单相变压器短路实验及负载实验讲解.docx
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单相变压器短路实验及负载实验讲解
实验题目类型：
设计型
《电机与拖动》实验报告
实验题目名称：
单相变压器短路实验及负载实验
实验室名称：
电机及自动控制
实验组号：
指导教师：
报告人：
学号：
实验地点：
实验时间：
指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的
按预先设计的实验方案完成短路实验，求出有关参数。
掌握负载实验方法，测取变压器的运行特性。
提交实验成果。
二、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
DQ-1
电源控制屏
1套
2
DQ24
交流电压表
1件
3
DQ23
交流电流表
1件
4
DQ25
单三相智能功率、功率因数表
1件
5
DQ05
三相组式变压器
1件
6
DQ27
三相可调电阻器
1件
7
MF-47
万用表
1块
8
Dx
导线
若干
三、实验技术路线
1.实验前预习要点：
设备功能及使用操作规范；变压器短路实验和负载实验的目的；两个实验直接测得的相关数据（电流、电压、功率，测取空载特性U0=f（I0），P0=f（U0）,cosφ0=f（U0）），间接获取的数值（铜损、励磁参数、变比）；变压器空载实验原理图、接线图，仪表正确选择。
短路实验:
1）在实验中各仪表量程的选择依据是什么？
答：
依据电压、电流及功率度的最大值选取仪表量程；
2）选好电表量程后，为什么要从0逐渐增大输入电压？
答：
防止烧坏。
短路情况下，配电变压器在额定的电压的4%~6%时，其短路电流将达到正常时的额定电流，如果全压，那么电流将是额定电流额17-25倍，将导致变压器线圈烧毁。
3）为什么要尽快测量？
答;实验要尽快进行，以免绕组发热，电阻增加，影响实验的准确性
4）为什么在高压侧进行？
答：
低压电压易采样，若在高压侧进行，还要通过中间变压器。
短路实验在高压侧进行，因为变压器阻抗很小，若在低压侧进行，几乎测不出阻抗电压。
负载试验：
1）为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？
答：
主要是为了使输出电压为零，防止设备过电压。
主要是为了防止在高压下合闸产生产生较大的冲击损坏设备。
其次是因为既然需要调压器对负载进行调压，那么调压器后面的负载情况就是一个不确定因素，就不能事先预料在较高电压下负载可能情况。
因此，就需要从低电压慢慢调高电压，观察负载的情况。
而断开电源时，如果负载时隔较大的感性负载，那么在高压状况下突然停电会产生很高的感应电势。
2.实验原理图
图1-1短路实验
图1-2负载实验
3.实验步骤
1）实验设备的选用，检查设备完好情况。
2）经教师审阅后方可进行。
3）按照准备的实验内容，实验步骤进行实验。
4）若在实验中发现问题，及时分析问题排查后进行实验。
变压器的短路实验
1）实验在高压侧进行，按图1-1接好实验电路。
2）检查调压器确实在确实在起始位置后，合上断路器QF。
3）缓慢调节调压器输出电压，注意观察电流表读数，直到电流达到额定值为止。
将数据记录在表1-1中。
实验要尽快进行，以免绕组发热，电阻增加，影响实验的准确度。
4）将调压器恢复到起始位置，断开断路器QF。
变压器的负载实验
1）按图接好电路图，图中RL是可变电阻负载。
2）将开关Q断开，RL置于电阻最大位置。
3）检查调压器确实在起始位置后，合上断路器QF，调节调压器使一次绕组的电压U1=U1N。
4）合上负载开关Q，逐渐减小RL的阻值，增大负载电流。
测量变压器的输出电流I2和输出电压U2。
在输出电流从零到1.2I2N的范围内，测取五组左右数据，记录在表中。
注意在读取数据前，先要检查并调节U1使其保持为U1=U1N。
其次在所读取的数据中，必须包括I2=0和I2=I2N两组数据。
5）实验完毕后，将RL重新调至最大电阻位置，将调压器恢复到起始位置，断开开关Q，再断开断路器QF。
6）经指导教师检查实验数据并通过后，拆除线路，并做好仪器设备整理及环境清洁工作，方可离开实验室。
注意：
A、V、W分别为交流电流表、交流电压表、功率表。
智能型数字仪表，量程可手动选择，功率表接线时需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。
接通电源前，先将交流电源调到输出电压为零的位置。
合上交流电源总开关，即按下绿色”闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN
测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
短路实验
序
号
计算数据
计算数据
U0（V）
I0（mA）
P0（W）
cosφS
1
6.663
107.5
0.7
0.978
2
12.53
202.5
2.5
0.985
3
18.66
302.8
5.7
1.009
负载试验：
序
号
计算数据
U1（V）
U2（V）
I2（mA）
1
221.4
55.15
58.8
2
221.4
54.95
81.0
3
221.4
54.6
137.1
4
221.4
53.35
440.0
4.实验结束验收
验收内容：
实验接线图、仪表选用、实验数据、设备完好情况、工位环境等。
四、实验数据处理
计算参数
根据上面所得数据计算得到铜损耗PCu、短路电阻Rs、短路电抗Xs、短路阻抗模|Zs|记录表中。
序
号
计算数据
Pcu
|ZS|
RS
XS
1
0.7
61.953
60.573
13.003
2
2.5
61.877
60.966
10.579
3
5.7
61.625
62.167
8.191
3.绘出短路特性曲线U0=f（I0），P0=f（U0），cosφ0=f（U0）。
式中：
实验连接图
短路实验：
负载实验：
五、实验结果陈述与总结
1.实验结论
通过本次实验我不仅仅达到了实验目的和学会本次实验的接线操作，而且是我对万用表和变压器有了更加深刻的认识，通过小组合作，完成本次实验连接。
2.收获与不足
本次实验在准备工作上还算到位，但对有些细节上没有预习到位，通过向老师请教了解具体操作。
通过这次的实验我也对下次的实验步骤有了更加明确地认识。
六、参考文献（资料）
1．唐介.电机与拖动.第三版.高的教育出版社，2014年
2．电机教学实验台实验指导书.杭州教仪设备有限公司，2011年
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