變壓器實驗報告匯總

1、四川大學電氣信息學院電機學實驗報告課程名稱實驗項目專業(yè)班組實驗時間三相變圧器的空載及短路實驗電氣工程及其自動化105, 109班2014年11月21日成績評定評閱教師電機學老師：曾成碧報告撰寫:、實驗目的:用實驗方法求取變壓器的空載特性和短路特性。通過空載及短路實驗求取變壓器的參數(shù)和損耗。計算變壓器的電壓變化百分率和效率。4掌握三相調(diào)壓器的正確聯(lián)接和操作。5復習用兩瓦特法測三相功率的方法。二.思考題的回答1.求取變壓器空載特性外施電壓為何只能單方向調(diào)節(jié)？不單方向調(diào)節(jié)會出 現(xiàn)什么問題？答：因為當鐵磁材料處于交變的磁場中時進行周期性磁化時存在磁滯現(xiàn)象。 如果不單方向調(diào)節(jié)變壓器外施電壓， 磁通密度并

2、不會沿原來的磁化曲線下降， 所 以會影響實驗結(jié)果的準確性。2.如何用實驗方法測定三相變壓器的銅、 鐵損耗和參數(shù)？實驗過程中作了哪 些假定？答：變壓器的空載實驗中認為空載電流很小, 等于變壓器鐵耗R故忽略了銅耗，空載損耗近似PFe，同時忽略了繞組的電阻和漏抗。空載時的鐵耗可以直接用兩瓦特法測得,根據(jù)公式rm F0/3lo2可以求得勵磁電阻，由Zm Uo/l。可Xm JZm2 rk2可以求得勵磁電抗值。以求得勵磁阻抗，由在變壓器的短路實驗中，由于漏磁場分布十分復雜，故在T形等效電路計算時，可取xix20.5Xk，且rir2 0.5rk。同時由于外加電壓低，忽略了鐵耗，故假設短路損耗等于變壓器銅耗。

3、短路損耗Pk可直接由兩瓦特法測得，有公式 rkPk/I2k可得rk，ZkUk/V3lk，故XkJz2k r2k。3.空載和短路實驗中，為減小測量誤差，應該怎樣聯(lián)接電壓接線？用兩瓦特 表法測量三相功率的原理。答：變壓器空載實驗中應當采用電流表內(nèi)接法。 因為空載實驗測量的是勵磁 阻抗，阻抗值較大，若采用電流表外接法，電壓表會有明顯的分流作用，從而產(chǎn) 生較大的誤差。變壓器短路實驗應當采用電流表外接法。因為短路實驗中測量的是漏阻抗，阻抗值較小，若采用電流表內(nèi)接法，會產(chǎn)生明顯的分壓作用，導致測量不準確。4.變壓器空載和短路實驗時, 適？為什么？應注意哪些問題？一般電源應接在哪邊比較合為了便于測量同時安全

4、起見，應當在變壓器低 在實驗過程中應當將激磁電流由小到大遞升到答：在做變壓器空載實驗時， 壓側(cè)加電源電壓，讓高壓側(cè)開路。1.15Un左右時，只能一個方向調(diào)節(jié)，中途不得有反方向來回升降。否則，由于鐵芯的磁滯現(xiàn)象，會影響測量的準確性。在做變壓器短路實驗時，電流較大，外加電壓很小，為了便于測量，通常在 高壓側(cè)加電壓，將低壓側(cè)短路。在實驗過程中應注意為了避免過大的短路電流， 短路實驗在較低的電壓下進行，通常以短路電流達到額定值為限； 外加電壓應從 零開始逐漸增大，直到短路電流約等于 1.2倍額定電流；在實驗過程中要注意變 壓器的溫升。.實驗內(nèi)容及步驟3.1實驗內(nèi)容1. 測變比K。2. 空載實驗，測取空

5、載特性。COS?0 = f(u 0)COS?k= f(I k)Uo= f(lo)Po= f(Uo)3. 短路實驗，測取短路特性Uk= f(l k)Pk = f(l k)接線圖見籃色部分IpXU：tel! E E33.2變壓器變比的測量按上圖調(diào)壓器原邊接電源，付邊接電流插合一邊，電流插合另一邊接變壓器 低壓繞組，高壓繞組開路，合上電源開關 K,調(diào)節(jié)調(diào)壓器付邊輸出電壓，合外施 電壓為低壓繞組額定電壓的一半左右(即 Lbo- 0.5U2N)對應不同的外施電壓，測注意:量高低壓繞組的 ，耳UBcUcAUab,Ubc,Uca,對應不同外施電壓測量三組數(shù)據(jù)。記錄于 下表：序號UABUabKAUBCUbcK

