Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторная работа 1-3
1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы
Экспериментальное определение параметров схемы замещения однофазного силового трансформатора.
Программа работы
1. Проведение опыта холостого хода трансформатора.
2. Экспериментальное определение характеристик холостого хода.
3. Проведение опыта короткого замыкания трансформатора.
4. Экспериментальное определение характеристик короткого замыкания.
5. Обработка результатов экспериментов.
Описание лабораторной установки
Подача напряжения на стенд производится кнопкой SB1 «ПУСК» (зеленой), снятие напряжения - кнопкой SB2 «СТОП» (красной). В лабораторной работе используется следующее оборудование.
Силовой трансформатор (T1). Объектом исследования является однофазный многообмоточный трансформатор типа ТПП297. Трансформатор
|
Рис. 1.1 |
снабжен устройствами регулирования напряжения Q11 - в первичной обмотке и Q12 – во вторичной. В первичную цепь трансформатора включены измерительные приборы (амперметр А1 и ваттметр W1). Схема цепей трансформатора приведена на рис. 1.1. Паспортные данные трансформатора при используемом в лабораторной работе соединении обмоток приведены в табл. 1.1. |
Таблица 1.1.
Технические данные трансформатора T1
|
SНОМ, ВА |
U1НОМ, В |
U2НОМ,В |
k |
I0% , % |
P0 , Вт |
PК , Вт |
UК% , % |
I1НОМ , А |
I2НОМ , А |
|
58 |
220 |
58 |
3.8 |
13.2 |
2.0 |
5.0 |
11.0 |
0.28 |
1.0 |
Рис. 1.2 |
Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Для питания исследуемого трансформатора используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) – устройство, позволяющее плавно регулировать выходное напряжение. Регулирование напряжения ЛАТРа осуществляется поворотом рукоятки, обозначенной «U» с двунаправленной стрелкой «min» - «max» (уменьшение – увеличение выходного напряжения).
Подача и снятие напряжения с выходных зажимов ЛАТРа производится кнопками SB3 и SB4. ЛАТР имеет два диапазона выходных напряжений 0-150 В и 0-250 В, которые устанавливаются переключателем Q10. Выходное напряжение измеряется встроенным вольтметром V1 с автоматически переключаемыми пределами измерения 30, 150, 300 В. Электрическая схема ЛАТРа приведена на рис. 1.2-а.
|
Перед каждым включением ЛАТРа необходимо устанавливать наименьшее значение напряжения, для чего рукоятку «U» следует повернуть в направлении «min» до упора! |
Нагрузочное устройство (Z2). В качестве нагрузки трансформатора используется регулируемое активно-индуктивное сопротивление, схема которого приведена на рис. 1.2-б. Включение устройства производится выключателем Q20. Для измерения электрических величин нагрузочное устройство снабжено амперметром A2, вольтметром V2, шунтом RS2.
Пояснения к лабораторной работе
Параметры приведенной схемы замещения трансформатора с достаточной для инженерной практики точностью могут быть определены экспериментальным путем. Для этого проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания.
Опыт холостого хода позволяет определить поперечные параметры схемы замещения (Z0, R0, X0), а так же, ряд важных паспортных величин трансформатора (тока холостого хода I0 , мощности P0, коэффициента трансформации k).
Опыт короткого замыкания позволяет определить продольные параметры схемы замещения (ZК, RК, XК, cosК) и такие величины, как напряжение короткого замыкания UК и мощности PК .
Наличие ферромагнитного магнитопровода с нелинейной характеристикой намагничивания трансформатора обусловливает и нелинейность параметров схемы замещения – зависимость их величин от величины первичного напряжения. Наглядное представление о степени влияния напряжения на поперечные параметры дают характеристики холостого хода, на поперечные – характеристики короткого замыкания.
Экспериментальная часть
1. Опыт холостого хода. Опыт холостого хода трансформатора проводится при разомкнутой вторичной обмотке (I2 = 0) и номинальном значении напряжения первичной обмотки (U1=U1НОМ).
Принципиальная схема проведения опыта холостого хода приведена на рис. 1.3-а. На рис. 1.3-б представлена схема замещения трансформатора в этом режиме.
Схема соединений оборудования стенда для проведения эксперимента показана на рис. 1.4.
Подготовка экспериментальной установки. Собрать схему по рис. 1.4 и установить аппараты управления стенда в исходные положения.
Последовательность проведения эксперимента.
|
Рис. 1.3 |
|
Рис. 1.4 |
Таблица 1.2
|
опыт хх |
опыт кз |
|||||
|
U1НОМ, B |
U2НОМ, В |
I0 , A |
P0 , Bт |
UК, B |
I1НОМ , мA |
PК , Bт |
|
220 |
52 |
0,04 |
2,0 |
22 |
270 |
5,5 |
2. Экспериментальное определение характеристик холостого хода трансформатора I10(U10 ), Z0(U10 ). Эти опыты проводятся на установке, собранной для предъидущего опыта (рис. 1.4) при тех же положениях устройств управления.
Последовательность проведения эксперимента.
Плавно увеличивая напряжение ЛАТРа в диапазоне 0-250 В провести измерения нескольких пар значений первичного тока и напряжения. Для большей точности получаемых данных, целесообразно задаваться величинами первичного тока, согласно табл. 1.3.
Таблица 1.3
|
опыт |
I10 , A |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
|
U10, B |
83 |
163 |
198 |
223 |
245 |
|
|
расчет |
Z0, Ом |
8300 |
8150 |
6600 |
5575 |
4900 |
3. Опыт короткого замыкания трансформатора. Опыт короткого замыкания трансформатора проводится при замкнутой накоротко вторичной обмотке (U2 = 0) и номинальном значении тока первичной обмотки (I1 = I1НОМ).
|
Рис. 1.5 |
|
Рис. 1.6 |
Принципиальная схема проведения опыта короткого замыкания приведена на рис. 1.5-а. На рис. 1.5-б представлена схема замещения трансформатора в этом режиме.
Схема соединений оборудования стенда для проведения эксперимента показана на рис. 1.6.
Подготовка экспериментальной установки. Собрать схему по рис. 1.6 и установить аппараты управления стенда в исходные положения.
Последовательность проведения эксперимента. Опыт короткого замыкания необходимо проводить после внимательного ознакомления с порядком проведения эксперимента. Неправильная последовательность действий при проведении этого эксперимента может привести к выходу из строя оборудования стенда!
4. Экспериментальное определение характеристики короткого замыкания трансформатора I1К(U1К ), ZК(U1К ). Эти опыты проводятся на установке, собранной для предъидущего опыта (рис. 1.6) при тех же положениях устройств управления.
Последовательность проведения эксперимента.
Плавно и осторожно увеличивая напряжение ЛАТРа в диапазоне 0-30 В провести измерения нескольких пар значений первичного тока и напряжения. Для большей точности получаемых данных, целесообразно задаваться величинами первичного тока, согласно табл. 1.4.
Таблица 1.4
|
опыт |
I1К, A |
0.05 |
0.10 |
0.150 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
|
U1К, B |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
|
|
расчет |
ZК, Ом |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
Обработка результатов экспериментов
1. Определение реальных технических данных исследованного трансформатора. Используя результаты опытов холостого хода и короткого замыкания (табл. 1.2), определить реальные технические данные трансформатора. Полученные величины занести в графу «эксперимент» табл. 1.5 для сопоставления с паспортными значениями.
Таблица 1.5
|
Величина |
U1НОМ, В |
U2НОМ,В |
k |
I0% , % |
P0 , Вт |
PК , Вт |
UК% , % |
|
паспорт |
220 |
58 |
3.8 |
13.2 |
2.0 |
5.0 |
11.0 |
|
эксперимент |
220 |
52 |
4,23 |
0,0015 |
2,0 |
5,5 |
5 |
Вычисляемые величины определяются по следующим формулам:
Коэффициент трансформации
|
. |
(1.1) |
Относительный ток холостого хода
|
. |
(1.2) |
Относительное напряжение короткого замыкания
|
. |
(1.3) |
2. Определение параметров упрощенной и полной схемы замещения трансформатора. Сопротивления упрощенной приведенной схемы замещения трансформатора (рис.1.7.) (сопротивления короткого замыкания) определяются по данным опыта короткого замыкания (табл. 1.3) и рассчитываются по следующим выражениям:
|
; ; ; . |
(1.4) |
Рассчитанные величины параметров короткого замыкания свести табл. 1.6.
|
Рис. 1.7. Рис. 1.8. |
Сопротивления цепи намагничивания Т - образной приведенной схемы замещения (рис.1.8) определяются из опыта холостого хода
|
; ; . |
(1.5) |
Первичные и вторичные продольные параметры Т - образной приведенной схемы замещения
|
; ; . |
(1.6) |
Абсолютные значения вторичных параметров трансформатора
|
; . |
(1.7) |
Рассчитанные величины параметров трансформатора свести в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Параметры приведенных схем замещения трансформатора
|
R К , Ом |
X К , Ом |
Z 0 , Ом |
R 0 , Ом |
X 0 , Ом |
R 1 , Ом |
X 1 , Ом |
R 2 , Ом |
X 2 , Ом |
|
75,4 |
26,7 |
5500 |
1250 |
5356 |
37,7 |
13,35 |
2,1 |
0,75 |
3. Построение характеристик холостого хода и короткого замыкания. По данным табл. 1.3 и 1.4 построить графики характеристик I10(U10 ), Z0(U10 ), I1К(U1К ), ZК(U1К ).
4. Сделать выводы по проделанной работе.
Вывод: в ходе выполнения работы, мы экспериментально определили параметры схемы замещения однофазного силового трансформатора, с помощью проведения опыта холостого хода и экспериментального определения его характеристик. Также провели опыт короткого замыкания трансформатора и экспериментально определили его характеристики. После проделанных измерений и опытов произвели необходимые расчеты и заполнили сводную таблицу.