ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

5.1. Мета роботи

5.1.1. Вивчити конструкцію трифазного трансформатора.

5.1.2. Визначити фазний і лінійний коефіцієнти трансформації трифазного трансформатора при різних способах з'єднання фаз його обмоток.

5.1.3. Побудувати характеристики трансформатора у функції вторинного струму при симетричному навантаженні.

5.1.4. Визначити номінальний к.к.д. трансформатора.

 

5.2. Основні теоретичні положення

Трифазні трансформатори перетворюють електричну енергію в трифазних колах з одним співвідношенням лінійної напруги і струмів в електричну енергію з іншим співвідношенням вказаних величин при незмінній частоті.

У стержневих трифазних трансформаторах з розташуванням трьох стержнів в одній площині, замкнутих зверху і знизу ярмами, є дві трифазні обмотки - вищої напруги (ВН) і нижчої напруги (НН), в кожну з яких входять по три фазні обмотки або фази.

Трифазний трансформатор має 12 виводів від 6 незалежних фазних обмоток. Початкові виводи фаз обмотки вищої напруги позначають буквами А, В, С, кінцеві виводи - X, Y, Z, а для фаз обмотки нижчої напруги приймають аналогічні позначення - а, в, с, x, у, z. Фазні обмотки вищої і нижчої напруги сполучають зіркою або трикутником. з’єднання зіркою позначають -Y, її нейтральні точки - буквами N, n, з'єднання трикутником - D.

Фазний коефіцієнт трансформації трифазного трансформатора визначають відношенням фазних напруг при неробочому руху

n = U_1фх/U_2фх;

Лінійний коефіцієнт трансформації визначають аналогічно:

n = U_1лх/U_2лх.

 

Якщо з'єднання фазних обмоток виконане по схемах Y/Y або D/D, то обидва коефіцієнти трансформації однакові:

n_л = n_ф .

 

При з'єднанні фаз обмоток по схемі Y/D:

n_л = n_ф ,

 

а по схемі D/Y:

n_л = n_ф /

 

Властивості трифазного трансформатора при симетричному навантаженні визначають за його характеристиками:

U_2л(I_2л), I_1л(I_2л), cosφ₁(I_2л), h (I_2л)

при U_1л = const; f = const і cosφ₂ = const, які можна отримати з дослідів.

Коефіцієнт потужності трифазного трансформатора:

P₁

cos j₁ = -------------,

( )U_1лI_1л

де Р₁ - активна потужність з боку первинної обмотки трансформатора;

U_1л, I_1л - лінійна напруга і лінійні струми в первинній обмотці трансформатора.

К.К.Д. трансформатора:

bSн cos2

h = -------------------------------,

bSн cosφ2 + Ро + b² Рк

 

де b - коефіцієнт завантаження трансформатора:

b = I₂/I_2н;

S_н - номінальна потужність трансформатора:

                                                  S_н = U_1нІ_1н = U_2нІ_2н ;             

cosφ2 - коефіцієнт потужності навантаження;

Р_о і Р_к - потужності, що відповідають відповідно дослідам холостого ходу і короткого замикання;

I₂ і I_2н - відповідно струм навантаження вторинної обмотки трансформатора і номінальний струм.

Річний к.к.д. трансформатора знаходять так:

W₂

h_рік   = --------------,

   W₂ + Wо +W_к

де W₂ = S b S_н cos2  ti - енергія, віддана трансформатором за рік;

W_о = 8760Р_о  - енергія, що відповідає річним втратам в магнітопроводі;

W_к = S b ²ⁱ Р_кti - енергія, яка відповідає річним втратам в обмотках.

 

5.3. План роботи

5.3.1. Визначення коефіцієнта трансформації.

 УВАГА! Перед проведенням роботи переконатись що всі галетні перемикачі Латрів (Т1, Т1.1, Т1.3) встановлені в поз.“0”. При роботі з трифазним Латром Т1 не допускається одночасне використання однофазних Латрів Т1.1 і Т1.3.

