POLITECHNIKA RADOMSKA Wydz. TRANSPORTU		LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH		Data:
Imię i nazwisko:		GRUPA	ZESPÓŁ	Rok akademicki
Nr. Ćwiczenia: 1	Temat: BADANIE TRANSFORMATORA TRÓJFAZOWEGO			OCENA:

Dane znamionowe:Pn=4,5kW , Un=0,4kV , In=8A

1. Pomiar rezystancji uzwojeń.

Schemat pomiarowy

Tabela pomiarowa

Zaciski	A-X	B-Y	C-Z
R [Ω]	0,1	0,6	0,1
Zaciski	a-x	b-y	c-z
R [Ω]	0,1	0,5	0,4

2. Wyznaczanie przekładni transformatora.

Schemat połączeń (uzwojenia połączone w układzie gwiazda-gwiazda).

Tabela pomiarowa

	Zacisk AB/ab					Zacisk BC/bc					Zacisk AC/ac
U10	U20	V1'	V1'śr		U10	U20	V1'	V1'śr		U10	U20	V1'	V1'śr
V	V				V	V				V	V
170	170	1			150	150	1			170	170	1
264	264	1	1		258	256	1,01	1,01		254	251	1,01	1,01
348	345	1,01			342	338	1,01			322	320	1,01

3. Próba stanu jałowego.

Schemat połączeń

Tabela pomiarowa

			Pomiary									Obliczenia
Lp	Uab	Ubc	Uac	Ia	Ib	Ic	Pc	Pb	Uo	Io	Po	cosfo	Iow	Iu	sinfo
	V	V	V	A	A	A	W	W	V	A	W	-	A	A	-
1	160	160	160	0,23	0,23	0,23	48	-5	160	0,23	43	0,675	0,155	0,17	0,738
2	259	259	259	0,3	0,3	0,3	100	-28	259	0,3	72	0,535	0,16	0,25	0,845
3	294	294	294	0,47	0,47	0,47	160	-60	294	0,47	100	0,418	0,196	0,43	0,909
4	346	346	346	0,9	0,9	0,9	304	-128	346	0,9	176	0,326	0,294	0,85	0,945
5	381	381	381	1,26	1,26	1,26	460	-200	381	1,26	260	0,313	0,394	1,2	0,95
6	415	415	415	1,8	1,8	1,8	620	-320	415	1,8	300	0,232	0,417	1,75	0,973
7	433	433	433	2,1	2,1	2,1	700	-380	433	2,1	320	0,203	0,427	2,06	0,979

Charakterystyki stanu jałowego transformatora.

Uon=400 [V] -napięcie znamionowe

Pon=260 [W] - moc znamionowa stanu jałowego

Uon=400 [V] - napięcie znamionowe

cosφon=0,26 - znamionowy współczynnik mocy

Io=1,45 [A] - prąd jałowy

Iu - składowa bierna prądu jałowego

Iow - składowa czynna prądu jałowego

Obliczenia

- napięcie stanu jałowego

- prąd stanu jałowego

- moc czynna (w układzie Arona)

- współczynnik mocy stanu jałowego

-

- składowa czynna prądu jałowego

- składowa czynna prądu jałowego

4. Próba zwarcia ustalonego.

Schemat połączeń

Tabela pomiarowa

				Pomiary									Obliczenia
Lp	Uab	Ubc	Uac	Ia	Ib	Ic	Pc	Pb	Uz	Iż	Pz	cosfz	Uzn%	Izn	Zz	Xz	Rz
	V	V	V	A	A	A	W	W	V	A	W	-	%	A	Ω	Ω	Ω
1	3	3	3	2,8	2,4	2,5	7	5	3	2,57	12	0,89977	2,5	320	1,17	0,51	1,05
2	4,3	4,3	4,3	3,6	3,4	3,5	12	10	4,25	3,5	22	0,8539	2,5	320	1,21	0,63	1,04
3	6	6	6	4,6	4,7	5	25	20	6	4,77	45	0,90842	2,5	320	1,26	0,53	1,14
4	7,5	7,5	7,5	5,5	5,4	5,8	38	27	7,5	5,57	65	0,89887	2,5	320	1,35	0,59	1,21
5	8,5	8,5	8,5	7	6,8	7,4	50	40	8,5	7,07	90	0,86506	2,5	320	1,2	0,6	1,04
6	11	11	11	8,3	8,4	8,8	75	65	10,5	8,5	140	0,90565	2,5	320	1,24	0,52	1,12
7	12	12	12	9	9,4	9,2	95	75	11,5	9,2	170	0,92769	2,5	320	1,25	0,47	1,16
8	13	13	13	9,8	9,8	9,8	110	80	12,5	9,8	190	0,89548	2,5	320	1,28	0,57	1,14

Charakterystyki stanu zwarcia transformatora.

