Laboratorium Maszyn Elektrycznych Temat: Badanie transformatora trójfazowego.

I.Wstęp teoretyczny.

Transformatorem nazywamy urządzenie elektryczne, służące do przetwarzania energii elektrycznej prądu przemiennego o pewnym napięciu na energię elektryczną o napięciu wyższym lub niższym. Transformator działa na zasadzie indukcji wzajemnej dwóch uzwojeń: pierwotnego i wtórnego.

Transformatory można podzielić na następujące grupy:

a) transformatory energetyczne, stosowane w układach przesyłania i rozdziału energii elektrycznej (zwane transformatorami mocy lub siłowymi).

b) transformatory małej mocy, stosowane w automatyce, łączności, telemechanice i urządzeniach elektrycznych.

c) transformatory specjalne, do których można zaliczyć przekładniki pomiarowe, przesuwniki fazowe, transformatory regulacyjne, prostownikowe, probiercze, spawalnicze i szereg innych.

Budowa transformatora trójfazowego.

Transformator jednofazowy zbudowany jest z conajmniej dwóch uzwojeń
(pierwotnego i wtórnego), które wykonane są z drutu miedzianego nawinięte na izolacyjny
korpus. Nałożone są na rdzeń ferromagnetyczny wykonany z blach stalowo
krzemowych. Niektóre typy transformatorów jednofazowych mogą mieć po stronie fazowej kilka lub kilkanaście cewek izolowanych od siebie, które posiadają różne liczby zwojów. Przy analizie napięć transformatorów należy uczynić założenie, że uzwojenia są nawinięte jednokierunkowo, czyli że prąd płynący w każdym uzwojeniu danej kolumny od „początku” do „końca” daje przepływ skierowany w tę sama stronę.

Stosowane są trzy rodzaje połączeń transformatorów: w gwiazdę, w trójkąt, w zygzak. Każdy układ połączeń oznacza się przyjętym symbolem: gwiazdę literami Y i y, trójkąt literami D id, zygzak literą z. Duże litery dotyczą strony wyższego, małe litery - strony niższego napięcia. Po stronie wyższego napięcia nie stosuje się układu połączeń w zygzak.

II. Przebieg ćwiczenia i pomiary.

2.Próba stanu jałowego.

Schemat pomiarowy:

U1[V]	I1[A]	Po[W]	U^'1 [V]	I^'1 [A]	Q0[var]	cosφ0[-]	IFe	Iμ	Xμ	RFe
1.	450	10	640	6750	0,667	7903,91	0,082	0,055	0,6640	5852,6	71191,41
2.	425	6	520	6375	0,400	4283,81	0,118	0,047	0,3970	9212,43	78155,05
3.	400	4,2	400	6000	0,280	2822,19	0,138	0,039	0,2770	12386,46	90000
4.	375	3,2	320	5625	0,213	2105,96	0,154	0,033	0,2110	15241,15	98876,95
5.	350	2,4	280	5250	0,160	1449,68	0,193	0,031	0,1570	18966,76	98437,5
6.	325	1,8	280	4875	0,120	970,82	0,277	0,033	0,1150	23482,66	84877,23
7.	250	0,9	160	3750	0,060	357,52	0,411	0,025	0,0550	36127,17	87890,63

Tabela pomiarowa i obliczeniowa:

Otrzymane wartości przeliczam na stronę GN. Wyniki obliczeń zestawione są w powyższej tabeli. Przykładowe obliczenia do pomiaru 4.

Charakterystyki P₀=f(U₁^' ); I₁=f(U₁^' ); I_μ=f(U₁^' ); I_Fe=f(U₁^' ); R_Fe=f(U₁^' ), X_μ=f(U₁^' ).

3. Przekładnia napięciowa transformatora.

Przekładnią napięciową transformatora nazywa się stosunek napięć międzyfazowych znamionowych uzwojenia górnego i dolnego napięcia w stanie jałowym:

4.Wyznaczanie parametrów zwarcia.

Schemat pomiarowy:

Ze względu na brak czasu dokonaliśmy tylko jednego pomiaru. Tabela pomiarów i wyników.

U1	I1z	P	P	P1z	cos
[V]	[A]	[W]	[W]	[W]	-
205	4,8	260	920	1180	0,692

Uzf		URf		Uxf		cosφZ	Zz	Rz	Xz
[V]	[%]	[V]	[%]	[V]	[%]	-	[Ω]	[Ω]	[Ω]
118,3	3,41	81,75	2,36	85,21	2,46	0,692	81,02	56,06	58,49

5.Badanie izolacji i wyznaczanie współczynnika absorpcji.

Rezystancję izolacji uzwojeń mierzyliśmy magaomomierzem o napięciu co najmniej 2,5 [kV].

a) Rezystnacja między uzwojeniem DN a kadzią:

po 15[s]	109,1[MΩ]
po 60[s]	123,2[MΩ]
wskaźnik R60/R15	1,12

b) Rezystnacja uzwojeniem GN a kadzią:

po 15[s]	0,621[GΩ]
po 60[s]	0,868[GΩ]
wskaźnik R60/R15	1,39

6.Pomiar rezystancji uzwojeń prądem stałym.

a) Pomiaru rezystancji uzwojenia DN dokonaliśmy mostkiem Thompsona, gdyż należało się spodziewać bardzo małych wartości rezystancji.

a1 - 0 78 [m

b1 - 0 80 [m

c1 - 0 80 [m

Średnia rezystancja uzwojeń wynosi:

b) Z kolei pomiaru rezystancji uzwojenia GN dokonaliśmy mostkiem Wheastone'a, gdyż rezystancja uzwojenia była duża i wynosiła 15,6 [Ω].

RST = 15,5 [ RRS = 15,5 [

7. Wyznaczanie napięcia dla danych podanych przez prowadzącego:

Dane: Szukane:

Wzory i obliczenia:

8. Uwagi końcowe i wnioski.

Celem ćwiczenia było zbadanie i wyznaczenie parametrów transformatora trójfazowego.

Badaliśmy parametry podczas próby zwarcia oraz dla stanu jałowego, a na podstawie tych pomiarów wyznaczyliśmy wykresy.

Przebieg wykresów dla stanu jałowego jest zgodny z przebiegami tych parametrów w literaturze.

Po próbie stany jałowego wykonaliśmy próbę stanu zwarcia. Na podstawie tego pomiaru wyznaczyłem impedancję zwarcia, a następnie impedancje gałęzi podłużnej i poprzecznej. Impedancja gałęzi poprzecznej schematu zastępczego jest wielokrotnie większa od impedancji gałęzi podłużnej.

Po tym pomiarze wyznaczyliśmy współczynnik absorpcji, odpowiednio dla DN i GN.

Następnie wykonaliśmy pomiary rezystancji uzwojeń dolnego i górnego napięcia. Rezystancję DN zmierzyliśmy przy pomocy mostka Thompsona - rezystancja była mała i mostek ten eliminuje wpływ przewodów łączeniowych na wynik pomiarów.

Rezystancję GN pomierzyliśmy mostkiem Wheastone'a - rezystancja była na tyle duża, ze nie było potrzeby eliminować wpływ przewodów mostkiem Thompsona.

2

---