Министерство образования РФ

Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет

 

 

Отчет по лабораторной работе №1

 

 

Испытание трехфазного трансформатора

 

Выполнили студенты гр. АЭП-11-1бз

 

Данилов Р.

Бардашов М.

Кирчанов А.

Мелехин Д.

Глухих Г.

Тарасов И.

Копытов С.

Цыганок М.

 

Проверил: доц. Кузнецов М. И.

 

 

Пермь 2013

Цель работы: проведение опытов холостого хода и короткого замыкания, расчет эксплуатационных величин и характеристик трансформатора.

Паспортные данные трансформатора: 3^х-фазный 2^х-обмоточный, S_н =2,5 кВА, U_Н = 380 В.

Заданные параметры: U_2Н= 220 В.

 

1. Опыт холостого хода.

1.1 Схема проведения опыта холостого хода.

 

 

1.2 Таблица измерений:

 

UA В	IA А	P1 Вт	IC А	P2 Вт
д	Д*2	д	Д*0,01	д	Д*2	д	Д*0,01	д	Д*2
		80,5	0,805	-55	-110		0,86
			0,39	-18	-36		0,42
			0,21	-4	-8		0,21
					Д*1				Д*1
			0,130	-2,5	-2,5		0,130
					Д*0,5
		8,5	0,085	-1	-0,5	8,2	0,082

1.3 Произведенные расчеты:

По исходным данным рассчитаем номинальный ток:

По замеренным данным и номинальному току рассчитаем

При расчетах используем формулы:

1.4 Таблица вычисленных данных:

 

U*0 В	I0 A	I*0 A	P0 Вт	P*0 Вт	Cosφ0
1.364	0.833	0.127		0,028	0,162
1.091	0.405	0.062		0,0176	0,261
0.881	0.21	0.032		0,0104	0,391
0.636	0.130	0.020	17,5	0,007	0,571
0.455	0.083	0.013	9,5	0,0038	0,661

 

1.5 Графики зависимостей:

 

1.6 Номинальная мощность и номинальный ток.

Из графиков зависимости находим номинальную мощность и ток, соответствующие номинальному напряжению опыта холостого хода, и по этим данным определяем параметры:

При , исходя из графиков будут равны . Рассчитаем I₀, P₀.

1.7 Определение параметров

 

2. Опыт короткого замыкания.

2.1. Схема проведения опыта короткого замыкания.

 

 

2.2. Таблица измерений при опыте короткого замыкания:

Uк В	IA А	P1 Вт	IC А	P2 Вт
д	Д*1	д	Д*0,05	д	Д*2,5	д	Д*0,05	д	Д*2,5
					57,5		4,6
							3,6		82,5
			3,15		12,5		2,8		52,5
			2,75				2,5		42,5
			2,25		7,5		2,0		27,5

2.3. По исходным данным рассчитаем номинальный ток:

 

2.4. По замеренным данным рассчитаем

При расчетах используем формулы:

2.5. Таблица вычисленных данных:

 

Uк В	IК А	PК Вт
	4,8	162,5
	3,8	102,5
	2,98	65,0
	2,63	52,5
	2,13	35,0

 

2.6. Графики зависимостей:

 

2.7. Номинальная мощность и номинальный ток.

 

Из графиков зависимости находим номинальную мощность и ток, соответствующие номинальному напряжению опыта короткого замыкания, и по этим данным определяем параметры:

 

При , исходя из графиков будут равны: .

 

2.8. Определение параметров

 

 

2.9. Определим стороны треугольника короткого замыкания в процентах от U_1H: ® = 20⁰С, α= 0,004.

 

 

где r_к[75C] = r_к *[1+a(75⁰- ®)] = 2,539*[1+0.004*(75-20)]=2,759оМ

 

 

3. Расчет и построение зависимости процентного изменения напряжения трансформатора:

 

3.1. Расчет зависимости процентного изменения напряжения трансформатора:

а) ∆U_% = f(β), при cosφ= 0.8;

б) ∆U_% = f(φ), при I₂ = I_2H.

Расчет произведем по формулам:

Cosφ₂ = 1, φ₂ =0, sinφ₂ =0; Cosφ₂ = 0.8, φ₂ =36.87, sinφ₂ =0.6.

 

3.2. Таблица процентного изменения напряжения трансформатора :

 

	0,00	0,25	0,5	0,75	1,01	1,25
	0,00	2.623	5.245	7.868	10.595	13.113
	0,00	3.672	7.343	11.015	14.833	18.358

 

 

3.3. Построение зависимости процентного изменения напряжения трансформатора :

 

3.4. Расчет и построение зависимости процентного содержания напряжения трансформатора от φ₂, , при I₂ = I_2H, β = 1, , U_ka = 7.62%, U_kr = 7.21%/

3.5. Таблица рассчитанных значений для графика: :

 

φ2,град.	Cos φ2	Sin φ2
	1,00	0,00	7,62
	0.985	0.174	8.406
	0.94	0.342	9.629
	0.866	0.5	10.204
	0.766	0.643	10.473
	0.643	0.766	10.473
	0.5	0.866	10.204
	0.342	0.94	9.629

 

3.6. Построение зависимости процентного изменения напряжения трансформатора :

 

 

4. Кривая зависимости КПД трансформатора от полезной мощности

 

4.1. Расчет произведем по формуле: ,

при cos φ₂ = 0.8,

4.2. Таблица рассчитанных значений для графика:

 

					+	+ +
				0,00
0,25	6,875				41,875	541,875	0,923
0,5	27,5				62,5	1062,5	0,941
0,75	61,875				96,875	1596,875	0,939
1,0							0,932
1,25	171,875				206,875	2706,875	0,924

 

4.3. График зависимости

 

5. Определение нагрузки трансформатора, при которой наступает максимум КПД.

 

Наибольшее значение КПД наступает при такой нагрузке, когда потери в меди становятся равным потерям в стали: отсюда .

Из графика видно, что максимум КПД равен 0,94, такой КПД наступает при нагрузке 1000Вm.

 

6. Расчет внешней характеристики.

 

6.1. Расчет внешней характеристики , при cos φ = 1 и cos φ = 0.8 произведем по формуле , U₀₂ = 220B.

 

 

6.2.

	0,00	0,25	0,5	0,75	1,01	1,25
	0,00	2.623	5.245	7.868	10.595	13.113
	0,00	3.672	7.343	11.015	14.833	18.358

6.3.

 

6.4. Вычисленные значения:

 

	2.623	5.245	7.868	10.595	13.113
	219,974	219,948	219,921	219,894	219,869
	3.672	7.343	11.015	14.833	18.358
	219,963	219,927	219,890	219,852	219,816

 

 

6.5. График внешней характеристики , при cos φ = 1 и cos φ = 0.8