laboratorium maszyn elektrycznych

temat: Badanie transformatora trójuzwojeniowego jednofazowego

GRUPA ED 6.4

Wykonali: data: 1996-11-18

Różycki Tomasz

Soboń Jarosław

cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych własności transformatora trójuzwojeniowego, wyznaczenie parametrów schematu zastępczego oraz zapoznanie się z wpływem obciążenia jednego uzwojenia wtórnego na napięcie i prąd drugiego uzwojenia wtórnego.

DANE ZNAMIONOWE:

S = 4 kVA

U₁ = U₂ = U₃ = 380 V

u_Z12% = 3,8 %

u_Z13% = 6,9 %

u_Z23% = 6,44 %

I_1n = I_2n = I_3n = 6,1 A

temp. otoczenia ϑ_o = 22 °C

1. Pomiar rezystancji uzwojeń.

R_1A = 0,44 Ω

R_2A = 0,55 Ω

R_3A = 1,23 Ω

2. Próba stanu jałowego.

A₁X₁ - uzwojenie wewnętrzne

A₂X₂ - uzwojenie środkowe

A₃X₃ - uzwojenie zewnętrzne

J0	U1	U20	U30	P.
A	V	V	V	W
0,79	220	218	219	38

Obliczenia do próby stanu jałowego.

Procentowy prąd stanu jałowego oraz procentowe wartości napięć wtórnych:

3. Próby stanu zwarcia.

uzwojenie			In	Uz	Uotw	P	ΔPap	ΔPz	cosϕz
zasilane	zwarte	otwarte	A	V	V	W	W	W
A1X1	A2X2	A3X3	6,1	7,0	3,1	40	0,52	39.47	0,85
A1X1	A3X3	A2X2	6,1	12,8	7,3	67	1,76	65,24	0,835
A2X2	A3X3	A1X1	6,1	11,6	7,5	71	1,44	69,56	0,98

Obliczenia dla A₁X₁-zasilane, A₂X₂ -zwarte:

Procentowe wartości napięć na otwartych uzwojeniach wtórnych:

ϑ0=22°C
uzwojenie			ΔPzr	ΔPzd	uz	uZR	Rz	uZX		Xz
zasilane	zwarte	otwarte	W	W	%	%	Ω		%	Ω
A1X1	A2X2	A3X3	36,84	2,63	3,18	0,98	1,06		3,02	0,44
A1X1	A3X3	A2X2	62,14	3,1	5,8	1,6	1,75		5,57	1,15
A2X2	A3X3	A1X1	66,23	3,33	5,2	1,7	1,87		4,91	0,34

Przykładowe obliczenia dla przypadku pierwszego:

ϑ = 75°C
uzwojenie			ΔPz75		ΔPzR75	ΔPzd75	uz75	uzR75	Rz75
zasilane	zwarte	otwarte		W	W	W	%	%	Ω
A1X1	A2X2	A3X3		46,62	44,44	2,18	3,23	1,16	1,25
A1X1	A3X3	A2X2		77.52	74,95	2,57	5,9	1,94	2,08
A2X2	A3X3	A1X1		82,62	79,89	2,76	5,32	2,06	2,22

Przykładowe obliczenia dla pierwszego przypadku:

4. Obliczanie parametrów schematu zastępczego dla transformatora trójuzwojeniowego.

a) gałąź poprzeczna;

b) gałąź szeregowa;

5. Próby obciążeń.

Przypadek: 1- zasilane, 2- dławik, 3- rezystor wodny

Lp.	U1	I1	P1	cosϕ1	U2	I2	cosϕ2	U3	I3	cosϕ3
	V	A	W	-	V	A	-	V	A	-
1	220	2,45	65	0,12	220	1	0	220	0	-
2	220	2,8	71	0,115	220	2	0	220	0	-
3	220	3,25	80	0,112	220	2,5	0	219	0	-
4	220	3,65	90	0,099	219	3	0	219	0	-
5	220	4,17	100	0,098	218	3,5	0	218	0	-
6	220	4,62	110	0,108	217	4	0	217	0	-
7	220	5,5	125	0,103	217	5	0	216	0	-
1	220	4,3	770	0,80	219	2	0	218	3,05	1
2	220	4,92	800	0,74	218	3	0	217	3,05	1
3	220	5,65	810	0,654	217	4	0	213	3,05	1
4	220	6,5	820	0,579	217	5	0	212	3,05	1
5	220	7,3	840	0,52	216	6	0	211	3,05	1

Charakterystyki zewnętrzne transformatora trójuzwojeniowego dla przypadku zasilania uzwojenia wewnętrznego.

Przypadek: 2- zasilane, 1- dławik, 3- rezystor wodny

Lp.

U1

I1

P1

cosϕ

U2

I2

U3

I3

V

A

W

-

V

A

V

A

Charakterystyki zewnętrzne transformatora trójuzwojeniowego dla przypadku zasilania uzwojenia środkowego.

6. Doprowadzenie do pracy transformatora trójuzwojeniowego przy równych mocach wszystkich uzwojeń.

Pomiary:

I₁ = I₂ = I₃ = 6,1 A

P₁ = 1180 W

U₁ = 220 V

U₂ = 213 V

U₃ = 208 V

P = P₁ - U₁²(1/R_v+1/R_wn)=1180-220²∗0,000116=1174,38 W

Uwagi i wnioski:

Reaktancje i rezystancje uzwojeń obliczone w stanie zwarcia transformatora odbiegają znacznie od danych znamionowych. Powodem tego jest różna temperatura uzwojeń w czasie pomiarów oraz błędy odczytu i wynikające z klasy użytych mierników. Wartość reaktancji uzwojenia drugiego sprowadzona do uzwojenia pierwotnego jest mała i ujemna, czyli ma charakter pojemnościowy.

Sprawność zmniejsza się przy zmniejszaniu współczynnika mocy obciążenia.

Przy próbie obciążeń charakterystyki zewnętrzne transformatora odbiegają nieznacznie od charakterystyk teoretycznych, gdyż zmiany napięcia są nieznaczne, a dokładność użytych mierników mała. Przy doprowadzeniu transformatora do pracy przy równych mocach wszystkich uzwojeń w uzwojeniu drugim był włączony tylko dławik, dlatego cosϕ₁≠1.

10

∼

W

A

V

A₂

A₁

X₂

A₃

X₁

X₃

∼

W

A

V

A₂

A₁

X₂

A₃

X₁

X₃

X₃

R_3,75

U₂

E

I₀

I₁

I₃

I₂

X_μ

R_ż

U₃

U₁

X₂

R_2,75

X₁

R_1,75

∼

W

A₃

A₂

A₁

1

W₁

W₂

R_w

D

3

2

V₁

V₃

V₂

---