实验一三相变压器.docx
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实验一三相变压器
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U=f（lo），Po=f（Uo），cosO=f（U°）。
3.短路实验：
测取短路特性U=f（lk），P=f（lk），cosK=f（lk）。
4.纯电阻负载实验：
保持U=Un,cos2=1的条件下，测取U=f（l2）。
四、实验设备及仪器
1.ME—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
7.
五、实验方法
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）
Ic（A）
F0（W）
U°
（V）
I°
（A）
F°
（W）
COS0
I3U10
I3V10
I3W10
P°1
P02
1
30
27
29
2
39
3
50
46
4
55
51
53
亍53
5
59
57
6
65
65
3.短路实验
图2-6a三相变压器短路实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）
主制交电输
序号
实验数据
计算数据
\4（V
Ik（A）
Fk（W
U<
（V）
I<
（A）
F<
（W
COS<
I1U1
I1V1
I1W1
Pk1
FK2
1
14
\13
2
19
3
4
1088
5
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）
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=Z
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
Z士m
Io
3.绘出短路特性曲线和计算短路参数
（1）
=f（IK）o
绘出短路特性曲线U=f（lk）、P<=f（ICOK）、K
（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U和Pk值，由下式算出实验
环境
4.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“r”型等
5.变压器的电压变化率△U
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。
出丨2=以时的电压变化率厶U
U20U2UU—100%
U20
（2）根据实验求出的参数，算出I2—12N、COS2=1和I2—12N、COS2=时的电压
变化率△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
（1
）100%
COS^012PKN
**2
12FNicos2FO12FKn
（1）用间接法算出=不同负载电流时的变压器效率，记录于表2-5中
表2-5COS2=Po=WPKN=W
12（A）
P2（W）
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。
⑵由计算数据绘出变压器的效率曲线n；=f（I）
⑶计算被试变压器n=nmax时的负载系数Bm=Pkn
数据处理:
Rm=Zm=Xm=
R1k=Z1k=X1k=
R2k=Z2k=X2k=
Rk75C=Zk75C=Xk75C=
Uk=%
Ukr=%
Ukx=%
Pkn=
U20U2
U20
△U=（UKrCOS2+UKxsin2）=%
绘图：
1.绘出空载特性曲线（图1-11、图1-12）
4.绘出cos2=cbs2,=两条外特性曲线U2=f（I2）（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）
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）
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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