Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Исследование 2-х обмоточного трансформатора




Исследование 2-х обмоточного трансформатора

методом холостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.)

 

Цель:

Ознакомиться с устройством трансформатора и его работой при различных режимах.

Задание:

1. Изучить опыт и определить параметры х.х. 3-х фазного масляного трансформатора.

2. Изучить опыт и определить параметры и составляющие напряжения к.з.

3. Изучить опят работы трансформатора под нагрузкой и построить внешние характеристики при cosφ = 0,8 и нагрузке активно-емкостной и активно-индуктивной.

Оборудование и материалы:

1. Схемы работы трансформатора.

2. Паспортные данные трансформатора согласно задания.

Методические указания:

Трансформатором называют статическое элек­тромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электро­магнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

В общем случае вторичная система переменного тока может отличаться от первичной любыми пара­метрами: значениями напряжения и тока, числом фаз, формой кривой напряжения (тока), частотой. Наибольшее применение в электротехнических ус­тановках, а также в энергетических системах пере­дачи и распределения электроэнергии имеют силовые трансформаторы, посредством которых изме­няют значения переменного напряжения и тока. При этом число фаз, форма кривой напряжения (тока) и частота остаются неизменными.

В зависимости от назначения трансформаторы разделяют на силовые трансформаторы общего на­значения и трансформаторы специального назначе­ния. Силовые трансформаторы общего назначения применяются в линиях передачи и распределения электроэнергии, а также в различных электроуст­ройствах для получения требуемого напряжения.

Определение параметров схемы замещения возможно либо расчетным, либо опытным путем. Сущность определения параметров схемы замещения трансформатора опытным путем состоит в проведении опыта (х.х.) и (к.з.).

Опыт холостого хода (х.х.)

Холостым ходом называют режим ра­боты трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (ZH = ∞, I2 = 0). В этом случае уравнения напряжений и токов принимают вид:

 

 
 


Так как полезная мощность при работе трансформатора вхо­лостую равна нулю, то мощность на входе трансформатора в ре­жиме х.х. Ро расходуется на магнитные потери в магнитопроводе Рм (потери на перемагничивание магнитопровода и вихревые то­ки) и электрические потери в меди (потери на нагрев обмотки при прохождении по ней тока) одной лишь первичной обмотки. Однако ввиду небольшого значения тока I0, который обычно не превышает 2-10% от I1ном, электрическими потерями можно пренебречь и считать, что вся мощность х.х. представляет собой мощность магнитных потерь в стали магнитопровода. Поэтому магнитные потери в трансформаторе принято называть поте­рями холостого хода.

 
 


Рисунок 1 Схема опыта х.х. трехфазного трансформатора

В опыте холостого хода с трехфазным трансформато­ром напряжение U1 устанавливают посредством трехфазного регу­лятора напряжения РНТ. Характеристики х.х. строят по средним фазным значениям тока и напряжения для трех фаз:

 

;

 

.

Коэффициент мощности для 3-х фазного трансформатора:

 

 
 


где P0 и Р0" - пока­зания однофазных ваттметров;

U1 и I0 фазные значения напряжения и тока.

 

По данным опы­та х.х. можно опре­делить: коэффициент трансформации:

 

 

;

ток х.х. при U1ном. (в процентах от номи­нального первичного тока)

потери х.х. Р0.

 

В трехфазном трансформаторе токи х.х. в фазах неодинаковы и образуют несимметричную систему, поэтому мощность Ро следует измерять двумя ваттмет­рами по схеме, изображенной на схеме (рис. 1).

Падение напряжения в первичной ветви схемы замещения в режиме х.х. I0(r1 + jx1) составляет весьма незначительную величину, поэтому, не допуская заметной ошибки, можно пользоваться следующими выражениями для расчета параметров ветви намагничивания:

 
 

 

 


Если же фактические значения тока х.х. I0 ном и мощности х.;х. Рном, соответствующие номинальному значению первичного на­пряжения Uном, заметно превышают величины этих параметров, указанные в каталоге на данный тип трансформатора, то это сви­детельствует о неисправности этого трансформатора: наличие короткозамкнутых витков в обмотках либо замыкании части пластин магнитопровода.

 

Опыт короткого замыкания (к.з.)

Вторичные обмотки 3-хфазного трансформатора замыкают накоротко. Посредством 3-х фазного регулятора напряжения к обмотке высшего напряжения подводят пониженное напряжение, постепенно повышая его с помощью РНТ до некоторого значения Uк.ном при котором токи к.з. в обмотках трансформатора становятся равными номинальным токам в первичной (I = I1ном) и вторичной (I = I2ном) обмотках

 
 

 

 


Рисунок 2. Схема опыта к.з. трехфазного трансформатора

 

Значения напряжения к.з. и токи к.з. определяют среднее для трех фаз:

 
 

 


Коэффициент мощности при опыте к.з.

 
 

При этом активную мощность «трехфазного трансформатора измеря­ют методом двух ваттмет­ров.

Тогда мощность к.з.

 

 

где - показания однофазных ваттметров.

 

Напряжение, при ко­тором токи в обмотках трансформатора при опы­те равны номинальным значениям, называют номинальным напряже­нием короткого замы­кания и обычно выра­жают его в % от номинального:

 
 

 

 


Но так как это напряжение при опыте к.з. составляет не более 10% от Uном, то такую же небольшую величину составляет магнитный поток. Для создания такого магнитного потока тре­буется настолько малый намагничивающий ток, что значением его можно пренебречь и уравнение токов принимает вид:

 

 

Для этой схемы замещения можно записать уравнение напряжений:

 

 
 


 

 

или

 

Полное сопротивление трансформатора при опыте к.з.

 

Полное, активное и индуктивное сопротивления схемы заме­щения при опыте к.з.:

 

 
 

 

 


 

Работа трансформатора под нагрузкой

При работе трансформатора под нагрузкой на клеммах его вторичной обмотки изменяется. Зависимость этого напряжения от нагрузки вы­ражается графически внешними характеристиками трансформатора U2 = f (I2)

Вид внешней характеристики зависит от характера нагруз­ки и от величины коэффици­ента мощности cosφ2: при активной и активно-индуктивной нагрузках внешние характеристики имеют падаю­щий вид, причем чем меньше коэффициент мощности cosφ2, тем больше наклон характеристики к оси абсцисс; при активно-емкостной нагрузке внешняя характеристика имеет восходящий вид.

 

 

 


Рисунок 3. Внешняя характеристика трансформатора

 

При любой нагрузке напряжение на клеммах вторичной обмотки трансформатора

 


 

где U20 – напряжение на вторичной обмотке в режиме х. х., прини­маемое за номинальное напряжение на выходе трансформатора, В;

ΔU – изменение вторичного напряжения, вызванное нагрузкой транс­форматора.

При необходимости расчета изменения вторичного напряжения для любой нагрузки ΔU следует рассчитывать по формуле:

 

где коэффициент нагрузки

 

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных