ИЗУЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

 

       Цель работы : изучение основных схем соединения обмоток трехфазного трансформатора и методик опытного определения параметров трансформаторов.

  Краткие теоретические сведения.

Трехфазный трансформатор является основным трансформатором в электроэнергетике. Двухобмоточный трехфазный трансформатор содержит две обмотки в каждой фазе -высокого и низкого напряжений. Трехобмоточный содержит по три обмотки в каждой фазе - высокого, среднего и низкого напряжений. В двухобмочном трансформаторе начала обмотки ВН маркируют -А; В; С. Концы X; Y; Z. Начала обмотки НН - a, b, c; концы-x, y, z.

Обмотки трансформатора включают схемам: звезда (Y, Yн), треугольник( ), зигзаг (Z, Zн). Индекс «н»-нейтральный или нулевой провод.

Включение трансформаторов производят в строгом соответствии с маркировкой выводов. Несоблюдение маркировки обычно приводит к аварии.

В лабораторных работах используют близкие по мощности и напряжению стержневые трехфазные трансформаторы и группу трех однофазных трансформаторов- групповой трансформатор. При одной и той же схеме соединения обмоток трансформаторы обладают существенно различными электрическими характеристиками из-за разных конструкций магнитопроводов.

Схема Y/Yн позволяет получить фазные и междуфазные ( линейные) напряжения, отличающиеся в 3 раз, например, 220/380 В, 380/660 В соответственно. Аналогичные напряжения получают в схеме Zн.

  Опыт холостого хода и короткого замыкания в трехфазных трансформаторах производят также для определения потерь в магнитопроводе и обмотках трансформатора.

Для опыта ХХ, схема Y: Z₀=U_0л/ I_0л; R₀=Р_0л/( I_0л )²; Х₀= (Z₀²- R₀² ); где Z₀ сопротивление холостого хода, Ом; U_0л- междуфазное (линейное) напряжение холостого хода, В; I_0л -фазный (линейный) ток, А; R₀- активная часть Z₀, Ом; Х₀-реактивная часть Z₀, Ом; Р_0л -суммарная мощность ваттметров, Вт;

Для опыта КЗ, схема Y: Z_к=U_кл/ I_кл; R_к=Р_кл/( I_кл )²; Х_к = (Z_к²- R_к² ); Z_к сопротивление короткого замыкания, Ом; U_кл- междуфазное (линейное) напряжение коротктго замыкания, В; I_кл -фазный (линейный) ток, А; R_к- активная часть Z_к, Ом; Х_к-реактивная часть Z_к, Ом; Р_кл -суммарная мощность ваттметров, Вт.

Трансформатор обладает различным сопротивлением для токов нулевой, прямой и обратной последовательностей.

  Для опыта по определению сопротивления Z_0п для токов нулевой последо-вательности для схемы на рис.7.5.: Z_0п=3U_0л/I; R_0п=3Р₀/I²; Х₀= (Z_0п²- R_0п² );

 

План выполнения работы

1.Изучите конструкцию трехфазного сухого трансформатора с различными конструкциями магнитопроводов. Изучите основные паспортные данные.

2.С помощью омметра найдите выводы трехфазного трансформатора. Измерьте их сопротивление и составьте схему его обмоток. Начертите схему. Определите число обмоток для одной фазы. Обмотки остальных фаз имеют такие же параметры. Запишите результаты измерения. Фаза А

 R = Ом R=     Ом R=         Ом R=  Ом R=  Ом

 R=    Ом R=     Ом R=         Ом R=  Ом R=  Ом

 

Рис.7.1. Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора лабораторного стенда.

3. Произведите опыт холостого хода для трехфазного трансформатора.

 

А                            А                          A        X     x          a

          Трехфазный

В                             В                         В         Y   y             b 

           регулятор                      К505                                

С                              С                       С            Z        z            c

          напряжения                                                                              

N                                         0               0

Рис 7.2. Схема опыта ХХ в трехфазном трансформаторе. Схема Y/Yн.

Таблица 7.1. Результаты опыта ХХ трехфазного трансформатора.

                                                                          

U_AB U_BC    U _CA U_0л  I _A I_B I_C     I_0л       Ра Рb Рc Р_0л   

В В    В      В    А   А  АВ   А  Вт Вт Вт Вт                         

   

Z₀ R₀ Х₀                       

Ом  Ом   Ом

 

 

Для опыта ХХ, схема Y: Z₀=U_0л/ I_0л; R₀=Р_0л/( I_0л )²; Х₀= (Z₀²- R₀² );

4. Произведите опыт короткого замыкания для трехфазного трансформатора.

А                            А А               A          X     x          a

          Трехфазный

В                             В В               В             Y   y             b 

           регулятор                      К505                                    

С                             С С               С             Z   z            c

          напряжения                                                                              

N                                                              0

Рис 7.3. Схема опыта КЗ в трехфазном трансформаторе.

Таблица 7.2. Результаты опыта КЗ трехфазного трансформатора. Схема Y/Yн.