Зберіть схему згідно рис. 5.1. Увімкніть стенд тумблером “Мережа”, включить зібрану схему тумблером S8. Перемикачем Т1, Vф поставити напругу 220В. Використовуючи вольтметр V1, заміряйте фазну напругу первинної і вторинної обмоток. По виміряних величинах визначите коефіцієнт трансформації дослідного трансформатора Т3.

Встановити перемикачем Т1, Vф напругу 220В. Увімкніть стенд тумблером “Мережа”. Включить схему роботи тумблером S8. Виміряти фазну напругу на первиній обмотці трансформатора Т3 вольтметром V1. Зняти покази приладів А1, W1.

5.3.3. Дослід короткого замикання.

Зібрати схему згідно рис.5.3. Вивести пакетний перемикач Т1, Vф в положення 0. Включить стенд та схему лабораторної роботи тумблером “Мережа”, S8.

Змінюючи первинну напругу перемикачем Т1, Vф від 0 до 20В (ручку галетника ЛАТРа Т1 встановлювати тільки в межах 0-20 В, щоб запобігти виходу з ладу елементів системи) зняти показання А1, V1 и W1 при положенні галетника на 20В.

 

Рис. 5.1.

5.3.2. Дослід неробочого руху.

Зберіть схему відповідно рис. 5.2.

Встановить перемикачем Т1, Vф напругу 220В. Увімкніть стенд тумблером “Мережа” та схему роботи тумблером S8. Виміряйте фазну напругу на первинній обмотці трансформатора Т3 вольтметром V1. Зніміть покази приладів А1, W1.

5.3.3. Дослід короткого замикання.

Зібрати схему відповідно до рис. 5.3. Встановити пакетний вимикач Т1, Vф у положення. Увімкнути стенд і схему лабораторної роботи тумблером “Мережа”, S8.

Змінюючи первинну напругу за допомогою перемикача Т1, Vф від 0 до 20 В (ручку галетника ЛАТРа Т1встановлювати тільки у межах 0-20 В, для запобігання виходу з ладу елементів схеми) зніміть покази А1, V1 і W1 при положенні галетника на 20 В.

 

Рис. 5.2.

 

                          Рис. 5.3.

 

5.3.4. Робота трансформатора під навантаженням.

Зберіть схему згідно рис. 5.4. Змінювати величину опорів навантажень R4 (положення 1-6), використовуючи прилади А1, W1, V1, зніміть їх показання (щоб запобігти перегріву резисторів навантажень при великих струмах навантаження, після 5 хвилин роботи необхідно зробити паузу 5-10 хвилин.)

 

Рис. 5.4.

 

5.4. Обробка результатів лабораторної роботи

5.4.1. Обчислити коефіцієнти трансформації трифазного трансформатора: фазний і лінійний.

5.4.2. Розрахувати для режиму навантаження коефіцієнт потужності і к.к.д. трансформатора.

5.4.3. Побудувати в загальній системі координат характеристики трансформатора у функції вторинного струму:U_2л(I_2л ), I_1л(I_2л), cosj(I_2л) h(I_2л)

5.4.4. Визначити номінальний і річний к.к.д. трансформатора, якщо він працює 3 місяці в році з навантаженням 80, 5 місяців з навантаженням 100 і 4 місяці в режимі холостого ходу.

 

5.5. Контрольні питання

5.5.1. Як влаштований трифазний трансформатор?

5.5.2. Що називають фазним і лінійним коефіцієнтом трансформації?

5.5.3. Які втрати енергії мають місце в трансформаторі і від чого вони залежать?

5.5.4. Чому к.к.д. трансформатора залежить від навантаження?

5.5.5. Як визначають коефіцієнт навантаження трансформатора?

5.5.6. Яка область застосування трифазних трансформаторів?

 

6. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: