Лабораторная работа n 1

ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Ознакомиться с устройством трансформатора.

1.2. Овладеть методикой определения числа витков обмоток трансформатора.

1.3. Изучить методику проведения опытов холостого хода и короткого замыкания.

1.4. Овладеть методикой определения параметров элементов схемы замещения трансформатора, коэффициента полезного действия и методикой построения его внешней характеристики по экспериментальным данным.

 

2.ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Схема электрической цепи.

Рис. 1.1. Определение числа витков обмоток

Рис. 1.2. Опыт холостого хода

Рис. 1.3. Опыт короткого замыкания

2.2. Описание лабораторной установки.

Объект исследования – однофазный трансформатор, установленный на стенде.

Маркировка выводов его обмоток следующая:

- первичной обмотки А – Х;

- вторичной обмотки а – х₁;

- дополнительной обмотки а_д – х_д.

В качестве регулируемого источника электрической энергии переменного тока используется лабораторный автотрансформатор TV.

Все электроизмерительные приборы, необходимые для проведения экспериментов – переносные. Пределы измерения амперметров, вольтметра и ваттметра выбираются исходя из режима работы трансформатора и его паспортных характеристик.

2.3. Наименование электроизмерительных приборов и их характеристика

Наименование ЭИП	Тип	Система	Род тока	Класс точности	Предел измерений	Цена деления	Конструкция

Паспортные данные трансформатора:

 

 

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ.

3.1. Подготовить бланк протокола.

3.2. Изучить по конспекту лекций и учебникам теоретический материал.

3.3. Пройти собеседование и получить допуск к работе.

3.4. Ознакомиться с устройством трансформатора и записать его паспортные данные в протокол.

3.5. Собрать схему для проведения опыта по определению числа витков обмоток трансформатора (рис. 1.1).

Подключив ее к сети, установить с помощью автотрансформатора номинальное напряжение U_1ном.

Результаты измерений занести в табл. 1.1, в нее же записать число витков дополнительной обмотки w_д.

Таблица 1.1.

Измерено	Вычислено
U1ном, В	U20, В	Uд0, В	wд	n	w1	w2

Вычислить коэффициент трансформации трансформатора n, число витков первичной w₁ и вторичной w₂ обмоток. Результаты расчетов внести в табл. 1.1.

 

3.6. Собрать для проведения опыта холостого хода трансформатора схему (рис. 1.2).

Подключить ее к сети и установить номинальное напряжение. Показания вольтметра, амперметра и ваттметра записать в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Измерено	Вычислено
U1ном, В	I10, А	P0, Вт	R0, Ом	X0, Ом	Z0, Ом	сos φ0

Вычислить параметры элементов схемы замещения трансформатора, работающего в режиме холостого хода: R₀, X₀, Z₀ и сos φ₀. Результаты расчетов внести в табл. 1.2.

3.7. Собрать схему для проведения опыта короткого замыкания (рис. 1.3).

Подключив ее к сети, установить первым автотрансформатором напряжение 50 В, после чего вторым автотрансформатором плавно увеличивать напряжение до величины, при которой ток первичной обмотки становится равным номинальному току, т.е. I_1к = I_1ном.

Показания вольтметра, амперметра и ваттметра заносят в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Измерено	Вычислено
U1к, В	I1к=I1ном, А	Pк, Вт	Rк, Ом	Хк, Ом	Zк, Ом	R1, Ом	Х1, Ом	R2, Ом	Х2, Ом	uка, %	uкр, %

Испытания провел студент________________________________

Результаты испытаний просмотрены________________________

3.8. По результатам опыта короткого замыкания вычислить параметры элементов схемы замещения трансформатора: R_к, Х_к, Z_к; активное и реактивное сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора: R₁, Х₁, R₂, Х₂; активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания u_ка, u_кр.

3.9. Для номинального режима работы трансформатора и различной по характеру нагрузки (табл. 1.4) рассчитать Δ u₂ и U₂.

Таблица 1.4.

β	сos φ2 = 1	сos φ2 = 0,8 (φ2>0)	сos φ2 = 0,8 (φ2<0)
	Δ u2, %	U2, В	Δ u2, %	U2, В	Δ u2, %	U2, В
β = 1

Построить в одной координатной системе 3 графика Δ u₂ (β) и 3 графика U₂ (I₂)

3.10. Задаваясь рядом значений коэффициента загрузки β, рассчитать коэффициент полезного действия η трансформатора для различной по характеру нагрузки

Таблица 1.5.

β	η
сos φ2 = 1	сos φ2 = 0,8
0,25
0,5
β′

Результаты расчетов внести в табл. 1.5.

Примечание: β′= - коэффициент загрузки, соответствующий η_max.

Построить в одной координатной системе два графика η(β) для различных значений сos φ₂.

 

Расчетные формулы:

 

 

3.12. Сформулировать и записать выводы по работе.