如上图空载实验在低压侧进行，调压器原边接电源，付边接电流插合一端，电流插合别一端接低压侧首端a,b,c,高压侧开路。电流电圧 测针仪表接线如下图丄cm!r-Oth380V_o_ 13兄“化 CR功率表电压表电流表的接法合上电源开关K之前，应将调压器手柄调到输出电压为零的位置

7、，然后闭 合开关K,将电流插销插入插盒，电压测针插在正确位置。调节调压器使输出电 压为低压绕级额定电压1.1到1.2倍，记下每一组数据，然后单方向逐次降低 电压，每次测量低压侧空载电压，电流及功率（用两瓦法测三相功率时，其两次 功率读数就是Q相电流，Qb相电压，这是功率是P也和C相电流，be相电压， 这时功率是P; b相电流，和QC相电压。功率不计。在测时应该注意正负，主 要看功率表指针方向。如果打反针则要将插梢换个方向。）测7到8组数据记录于下表。三相总功率等于Pc, Pg的代数和。序号1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231

8、189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15Pab/W-60-341251.30.1-0.3Pbc/W168125816141.529.319.83.4变压黑短路实验接线图如下380V 0OX)-二相调压器Czvvvy2vwvVYYW短路实验在高压侧进行，高压绕组经电流插盒和调压器接至电源，低压绕组 用较粗导线直接短路。仪器接线同上，仪表选择原则是：电流表量程大于高压边额定电流

9、，电压表 应是低量程的，因为短路电压只有额定电压的百分之几，而功率表应选高功率因 素瓦特表。为减小测量误差，电压接线应接至上图中的A, B, C位置（即电流 之后或负载端）。合上电源之前，一定要注意将调压器手柄置于零的位置然后接入仪表，合 上电源开关K,缓慢调节调压器输出，使短路电流h达到高压绕组的额定电流 Iino在到0.4I1K围较快测取4, 5组数据（因短路电流较大，为避免变压 器发热而烧坏，故第一组应动作迅速）其测量顺序同空载顺序（用两瓦法测三相 功率时，其两次功率读数就是Q相电流，次b相电压，这是功率是和c相电 流，be相电压，这时功率是Pbc； b相电流，和RC相电压。功率不计。在

10、测时应该注意正负，主要看功率表指针方向。如果打反针则要将插梢换个方向。）三 相总功率等于Pd, Pg的代数和。并将数据记录于下表。序号短路实验数据UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB 安IC安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.22.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.04. 计算变压黑变比K实验测得数据见下表:序号UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏1171.11001.711174.0100

11、.71.728171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.68991.7201.7213137.2801.715140.381.21728137.079.71.7191.721所以最后取K平均值得:= (1.719+1.721 + 1.721)/3 = 1.7204.2变压聽空載实验实验测得数据见下表:序号1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170

12、.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15Pab/W-60-34-125-1.3-0.1-0.3Pbc/W168125816141.529.319.8计算公式：以會% A十皿F +凡；C。妇念根据以上公式处理上表中的数据，得到的结果见下表:序号空载实验数据/(V)A）砂）COS%l419.70.540108.00.2752385.30.42391.00.3223319.60.30369.00.4ll4280.00.25356.00.4565230.00.20340.20.4976189.30.17329

13、.20.5157149.60.14319.50.5261 空载电压与空载电流关系：=/（/（）40035C3002W2002.空载损耗与电压关系：P. = fM0.35 空戟电;?tlo(A)务2一三二壬2Uof(lo)Po=f(Uo)ISO200250TOSStB电处Uo (V)3504001009080M60IA403020根据该表所得数据，用MATLAB软件做出空载特性曲线3功率因素和空载电压的关系：cos=/(Wo)功 $E=f(Uo)U.Q1I1 1 1 1M車国索-KU。)0 55-05-1褂 0.45胃04 |0.36-03-1-1 1 1 1 |0.2甲150200250300

14、3504QD4空載电压Uo(V)04.3变压器短路实验变压器短路实验数据见下表:序号短路实验数据UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB 安IC 安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05.25.44.0145.0226.528.126.44.54.64.93.8118.0323.424523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.03.979.0计算公式：uSf;1丄；Pk = PAl + PHC ;COS0 = 根据以上公式处理上表中的数据，得到的结果见下表:序号短路实验数据W)砂)COS130.25.2141.00.518227.04.7114

15、.20.520323.74.187.70.521421.93.875.40.523根据该表所得数据，用MATLAB软件做出空载特性曲线1 短路电压和短路电流关系： =/(/,)J 63844 24 4465525.4矩路电流IkUk=f(lk)2.短路损耗与短路电流关系：Pk=f(Ik)90eo7路电流Ik5254Pk=f(lk)U013012011C1100Id-一若程刘363.功率因素与短路电流关系：cos =/(/,)0510505功 因 *.f (lk 1-k-.-1 1 11 . 1 1 1 1 1 3842$2S4444648每路电沆Ik (A)功率因素=

16、f lk）53 o4.4參数计算计算空栽参数：（以时的数据计算），r = 3A7=323T = 169,5O；z严 Zo= 严 = 525.90 ；/n 凤 73x0.423Xr = Jzj_ 宥=a/525.92-169.52 = 497.8Q ;9.09= 169-5xo7V3=7,O2;為=乙严标幺值：（%和均为相值）9 09丽7矿沁；Xg = Xm9 09而矿20.60计算短路参数：（取I严g时的数据计算）A _ 1413Ik2 3x5.22= 174G ;y/3Ik 73x5.2Xr = Jzj-才=73.352-1.742 = 2.86Q折算到基准工作温度下的短路参数:235 +

17、75235 + 20= 2.12Q4Z,75 =、/宀75+xL = V2.122 + 2.862 = 3.56C ;2 I?= 171.79W1.74标幺值：（%和/爪均为相值）IN= *75 UN= 2.125.26660/3=0.029Z厂Zk75=2,86 773= 0,039其中近似为：4 = =1=0.0145 , X = Xv=Xk. =0.01954.5 U出变压黑“T”型停效电路，并将各參数用标幺值标注在电路图中。Z 2-=0.0145+J0.0195.=0.0145+70.0195Z 处=7.02 + 7 20.64.6计算短路电压百分数（和心均为相值）=Z,75x100%

18、 = 3.56xz_ = 4.91% = xl00% = 2.12x_ = 2.93% = xl00% = 2.86x = 3.95% 4.7计算额定负载时的电压变化率（cos=0.8和cos。? =1 ） 额定负载时0 =学=1。J由公式% = P（U kr cos +Ukxsin02）得：当 cos2 =0.8 时，AU% = 4.69%当 cos$=l 时,At/% = 2,93%4.8计算额定负栽时的效率（cos$=08） =1坨+0他,_ = !_* - 141= 9539J3.Sn cosq + 佗 + 0P6000x0.8 + 91 + 141五.实验感想在做这次实验之前，我们小组成员已经充分预习了相关的知识，为这次实验打下了坚实的理论基础。本以为当天做实验时可以信手拈来，轻松完成，没想到 还是遇到了不少的问题。在做三相变压器变比测量实验时，我们最初测量得到的 =3O6V, uuAC = inv y这让我们十分费解，因为理论上来说它们的值 应当是几乎相同的。于是我们请教了实验课老师，老师一开始也并不清楚这其中 的缘由，便叫我们重新换一台仪器做实验。我们当时天真地以为应该可以得出正 确的结果了，但没想到发现数据有相同的错误，这时老师敏锐地察觉到了其中的 问题，是由于变压器的绕组的接线方式接错了（不过我们连续遇到的两台仪器都 有接线错误，那也