实验一--三相变压器

1、实验一三相变压器一、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，测取三相变压器的运行特性。二、预习要点1如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。答： 在一个三相系统中, 任何一相都可以成为另一相的参考点( 或基准点 ) 。 Y型接法通常选择中性点作为参考点，即便是三相三线制也将中性点作为参考点。Y型接法的好处是每一相的电压、电流和功率都可以独立测量。如果将三相中的某一相作为参考点，就可以用两只瓦特计测量整个三相系统的功率。空载实验：低压侧接电源，功率表、电流表，高压侧开路。短路实验：高压侧接电源、功率表、电流表，低压侧短路。2三相心式变压器

2、的三相空载电流是否对称，为什么？答：不对称。根据磁势与励磁电流的关系式、磁通与磁阻的关系式可知：当外施三相对称电压时，三相空载电流不相等,中间相B相较小,A相和C相较大.B 相磁路较短-B相磁阻较小-空载运行时，建立同样大小的主磁通所需的电流就 小.3如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。答：空载实验测铁耗，短路实验测铜耗。4变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较合适？答：空载实验：空载实验要加到额定电压，当高压侧的额定电压较高时，为了方便于试验和安全起见，通常在低压侧进行实验，而高压侧开路。短路试验: 由于短路试验时电流较大，而外加电压却很低，一般电力变压器为额定电压的4%-10%

3、为此为了便于测量，一般在高压侧试验，低压侧短路。三、实验项目1测定变比2空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U 0)，cos0=f(U 0)。3短路实验：测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(I K)，cosK=f(I K)。4纯电阻负载实验：保持U1=U1N， cos 2=1 的条件下，测取U2=f(I 2)。四、实验设备及仪器1 MEL 1 电机教学实验台主控制屏(含指针式交流电压表、交流电流表)2 .功率及功率因数表（MEL-2。3 .三相心式变压器（MEL-02）4 .三相可调电阻900Q （MEL-03）5 .波形测试及开关板（MEL-056 .三相可调电抗（MEL-

4、08五、实验方法1 .测定变比实验线路如图2-4所示表2-6图2-4三相变压器变比实验接线图U (V)KuvU (V)K/wU (V)KwuK=1/3(K uv +Kw+Kw)UlU1.1V1U3U1.3V1UlV1.1W1U3V1.3W1UlW1.1U1U3W1.3U14281083.964151053.954081043.923.942 .空载实验实验线路如图2-5所示图2-5a三相变压器空载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）控屏流源出 上制文H输序 号实 验 数 据计算数据U0(V)Io(A)P0(W)uo(V)I O(A)Po(W)cos 0U3u1.3V1Ubvi.3W1U3W

5、1.3U1I 3U10I 3V10I 3W10PoiP0213027290.070.050.07-0.572.1128.670.0631.54L0.49223937.542.50.120.080.11-1.464.1739.670.1032.71L0.3833504647.50.130.090.12-2.756.2147.830.1133.46L0.37045551530.150.110.14-4.518.57530.1334.06L0.3325595757.50.230.130.21-6.9811.6757.830.1904.69L0.24666562.567.50.350.210.32-1

6、1.617.33650.2935.73L0.1743.短路实验图2-6a三相变压器短路实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）加 3 目 军表 2-80 = 30OC序 号实验数 据计算数据UK (V)Ik (A)Pk (WUK(V)I K(A)Pk(Wcos KUlUl.lVIUivi.iuiUiwi.iuiI 1U1I 1V1I 1W1PkiPK21141312.50.230.220.200.462.7413.20.223.20L0.638220.519.5190.320.310.300.925.7819.670.316.70L0.634322.522.023.00.370.340.351

7、.167.4922.500.358.65L0.634425.024.527.00.430.360.401.439.4525.500.401088L0.616526.525.029.00.460.370.441.6711.7626.830.4213.43L0.6884.纯电阻负载实验实验线路如图2-7所示主控 制屏 交流 电源 输出图2-7a三相变压器负载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）序 号U (V)I (A)UlU1.1V1Uvi.iwiUlW1.1U1U2I 1U1I 1V1I 1W1I 21218210228219000022041972142051312125123198190

8、20819919181818418818019618830282929517716918517740384039表2-9Uuv=U1n= 55 V ; cos 2=1K、注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路 实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。七、实验报告：1 .计算变比由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后 取其平均值作为变压器的变比 K。K=Uu11U2/ U2u12U22 .绘出空载特性曲线和计算激磁参数(1)绘出空载特性曲线 U=f(I O) , R=f(Uo), cos o=f(U£式中：cosPo3

9、UoIo(2)计算激磁参数从空载特性曲线上查出对应于 Uo=U时的Io和Po值，并由下式算出激磁参数rPorm 2I oZUom m IoXZ2r2八m乙mrm3 .绘出短路特性曲线和计算短路参数(1)绘出短路特性曲线 U=f(I K)、Mf(ICo)、K=f(Ik) o(2)计算短路参数。从短路特性曲线上查出对应于短路电流Ik=In时的Utf 口 Pk值，由下式算出实验环境 温度为9 ( 0C)短路参数。P.1.2，2乙 U_ArK ； XkZK rKK iI kI K折算到低压方Xk由于短路电阻rKM温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到 基准工作温度75OC寸的阻值。234.

10、5 75 ZX 2屋750 ct ZK75OC rK75OCXK234.5228。式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为 阻抗电压U K I NZK 75 0 c 100 % UKrU NI N rK 750 cK25 100%UnkxI-XK 100%Un2 sI K = I N时的短路损耗pKN I N rK 75OC4.利用空载和短路实验测定的参数, 效电路。画出被试变压器折算到低压方的“F”型等绘H90s 2 =1楙s 25 .变压器的电压变化率A U0.8两条外特性曲线U2=f(I 2),由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率A UU 20 U 2UU100%U 2

11、0(2)根据实验求出的参数，算出 I 2=I 2N、COS 2 =1和I 2 = I 2N、COS-2 =0.8时的电 压变化率A U。AU = ( U Krcos 2 + U Kx Sin 2 )将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。6 .绘出被试变压器的效率特性曲线(1)100%COS P2oI 2 PKN-* Z- *2 I 2 PNl COS 2 POI 2 PKN(1)用间接法算出=0.8 不同负载电流时的变压器效率，记录于表2-5中表 2-5COS 2 = 0.8 P o = 4.06 W P KN = 0.816 WI 2(A)P2(W)0.224.320

12、.0330.448.640.1300.672.960.2940.897.280.5221.0121.600.8161.2145.921.175式中：I* PnCOS =2P2 (W；2P KN为变压器IK=IN时的短路损耗(W；Po为变压器Uo=UN寸的空载损耗(WL*(2)由计算数据绘出变压器的效率曲线42 =f(I ) 0、.PO(3)计算被试变压器刀二"max时的负载系数0 m tPKN数据处理:Rm=76.51Zm=238.76 Xm=226.17R1k=22.67 Z1k=36.81 X1k=29.00R2k=1.46Z2k=2.36 X2k=1.86Rk75 c =1.70 Zk75 C=2.20 Xk75 C=1.86Uk=2.77%Ukr=2.14%Ukx=2.34%Pkn=0.816wU 20 U 2U 20100% =1.36%AU = ( UKrCOS 2 + UKx Sin 2 )=4.48%B m =2.23绘图：1.绘出空载特性曲线（图1-11、图1-12）4.绘出cos 2=COs 2= 0.8两条外特性曲线U2=f（I 2）（图1-4）*.5.