变压器实验.docx

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变压器实验

电机与拖动基础实验指导

（2）

实验一单相变压器

一、实验目的

1．通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。

2．通过负载实验测取变压器的运行特性。

二、预习要点

1．变压器的空载和短路实验有什么特点？

实验中电源电压一般加在哪一方较合适？

2．在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？

3．如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。

三、实验项目

1．空载实验

测取空载特性U0=f（I0）,P0=f（U0）。

2．短路实验

测取空载特性UK=f（IK）,PK=f（UK）。

3．负载实验

（1）纯电阻负载

保持U1=U1N,cosφ2=1的条件下，测取U2=f（I2）。

四、实验线路及操作步骤

1．空载实验

实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0．345/1．38A。

变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。

接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2UN，然后，逐次降低电源电压，在1．2～0．5UN的范围内，测取变压器的U0、I0、P0共取6－7组数据，记录于表2－1中，其中U=UN的点必测，并在该点附近测的点应密些。

为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时，测出副方电压，取三组数据记录于表3－1中。

表3－1

序号

实验数据

计算数据

U0（V）

I0（A）

P0（W）

UAX（V）

COSφ0

图3－1空载实验接线图

2．短路实验：

实验线路如图3－2所示：

变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1．1IN为止，在0．5～1．1IN范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取4～5组数据记录于表2－2中，其中Ik=IN的点必测。

并记下实验时周围环境温度θ（℃）。

表3－2

序号

实验数据

计算数据

UK（V）

IK（A）

PK（W）

UAX（V）

COSφK

3．负载实验

实验线路如图3－3所示：

变压器高压线圈接电源，低压线圈经过开关S1，接到负载电阻RL。

RL选用DT21（225），开关S1选用DT26。

接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取5～6组数据，记录于表3～3中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。

表3－3COSφ2=1U1=UN=伏

序号

U（V）

I（A）

五、注意事项

在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。

在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。

在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A档。

短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

六、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==UAX/UaX

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U0=f（I0）,P0=f（U0）,COSφ0=f（U0）。

式中：

COSφ0=

（1）计算激磁参数：

从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数

2.绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线UK=f（IK）、PK=（IK）、cosφK=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温度为θ（℃）下的短路参数。

折算到低压方

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℃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

IK=IN时的短路损耗PKN=IN2rK75℃

4．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“Г”型等效电路。

5．变压器的电压变化率Δu

（1）绘出COSφ2=1和COSφ2=0.8两条外特性曲线U2=f（I2），由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率Δu。

（2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、COSφ2=1时的电压变化率Δu。

Δu

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）用间接法算出COSφ2=0.8不同负载电流时的变压器效率，记录于表3－5中。

式中：

I2*PNCOSφ2=P2，W；

PKN为变压器IK=IN时的短路损耗，W；

P0为变压器U0=UN时的空载损耗，W。

（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f（I2*）。

（3）计算被变压器η=ηmax时的负载系数βm。

表3－5COSφ2=0.8P0=WPKNW

I*2（A）

P2（W）

η

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

实验二三相变压器

一、实验目的

1.掌握用实验方法判别三相变压器的联接组。

二、预习要点

1．联接组的定义。

为什么要研究联接组。

国家规定的标准联接组有哪几种。

2．如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/△-11联接组改为Y/△-5联接组。

三、实验项目

1．连接并判定以下联接组

（1）.Y/Y-12

（2）Y/△-11

四、实验线线及操作步骤

1.

校验联接组Y/Y-12

图3－4Y/Y-12联接组图

实验线路如图3－4所示：

被试变压器选用DT41三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=

150/150/150W，UN=220/63.5/50V，IN=0.394/1.36/1.576A。

实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压U1=U1N，测取电压UAB、Uab、UBb、UCc、UBc，记录于表3－6中。

表3－6（电压单位：

V）

实验数据

计算数据

UAB

Uab

UBb

UCc

UBc

KL

UBb

UCc

UBc

根据Y/Y-12联接组的电动势相量图可得：

式中：

为高、低压线圈的线电压之比。

若由上述两式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示线圈连接正常，属于Y/Y-12联接组。

2.校验联接组Y/△-11

图3－5Y/△-11联接组图

实验线路如图3－5所示，电源接通后，调节外施电压U1=U1N，测取电压UAB、Uab、UBb、UCc、UBc，记录于表3－6中。

表3－7（电压单位：

V）

实验数据

计算数据

UAB

Uab

UBb

UCc

UBc

KL

UBb

UCc

UBc

根据Y/△-11联接组的电动势相量图可得：

若由上述两式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示线圈连接正常，属于Y/△-11联接组。

五、实验报告

１.计算出不同联接组时的UBb,UＣc,UBc的数值与实测值进行比较，判别线圈连接是否正确。

六、思考题

1.校验联接组时，为什么将A,a两点用导线相连？