In=8 [A] -prąd znamionowy

Uzn=10 [V] -napięcie zwarcia

cosfz - zwarciowy współczynnik mocy

Uzn=10 [V] -napięcie zwarcia

dPzn=125 [W] - straty mocy w miedzi

Obliczenia

- napięcie zwarcia

- prąd zwarcia

- moc zwarcia

- współczynnik mocy przy zwarciu

- ustalony prąd zwarcia przy napięciu znamionowym

- napięcie zwarcia w procentach

- impedancja zwarcia

- reaktancja zwarcia

- rezystancja zwarcia

--> [Author:a]

5. Próba obciążenia transformatora.

Schemat połączeń

Tabela pomiarowa

				Pomiary						Obliczenia
Lp	U1	I1	Pc	Pb	U2	I2	S	P1	cosf1	P2	U2'	dU	dU%	n
	V	A	W	W	V	A	VA	W	-	W	V	V	%	-
1	380	2	440	180	380	0,2	1316	620	0,471	131,6	380	0	0	0,212
2	380	2,86	1440	200	380	1,93	1882	1640	0,871	1270	380	0	0	0,775
3	380	4,16	1950	780	380	3,6	2738	2700	0,986	2369	380	0	0	0,878
4	380	5,9	2480	1360	380	5,3	3883	3840	0,989	3488	380	0	0	0,908
5	380	6,86	2720	1680	380	6,2	4515	4400	0,975	4081	380	0	0	0,927
6	380	7,66	2960	1960	379	7,05	5042	4920	0,976	4628	380	0	0	0,941
7	380	8,53	3280	2200	378	8	5614	5480	0,976	5238	380	0	0	0,956
8	380	9,4	3500	2500	377	8,75	6187	6000	0,97	5714	380	0	0	0,952

Charakterystyki obciążenia transformatora

I2 - prąd strony wtórnej

U2 - napięcie strony wtórnej

U20 = 380 [V]

I1 - prąd po stronie pierwotnej

I2 - prąd po stronie wtórnej

I2 - prąd po stronie wtórnej

n -sprawność transformatora

cosf1 - współczynnik mocy

cosfo = 0,2

Obliczenia

- moc pozorna

- moc czynna pobrana przez transformator

- współczynnik mocy strony pierwotnej

- sprawność transformatora

- moc czynna wydawana

- napięcie wtórne odniesione do obwodu pierwotnego

- zmiana napięcia

- procentowy spadek napięcia

6. Obliczanie sprawności transformatora

k	cosf	kI1n	Sn	Pon	Pzn	n
		A	VA	W	W
1,2	1	9,6	5542	260	125	0,9338
1	1	8	5542	260	125	0,9305
0,8	1	6,4	5542	260	125	0,9233
0,6	1	4,8	5542	260	125	0,9083
0,4	1	3,2	5542	260	125	0,8737
0,2	1	1,6	5542	260	125	0,7609

n - sprawność transformatora

cosϕ = 1 - cosϕ1 = cosϕ2 (przy pominięciu prądu I)

I1n - znamionowy prąd strony pierwotnej

Sn - znamionowa moc pozorna

ΔPon - straty w żelazie

ΔPzn - straty w miedzi

k=I/In - względny prąd obciążenia

Wnioski i uwagi:

Przedmiotem badań był transformator trójfazowy, rdzeniowy, chłodzony powietrzem na niskie napięcie. Celem ćwiczenia było zapoznanie się z pracą transformatora w stanach: jałowym, zwarcia i obciążenia, oraz wyznaczenie charakterystyk oraz sprawności.

Na początku przeprowadziliśmy próbę stanu jałowego, która służy do określenia prądu, strat i współczynnika mocy stanu jałowego. Uzyskane charakterystyki stanu jałowego czyli zależności P₀, I_0, I_u, I_0w, cosf₀ = f(U₀) potwierdziły ogólny zarys ich przebiegu, z których wnioskujemy, że:

• krzywa P₀ = f(U₀) jest częścią paraboli, ponieważ straty w rdzeniu są praktycznie proporcjonalne do kwadratu indukcji, a więc i do napięcia;

• składowa bierna prądu jałowego I_μ jest znacznie większa od składowej czynnej I_0w, gdyż zmienia się w funkcji napięcia wg krzywej magnesowania (dlatego przebieg prądu jałowego I₀ jest zbliżony do przebiegu prądu I_μ)

• składowa czynna prądu jałowego Iow jest proporcjonalna do napięcia.

Następnym tematem naszego ćwiczenia była próba zwarcia ustalonego. Służy ona do określania napięcia zwarcia, strat obciążeniowych, dodatkowych oraz impendancji zwarcia. Wartość napięcia zwarcia zależy od mocy transformatora, wielkości napięcia pierwotnego i zawiera się w granicach od kilku do kilkunastu procent napięcia znamionowego, u nas wynosi ona 2,5 %. Rezystancja zwarcia Rz w czasie trwania próby zwarcia praktycznie nie ulega zmianie lub zmiany te są niewielkie. Reaktancja zwarcia Xz ma również prawie wartość stałą. Zachowana została prawie prostoliniowa zależność Iz=f(Uz) wobec niewielkich zmian Rz i Xz. Moc Pz jest proporcjonalna do kwadratu prądu, a wobec prawie liniowej zależności między prądem i napięciem, także do kwadratu napięcia. Stąd wynika paraboliczny przebieg Pz=f(Uz).

Kolejnym punktem była próba obciążenia transformatora. Napięcie U2 ze wzrostem obciążenia nieznacznie maleje, gdyż rosną spadki napięć na impendancji zwarcia transformatora. Współczynnik mocy cosf1 rośnie w miarę zwiększania obciążenia, gdyż prąd magnesujący podczas całego zakresu obciążenia jest prawie stały, a prąd czynny rośnie (U1 = const).

Sprawność transformatora wyznaczona metodą strat poszczególnych, wykorzystuje wyniki pomiarów strat stanu jałowego i stanu zwarcia. Dla założonych wartości współczynnika k = I/I₀ nie osiąga ona wartości maksymalnej przy k =0,75. Nie zaobserwowaliśmy spadku sprawności mimo wzrostu prądu obciążenia (czyli jednocześnie współczynnika k). Teoretycznie spadek ten uzyskany byłby dla innych wartości k.

---