3-1单相变压器

第三章 变压器实验 3-1单相变压器

一、实验目的

1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。

二、预习要点

1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。

三、实验项目

1、空载实验

测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosφK=f(IK)。 3、负载实验 （1）纯电阻负载

保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载

保持U1=UN，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。

四、实验方法

1、实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 2、屏上排列顺序

D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43

型 号 D33 D32 D34-3 DJ11 D42 D43 D51 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 智能型功率、功率因数表 三相组式变压器 三相可调电阻器 三相可调电抗器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件

1

* AI0ADD01三相调压交流电源

*UVWWV1U055VV2UAX

xX图3-1 空载实验接线图

3、空载实验

（1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图3-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 PN=77V·A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。

（2）选好所有测量仪表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。

（3）合上交流电源总开关，按下“启动”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.3UN 的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。 （4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表3-1中。 （5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副边电压数据也记录于表3-1中。 表3-1

序号 4、短路实验

（1）按下控制屏上的“停止”按钮，切断三相调压交流电源，按图3-2接线（以后每次改接线路，都要

U0(V) 实 验 数 据 I0(A) P0(W) UAX(V) 计算数据 cosφ0 2

关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

图3-2 短路实验接线图

（2）选好所有测量仪表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。

（3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN 为止，在(0.2～1.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。

（4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表3-2中。实验时记下周围环境温度(℃)。

表3-2 室温 ℃ 序号 5、负载实验

实验线路如图3-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用D42上4只900Ω变阻器相串联共3600Ω阻值，XL选用D43，功率因数表选用D34-3，开关S1和S2选用D51挂箱

实 验 数 据 UK（V） IK（A） PK（W） 计 算 数 据 cosφK A1UVWV1 55V x

aAФ*WA2COS*ADD01三相可调交流电源V2S1RLS2aL1Xx

图3-3 负载实验接线图

（1）纯电阻负载

1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，S1、S2打开，负载电阻值调到最大。 2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。

3）保持U1=UN，合上S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。

3

4）测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6-7组，记录于表3-3中。 表3-3 cosφ2=1 U1=UN= V 序 号 U2（V） I2（A） （2）阻感性负载（cosφ2=0.8）

1）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗值调至最大。 2）接通交流电源，升高电源电压至U1=U1N，且保持不变。

3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cosφ2=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2。

4）测取数据时，其I2=0，I2=I2N两点必测，共测取数据6-7组记录于表3-4中。 表3-4 cosφ2=0.8 U1=UN= V 序 号 U2（V） I2（A） 五、注意事项

1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。

六、实验报告

1、计算变比

由空载实验测变压器的原副边电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。 K=UAX/Uax

2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数

（1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。

P0 U 0 I0式中：

cos?0? （2）计算激磁参数

从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数

rm?Zm?P02I0U0I022Zm?rmXm?3、绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosφK=f(IK)。

4