ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Исследование 2-х обмоточного трансформатораИсследование 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 (I1к = I1ном) и вторичной (I2к = 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:
|