                                                                               

U_AB   U_BC U _CA U_кл I _A      I_B  I_C     I_кл Pа  Pb Pc Р_кл   

В В    В      В    А   А  АВ   А  Вт Вт Вт Вт                        

 

Z_к  R_к   Х_к

Ом   Ом    Ом

 

Для опыта КЗ, схема Y: Z_к=U_кл/ I_кл; R_к=Р_кл/( I_кл )²; Х_к = (Z_к²- R_к² );

5.Промаркируйте выводы первичной обмотки в соответствии со стандартными обозначениями. Соедините первичную обмотку по схеме Y/Yн согласно рис. 7.2. Включите трансформатор в трехфазную сеть с междуфазным ( линейным) напряжением 380 В. Определите фазные и междуфазные (линейные) напряжение. Результаты занесите в таблицу 7.3.

 

Таблица 7.3.Напряжения в схеме Yн/Yн трехфазного трансформатора.

                                                                              

U_AB U_BC    U _CA U _AO U_BO U _CO U ab Ubc Uca Uao Ubo Uco   

В В    В       В     В     В   В   В  В     В В В                             

 

   

                                 

                                     A        X   x          a                                        

                                     B        Y   y          b

                  380/220В

                                     C       Z    z        c     

                                 0                                          0

Рис.7.4. Схема для изучения напряжений на обмотках трансформатора.

  6. Соедините первичную обмотку по схеме Y/ согласно рис. 7.5. Включите трансформатор в трехфазную сеть с линейным напряжением 380 В. Определите фазные и междуфазные (линейные) напряжение. Результаты занесите в таблицу 7.4.

 

A                Х                x                     a

B                Y                 y                     b

C                  Z               z                      c

 

Рис.7.5. Схема Y/ .

Таблица 7.3.Междуфазные и фазные напряжения трехфазного трансформатора с обмотками, включенными по схеме Y/ .

                                                                                

                U_AB   U_BC U _CA U _AO U_BO U_CO Uab Ubc Uca

                   В   В   В       В  В В  В   В     В

 

7. Соедините первичную обмотку по схеме Y/ Z согласно рис. 7.6. Включите трансформатор в трехфазную сеть с линейным напряжением 380 В. Определите фазные и междуфазные (линейные) напряжение. Результаты занесите в таблицу 7.4.

 

 

А                           Х х₂                       а ₂ х₁                      а₁  

В                            Y y ₂                       b₂ у₁                       b₁

С                            Z z ₂                      c₂ z ₁                       c ₁ 

                                                                                                      N

Рис.7.6. Схема Y/Zн.

Таблица 7.4. Междуфазные и фазные напряжения схемы Y/Zн трехфазного трансформатора.

                                                                           

U_AB U_BC     U _CA   U_AO U_BO U_CO Ua₁b₁  Ub₁c₁  Uc₁a₁ U_х2N Uy_2N Uz_2N Ua₁х₁ Ub_1у1 Uc₁ z ₁

В    В    В       В    В    В   В         В В        В        В В       В  В   В                       

 

   

                                 

По результатам опытов постройте векторные диаграммы напряжений на обмотках.

 

8. Проведите опыт короткого замыкания для определения сопротивления нулевой последовательности трехфазного трансформатора.

              Рис.7.5. Схема опыта КЗ в трехфазном трансформаторе.

SA1 замкнут в случае схемы треугольник и звезда с нулем во вторичной обмотке. SA1 разомкнут в случае схемы звезда во вторичной обмотке.

Z_0п=3U_0л/I; R_0п=3Р₀/I²; Х₀= (Z_0п²- R_0п² );

Таблица 7.6. Результаты опыта КЗ трехфазного трансформатора для тока

 нулевой последовательности.

                                                                           

                                 U_0л    I _A       I_B       I_C     I     Р₀      Z_0п  R_0п Х₀    

                                   В   А   А  А    А  Вт   Ом   Ом Ом                             

 

   

Выводы.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Что входит в паспортные данные трансформатора?

2.Как выглядит форма намагничивающего тока в трехфазных трансформаторах?

3. Как конструктивно выполнен трехфазный трансформатор?

4.Какие типы обмоток применяют в трехфазных трансформаторах?

5.Какие типы магнитопроводов применяют в трехфазных трансформаторах?

6.Как можно повернуть фазу напряжения в трансформаторе?

7.Что такое коэффициент трансформации и как он определяется экспериментально для трехфазных трансформаторов?

8.Как связаны напряжения первичной и вторичной обмоток в трехфазных трансформаторах?

9.Как построить векторную диаграмму напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора?

10.Каковы пути основного с магнитного потока и потока рассеивания в трехфазном трансформаторе с различным типом магнитопровод для основной и третьей гармоник намагничивающего потока?

11. Как определить сопротивление токам нулевой последовательности в трехфазном трансформаторе?

12. Как определить сопротивление токам прямой последовательности в трехфазном трансформаторе?

13. Как определить сопротивление токам обратной последовательности в трехфазном трансформаторе?

14.Почему при включении любой из обмоток по схеме без учета маркировки в трансформаторах с любой конструкцией магнитопровода возникает аварийный режим.

15.Почему при включениях без учета маркировки в сетевой обмотке стержневого трехфазного трансформатора по схеме Y/Y возникает аварийный режим, а в групповом трансформаторе возникает неравенство междуфазных (линейных) напряжений во вторичной обмотке.

16.Задача.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: