Национальный Исследовательский Университет
Московский Энергетический Институт
Кафедра Электрических Машин
Лабораторная работа №1 Исследование трёхфазного двухобмоточного трансформатора при холостом ходе и коротком замыкании
-
Выполнили:
Бунакова А.
Немкина К.
Кривец М.
Ханова Ю.
Валеев А.
Тюкин В.
Степанов Н.
Группа:
ЭЛ-17-10
Преподаватель:
Чистяков М.Ю..
Москва 2012
Цель работы:
Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания для исследуемого трехфазного двухобмоточного трансформатора, построение характеристик холостого хода и короткого замыкания и расчет некоторых параметров для номинального режима работы трансформатора.
Описание лабораторного стенда:
Лабораторный стенд для исследования характеристик трёхфазного двухобмоточного трансформатора помимо трансформатора содержит комплект измерительных приборов, источник регулируемого напряжения и набор переключателей, позволяющих изменять схему проведения опыта.
В качестве базы для проведения эксперимента выбран трансформатор ТСТ 63/05 со следующими параметрами:
|
Мощность, кВА |
Напряжение, В |
Ток, А |
Обмотка НН |
63 |
127 |
28,8 |
Обмотка ВН |
63 |
380 |
9,6 |
Обмотка СН |
63 |
127 |
28,8 |
uк = 3,8% частота 50 Гц изоляция класса F число витков обмотки низшего напряжения wНН=57 сечение стержня магнитопровода Sc=42,5 см2
Определение коэффициента трансформации линейных напряжений.
При схеме соединения Y/Y:
.
При схеме соединения Д/Y:
;
Таблица экспериментальных значений:
Схема соединения |
UAB |
Uab |
K |
UBC |
Ubc |
K |
UCA |
Uca |
K |
Kср |
Y/Y |
132 |
45 |
2,93 |
132 |
45 |
2,93 |
132 |
45 |
2,93 |
2,93 |
Д/Y |
132 |
78 |
1,69 |
132 |
78 |
1,69 |
132 |
78 |
1,69 |
1,69 |
По опытным значениям:
Опыт холостого хода.
№, п/п |
Напряжение, дел |
Ток, дел |
Мощность, дел |
||||||
Ua |
Ub |
Uc |
Ia |
Ib |
Ic |
Pa |
Pb |
Pc |
|
1 |
80 |
81 |
80 |
89 |
67 |
83 |
3 |
7 |
20 |
2 |
70 |
70 |
70 |
41 |
32 |
40 |
3 |
5 |
10 |
3 |
60 |
60 |
60 |
16 |
12 |
17 |
3 |
3 |
6 |
4 |
50 |
50 |
50 |
10 |
6 |
11 |
2 |
2 |
4 |
5 |
40 |
40 |
40 |
6 |
4 |
7 |
1 |
1 |
2 |
Цена деления приборов:
CB = 1 В/дел; CA = 0,025 А/дел; CВт = 2,5 Вт/дел
;
;
Рх = (Ра + Рb + Рс)/3
Полученные значения:
№ п/п |
Напряжение |
Ток |
Мощность, дел. |
|||||||||||||||
|
Фазное |
Линейное |
|
Pa |
Pb |
Pc |
Px |
|||||||||||
|
дел |
В |
В |
дел |
А |
дел |
Вт |
дел |
Вт |
дел |
Вт |
дел |
Вт |
|||||
1 |
80,33 |
80,33 |
139,14 |
79,67 |
1,99 |
3 |
7,5 |
7 |
17,5 |
20 |
50 |
10 |
25 |
|||||
2 |
70 |
70 |
121,24 |
37,67 |
0,94 |
3 |
7,5 |
5 |
12,5 |
10 |
25 |
6 |
15 |
|||||
3 |
60 |
60 |
103,92 |
15 |
0,375 |
3 |
7,5 |
3 |
7,5 |
6 |
15 |
4 |
10 |
|||||
4 |
50 |
50 |
86,6 |
9 |
0,225 |
2 |
6,25 |
2 |
6,25 |
4 |
10 |
2,67 |
6,67 |
|||||
5 |
40 |
40 |
69,28 |
5,67 |
0,142 |
1 |
2,5 |
1 |
2,5 |
2 |
6,25 |
1,33 |
3,33 |
Коэффициент мощности:
cosφx = Px/( *Ux*Ixср)
1) cosφx = 25/( *80,33*1,99) = 0,09
2) cosφx = 15/( *70*0,94) = 0,133
3) cosφx = 10/( *60*0,375) = 0,257
4) cosφx = 6,67/( *50*0,225) = 0,342
5) cosφx = 3,33/( *40*0,142) = 0,338
Характеристики холостого хода: I0, P0, cos0= f(U1):
По характеристикам определяем значения , и для номинального напряжения
cosφx = 0,1; Px = 17,5 Вт; Ix = 1,15 А
Так же по опытным данным определяем активную и реактивную составляющие тока холостого хода:
= 1,15*0,1 = 0,115 А
= 1,15*sin(arcos(0,1)) = 1,14 А
Однофазная схема замещения трансформатора при ХХ:
Расчет параметров схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода:
= 73,32/1,15 = 63,76 Ом,
= = 62,37 Ом,
= 17,5/ = 13,23 Ом,
где = 127/ = 73,32 В
Потери в трансформаторе в режиме холостого хода.
Не сделав заметной ошибки, мы пренебрегаем электрическими и добавочными потерями и считаем, что при холостом ходе трансформатора все измеренные потери являются магнитными потерями, т.е. потерями в магнитной системе.
Вследствие этого можно принять:
Магнитные потери практически пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому при холостом ходе и U1=U1 ном потери трансформатора практически не отличаются от магнитных потерь трансформатора при нагрузке.
Индукция в стержне магнитопровода Bc может быть найдена из выражения:
Где f – частота, Гц; w – число витков обмотки (wHH=57); Sc – сечение стержня, см2 (Sc=42,5 см2).
Учитывая, что E1ф≈U1ф, получим: