实验一三相变压器知识交流.docx
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实验一三相变压器知识交流
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）。
丫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。
丫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相磁路较短一B相磁阻较小一空载运行时，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%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（U0），cos0=f（U0）。
3．短路实验：
测取短路特性UK=f（IK），PK=f（IK），cosK=f（IK）。
4．纯电阻负载实验：
保持U1=U1N，cos2=1的条件下，测取U2=f（I2）。
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-20
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-05
6.三相可调电抗（MEL-08
五、实验方法
图2-4三相变压器变比实验接线图
表2-6
U（V）
Kuv
U（V）
K/w
U（V）
Kwu
K=1/3（Kuv
+Kw+KwU
UlU1.1V1
U3U1.3V1
UlVl.lWl
U3V1.3W1
UlW1.1U1
U3W1.3U1
428
108
3.96
415
105
3.95
408
104
3.92
3.94
2.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）
序号
实验数据
计算数据
Ub（V）
I0（A）
F0（W）
u°
（V）
I°
（A）
F°
（W）
COS0
U3u1.3V1
U3V1.3W1
U3W1.3U1
I3U10
I3V10
I3W10
P°1
F02
1
30
27
29
0.07
0.05
0.07
-0.57
2.11
28.67
0.063
1.54
L0.492
2
39
37.5
42.5
0.12
0.08
0.11
-1.46
4.17
39.67
0.103
2.71
L0.383
3
50
46
47.5
0.13
0.09
0.12
-2.75
6.21
47.83
0.113
3.46
L0.370
4
55
51
53
0.15
0.11
0.14
-4.51
8.57
53
0.133
4.06
L0.332
5
59
57
57.5
0.23
0.13
0.21
-6.98
11.67
57.83
0.190
4.69
L0.246
6
65
62.5
67.5
0.35
0.21
0.32
-11.6
17.33
65
0.293
5.73
L0.174
3.
短路实验
图2-6a三相变压器短路实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）
序号
实验数据
计算数据
UK（V
Ik（A）
Fk（W
UK
（V）
IK
（A）
Fk
（W
COSK
UlUl.lVl
Uivi.iui
Uiwi.iui
I1U1
I1V1
I1W1
Fki
FK2
1
14
13
12.5
0.23
0.22
0.20
0.46
2.74
13.2
0.22
3.20
L0.638
2
20.5
19.5
19
0.32
0.31
0.30
0.92
5.78
19.67
0.31
6.70
L0.634
3
22.5
22.0
23.0
0.37
0.34
0.35
1.16
7.49
22.50
0.35
8.65
L0.634
4
25.0
24.5
27.0
0.43
0.36
0.40
1.43
9.45
25.50
0.40
1088
L0.616
5
26.5
25.0
29.0
0.46
0.37
0.44
1.67
11.76
26.83
0.42
13.43
L0.688
表2-8
0=30°C
4.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岀
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）
UlU1.1V1
UV1.1W1
U1W1.1U1
U2
I1U1
I1V1
I1W1
I2
1
218
210
228
219
0
0
0
0
2
204
197
214
205
13
12
125
12
3
198
190
208
199
19
18
18
18
4
188
180
196
188
30
28
29
29
5
177
169
185
177
40
38
40
39
表2-9
U
uv=Unf55V;COS2=1
六、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=Uui1U2/U2ui2U2
2.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（IO）,Po=f（UO）,cosO=f（UO）。
式中：
巳
COSo-F
3UoIo
（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
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U=f（lk）、P<=f（|COK）、K=f（Ik）。
（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UK和Pk值，由下式算出实验
环境
由于短路电阻rK随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到
基准工作温度75°C时的阻值
式中：
234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228
阻抗电压
画出被试变压器折算到低压方的“r”型等
0.8两条外特性曲线U2=f（I2），由特性曲线
4.利用空载和短路实验测定的参数,效电路。
5.变压器的电压变化率△U
（1）绘H?
os2=1和Os2=
计算出l2=l2N时的电压变化率厶U
U20U2
U20
（2）根据实验求出的参数，算出I2-12N、COS2=1和I2-12N、COS2=0.8时的电压变化率厶U。
△U=（UKrcos2+UKxsin2）
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
*2
COS^012PKN
**2
12FNicos2FO12FKn
（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2-5COS2=0.8Po=4.06WPkn=0.816W
12（A）
P2（W）
0.2
24.32
0.033
0.4
48.64
0.130
0.6
72.96
0.294
0.8
97.28
0.522
1.0
121.60
0.816
1.2
145.92
1.175
式中：
I*PnCOS=2P2（W；
2
PKN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（W。
（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线n；=f（I）o
⑶计算被试变压器n=nmax时的负载系数Bm=Pkn
数据处理:
Rm=76.51Zm=238.76Xm=226.17
R1k=22.67Z1k=36.81X1k=29.00
R2k=1.46Z2k=2.36X2k=1.86
Rk75C=1.70Zk75C=2.20Xk75C=1.86
Uk=2.77%
Ukr=2.14%
Ukx=2.34%
Pkn=0.816w
绘图：
1.绘出空载特性曲线（图1-11、图1-12）
4.绘出cos2=cbs2,=0.8两条外特性曲线U=f（l2）（图1-4）
5.由计算数据绘出变压器的效率曲线n=f（l）o（图1-5）
65
3
2
图1-11
图1-12
2.绘出短路特性曲线（图1-2）
3.利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“r”型等
效电路（图1-3）
I•彤翠赠电略
图1-4
八、实验体会
本次实验做了空载、短路实验以及负载实验，测定了三相变压器的变比和其他参数，和三相变压器的运行特性。
学会了功率因素表的使用，对三相变压器有了感性的认识。
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