6、BUACUacKCK伏伏伏伏1伏伏1171.11001.711174.0100.71.7281 171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.689.91.7201.7213137.2801.715140.381.21.728137.079.71.7191.721IK A Kb K ck3U A BU abU A B/A = U ab ZA同理KbKcU AC變比K是三次數(shù)據(jù)的平均值。3.3變壓器空載實驗實驗線路如上圖空載實驗在低壓側(cè)進行， 調(diào)壓器原邊接電源，付邊接電流插合一端，電流插合別一端接低壓側(cè)首端a,b,c.高壓側(cè)開路。儀表接線如下

7、圖38電壓測針4電流插銷5C三 調(diào) 壓I Q 6W功率表電壓表電流表的接法合上電源開關K之前，應將調(diào)壓器手柄調(diào)到輸出電壓為零的位置， 然后閉合開關K,將電流插銷插入插盒，電壓測針插在正確位置。調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓 為低壓繞級額定電壓1.1到1.2倍，記下每一組數(shù)據(jù)，然后單方向逐次降低電壓, 每次測量低壓側(cè)空載電壓，電流及功率（用兩瓦法測三相功率時，其兩次功率讀 數(shù)就是a相電流，ab相電壓，這是功率是Pab,和c相電流，bc相電壓，這時功 率是Pbc； b相電流，和ac相電壓。功率不計。在測時應該注意正負，主要看功率表指針方向。如果打反針則要將插梢換個方向。）測7到8組數(shù)據(jù)記錄于下表。三相總功率

8、等于Pab, Pbc的代數(shù)和。序號1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4la/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15P ab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3P bc/W168125816141.529.319.83.4變壓器短路實驗接線圖如下0380V5V相X)-調(diào)J壓器短路實驗在高壓側(cè)進行，

9、高壓繞組經(jīng)電流插盒和調(diào)壓器接至電源， 低壓繞組 用較粗導線直接短路。儀器接線同上，儀表選擇原則是：電流表量程大于高壓邊額定電流， 電壓表 應是低量程的，因為短路電壓只有額定電壓的百分之幾，而功率表應選高功率因 素瓦特表。為減小測量誤差，電壓接線應接至上圖中的 A，B, C位置（即電流之后或負載端）。合上電源之前，一定要注意將調(diào)壓器手柄置于零的位置。 然后接入儀表，合上電源開關K,緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使短路電流Ik達到高壓繞組的額定電流 llN。在lk=llN到0.4I 1N范圍內(nèi)較快測取4, 5組數(shù)據(jù)（因短路電流較大，為避免變壓器發(fā)熱而燒壞，故第一組應動作迅速）其測量順序同空載順序（用兩瓦法測

10、三 相功率時，其兩次功率讀數(shù)就是a相電流，ab相電壓，這是功率是Pab,和c相電 流，bc相電壓，這時功率是Pbc； b相電流，和ac相電壓。功率不計。在測時應總功率等于Pab, Rc的代數(shù)和。并將數(shù)據(jù)記錄于下表。該注意正負，主要看功率表指針方向。如果打反針則要將插梢換個方向。）三相序號短路實驗數(shù)據(jù)UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB安IC安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.

11、0四.計算與分析4.1計算變壓器變比K實驗測得數(shù)據(jù)見下表:序號UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏1171.11001.711174.0100.71.728171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.689.91.7201.7213137.2801.715140.381.21.728137.079.71.7191.721所以最后取K平均值得:K (1.719 1.7211.721)/31.7204.2變壓器空載實驗實驗測得數(shù)據(jù)見下表:序號1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V

12、420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15P ab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3P bc/W168125816141.529.319.8P0根據(jù)以上公式處理上表中的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果見下表:計算公式：U0； I0； P0 Pab Pbc ；C0S序號空載實驗數(shù)據(jù)U0（V）l0（A）P0（W）cos 01419.70.540108

13、.00.2752385.30.42391.00.3223319.60.30369.00.4114280.00.25356.00.4565230.00.20340.20.4976189.30.17329.20.5157149.60.14319.50.526根據(jù)該表所得數(shù)據(jù)，用MATLAB軟件做出空載特性曲線2.空載損耗與電壓關系：Po f(Uo)1.空載電壓與空載電流關系：Uo f(Io)eq m 一 一衛(wèi)一3.功率因素和空載電壓的關系：cos 0 f(U0)2W?300g覲電壓U 口(沖序號短路實驗數(shù)據(jù)UAB伏UBC伏UAC伏IA安IB安IC安PAB瓦PBC瓦129.631.029.95.05

14、.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.0PkPABPBC ；4.3變壓器短路實驗變壓器短路實驗數(shù)據(jù)見下表:U AB U BC U AC3|I A I B I CIk 3計算公式：Ukcos kPk73Ukik根據(jù)以上公式處理上表中的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果見下表:序號短路實驗數(shù)據(jù)Uk(V)Ik (A)Pk(W)cos k130.25.2141.00.518227.04.7114.20.520323.74.187.70.521421.9

15、3.875.40.523根據(jù)該表所得數(shù)據(jù)，用MATLAB軟件做出空載特性曲線1短路電壓和短路電流關系：Uk f (Ik)UrTiqll2.短路損耗與短路電流關系:Pkf(lk)Pkr(ik)BD30IA 54賀再電淙Ih3.功率因素與短路電流關系：cos k f(Ik)fcir t, J.“49雀焉電Aik (AJ4.4參數(shù)計算計算空載參數(shù)：(以 UoU2N時的數(shù)據(jù)計算）rmr。P03102-91_2169.50.4232ZmZoU0J3l0產(chǎn)J 525.9J3 0.423XmJZm2rm2/ 2 2V525.9169.5497.8標幺值：（U2N和I2N均為相值）rm*r 1 2N rm.U

16、 2 N169.5 證厲 7.02 ；Zm*Z 1 2NZmU 2N525.99.09廠 21.79 ；380/J3Xm*X m.U 2N497.89.09廠 20.603803計算短路參數(shù)：（取IkIlN時的數(shù)據(jù)計算）rkPk31k21413 5.221.74ZkUk妁k畀二 3.35V3 5.2xk Jzk2 rk2 J3.352 1.7422.86折算到基準工作溫度下的短路參數(shù)：235 75235 20rk2.12Zk75Jr 2k75x2kJ2.I22 2.8623.56PknP芒rk141212171.79W1.74標幺值：（UjN和I1N均為相值）rk*I1 N2.12耳660 M

17、/30.029Xk*xdU 1N2.86660/J30.039Zk*-711NZ k75U 1 N3.56亠罕660 m/30.0494.5畫出變壓器“ T”其中近似為:型等效電路，并將各參數(shù)用標幺值標注在電路圖中。 r1* r2*2 rk*0.0145 , X,*X2*丄 Xk*0.01952k*乙*0.0145 j 0.0195Z 2*0.0145j 0.0195U1Zm*7.02j20.6U24.6計算短路電壓百分數(shù)（U1N和l1N均為相值）UkZk75*Ue100%3.56 4.91%660/J3Ukrrk75*UN100%2.125.26廠 2.93%660/33.95%Ukx Xk

18、 山 100% 2.865.26lU1N660/734.7計算額定負載時的電壓變化率（cos 20.8和 cos 21)額定負載時丄1。I N由公式U % (U kr cos 2 Ukxsin當 cos 20.8 時，U% 4.69%當 cos 21 時，U% 2,93%4.8計算額定負載時的效率（cos0.8)1.Sn cos 291 141fT6000 0.8 91 1410.9539在做這次實驗之前,打下了堅實的理論基礎。五.實驗感想我們小組成員已經(jīng)充分預習了相關的知識， 為這次實驗本以為當天做實驗時可以信手拈來， 輕松完成，沒想到還是遇到了不少的問題。在做三相變壓器變比測量實驗時，我們最初測量得到的Uab 306V，Ubc Uac212V，這讓我們十分費解，因為理論上來說它們的值應當是幾乎相同的。于是我們請教了實驗課老師，老師一開始也并不清楚這其中 的緣由，便叫我們重新?lián)Q一臺儀器做實驗。 我們當時天真地以為應該可以得出正 確的結(jié)果了，但沒想到發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有相同的錯誤，這時老師敏銳地察覺到了其中的 問題，是由于變壓器的繞組的接線方式接錯了 （不過我們連續(xù)遇到的兩臺儀器都 有接線錯誤，那也是蠻拼的）。我們不禁感