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電機及電氣技術(shù)實驗裝置單相變壓器實驗

一、實訓目的
1、通過空載和短路實訓測定變壓器的變比和參數(shù)。
2、通過負載實訓測取變壓器的運行特性。
二、預習要點
1、變壓器的空載和短路實訓有什么特點？實訓中電源電壓一般加在哪一方較合適？
2、在空載和短路實訓中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最��？
3、如何用實訓方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。
三、實訓項目
1、空載實訓
測取空載特性U₀=f(I₀)，P₀=f(U₀) , cosφ₀=f(U₀)。
2、短路實訓
測取短路特性U_K=f(I_K)，P_K=f(I_K), cosφ_K=f(I_K)。
3、負載實訓
（1）純電阻負載
保持U₁=U_N，cosφ₂=1的條件下，測取U₂=f(I₂)。
四、實訓方法
1、實訓設(shè)備

序號	型號	名稱	數(shù) 量
1	DQ45	數(shù)/模交流電壓表	1件
2	DQ44	數(shù)/模交流電流表	1件
3	DQ25	單三相智能功率、功率因數(shù)表	1件
4	DQ05	三相組式變壓器	1件
5	DQ27	三相可調(diào)電阻器	1件
6	DQ31	波形測試及開關(guān)板	1件

2、屏上排列順序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31

圖3-1 空載實訓接線圖
3、空載實訓
1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DQ05中的一只作為單相變壓器，其額定容量 P_N=77V.A，U_1N/U_2N=220/55V，I_1N/I_2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。
2）選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。
3）合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U₀=1.2U_N ，然后逐次降低電源電壓，在1.2～0.2U_N 的范圍內(nèi)，測取變壓器的U₀、I₀、P₀。
4）測取數(shù)據(jù)時，U=U_N點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。
5）為了計算變壓器的變比，在U_N以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。
表3-1

序號	實驗數(shù) 據(jù)				計算數(shù)據(jù)
序號	U₀(V)	I₀(A)	P₀(W)	U_AX(V)	cosφ₀

4、短路實訓
1）按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。

圖3-2 短路實訓接線圖
2）選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。
3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1I_N 為止，在(0.2～1.1)I_N范圍內(nèi)測取變壓器的U_K、I_K、P_K。
4）測取數(shù)據(jù)時，I_K=I_N點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實訓時記下周圍環(huán)境溫度(℃)。
表3-2 室溫 ℃

序號	實驗數(shù) 據(jù)			計算數(shù) 據(jù)
序號	U_K（V）	I_K（A）	P_K（W）	cosφ_K

5、負載實訓
實訓線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S₁和S₂，接到負載電阻R_L上。R_L選用DQ27上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，功率因數(shù)表選用DQ25，開關(guān)S₁選用DQ31掛箱

圖3-3 負載實訓接線圖
（1）純電阻負載
1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S₁打開，負載電阻值調(diào)到最大。
2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U₁=U_N。
3）保持U₁=U_N，合上S₁，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻R_L的值，從空載到額定負載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U₂和電流I₂。
4）測取數(shù)據(jù)時，I₂=0和I₂=I_2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。
表3-3 cosφ₂=1 U₁=U_N= V

序號
U₂（V）
I₂（A）

五、注意事項
1、在變壓器實訓中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。
2、短路實訓操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。
六、實訓報告
1、計算變比
由空載實訓測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。
K=U_AX/U_ax
2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù)
（1）繪出空載特性曲線U₀=f(I₀)，P₀=f(U₀)，cosφ₀=f(U₀)。
式中：計算公式

（2）計算激磁參數(shù)
從空載特性曲線上查出對應(yīng)于U₀=U_N時的I₀和P₀值，并由下式算出激磁參數(shù)

3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù)
計算公式

（1）繪出短路特性曲線U_K=f(I_K) 、P_K=f(I_K)、cosφ_K=f(I_K)。
（2）計算短路參數(shù)
從短路特性曲線上查出對應(yīng)于短路電流I_K=I_N時的U_K和P_K值由下式算出實訓環(huán)境溫度為θ(℃)時的短路參數(shù)。

計算機

折算到低壓方
$計算公式\$

由于短路電阻r_K隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國家標準換算到基準工作溫度75℃時的阻值。

式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應(yīng)改為228。
計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù)
計算公式

I_K=I_N時短路損耗P_KN= I_N²r_K75_℃
4、利用空載和短路實訓測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。
5、變壓器的電壓變化率
（1）繪出cosφ₂=1外特性曲線U₂=f(I₂)，由特性曲線計算出I₂=I_2N 時的電壓變化率
（2）根據(jù)實訓求出的參數(shù)，算出I₂=I_2N、cosφ₂=1時的電壓變化率Δu。

教學設(shè)備

產(chǎn)品分類

電機及電氣技術(shù)實驗裝置單相變壓器實驗