POLITECHNIKA POZNAŃSKA
Laboratorium Maszyn Elektrycznych
Ćwiczenie nr 1
Temat: Badanie transformatora trójfazowego
Rok akademicki: 2004/2005
Wydział Elektryczny
Studia dzienne magisterskie
Nr grupy: E5
Wykonawcy:
1. Opydo Dawid
2. Noszczyński Janusz
3. Garczyk Rafał
4. Tałaj Adam
5. Opaska Sebastian
6. Kaczmarek Maciej
Data
Wykonania
ćwiczenia
Oddania
sprawozdania
Ocena:
Uwagi:
1.
Dane znamionowe transformatora trójfazowego
S
N
= 50 kVA
GN: U
N
= 5760, 6000, 6240 (6000
∓4 % )
,
I
N
=
4,81A
DN: U
N
= 400 V, I
N
= 72,3 A
U
Z%
= 3,75%
Gr: Dy5
przekładnia znamionowa 6000/400 = 15
przekładnia na podstawie pomiarów 500/34 = 14,7
2.
Pomiar rezystancji uzwojeń.
–
strona górnego napięcia (trójkąt) - pomiary mostkiem Wheatstone’a
L1 – L2: R = 15,5
Ω
L1 – L3: R = 15,5
Ω
L2 – L3: R = 15,5
Ω
R
L1L2
= R
L2L3
= R
L1L3
= 15,5
Ω,
czyli R
L1
= R
L2
=
R
L3
korzystamy ze wzoru:
R
L1
=
2
⋅R
L3L1
⋅R
L2L3
R
L3L1
R
L2L3
−R
L1L2
−
R
L3L1
R
L2L3
−R
L1L2
2
=
2
⋅15,5
2
15,5
15,5 −15,5
−
15,5
15,5 −15,5
2
=23,2
R
L1
=R
L2
=R
L3
=23,2
–
strona dolnego napięcia (gwiazda) - pomiar mostkiem Thomson’a
Rezystancje poszczególnych faz równe, wynoszą R
=40 m
3.
Próba stanu jałowego.
(zasilana strona dolnego napięcia)
Wyniki pomiarów i obliczeń:
cos
=
P
0
3
⋅U
1
⋅I
0
I
FE
=I
0
⋅cos
I
m
=
I
0
2
– I
FE
2
R
FE
=
U
1
2
P
FE
X
m
=
U
1
3
⋅I
m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Charakterystyka magnesowania
Im
U
Lp
Im [A]
Xm [Ω]
1
250
0,9
-40
200
160
0,41
0,37
0,82
390,63
175,9
2
325
1,8
-200
480
280
0,28
0,50
1,73
377,23
108,5
3
350
2,4
-360
640
280
0,19
0,46
2,36
437,50
85,8
4
385
3,2
-520
840
320
0,15
0,48
3,16
463,20
70,3
5
400
4,2
-760
1160
400
0,14
0,58
4,16
400,00
55,5
6
425
6,0
-1200
1720
520
0,12
0,71
5,96
347,36
41,2
7
450
10,0
-2160
2800
640
0,08
0,82
9,97
316,41
26,1
U
1
[V]
I
0
[A]
P
1
[W]
P
2
[W]
P
0
= P
1
+ P
2
cosφ
I
FE
[A]
R
FE
[Ω]
Parametry poprzeczne schematu zastępczego dla warunków znamionowych:
Sprowadzone na stronę górnego napięcia:
250
275
300
325
350
375
400
425
450
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
Prądy w funkcji napięcia
U1
Io
,
Im,
I
F
E
I
0
, Im
I
FE
250
275
300
325
350
375
400
425
450
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
500,00
Rfe i Xm w funkcji napięcia
U1
Rfe
, X
m
R
FE
Xm
X
M
=55,5
R
FE
=400
R
FE
=272484
X
M
=37807
4. Próba zwarcia. (zasilana strona górnego napięcia)
Wyniki pomiarów:
5.
Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego transformatora. (sprowadzone na stronę
górnego napięcia)
–
Parametry poprzeczne zostały wyznaczone w części dotyczącej pomiarów stanu jałowego:
–
parmetry podłużne wyznaczamy na podstawie próby zwarcia:
moc mierzona w trakcie stanu zwarcia jest mocą strat w uzwojeniach transformatora
P
CU
R
Z
=3 ⋅
U
N
2
⋅ P
CUN
S
N
2
=3 ⋅
6000
2
⋅1180
50000
2
=51
R
1
=R'
2
=
R
Z
2
=25,5
impedancję zwarcia wyznaczamy z zależności:
Z
Z
=3 ⋅
u
Z %
⋅U
N
2
100
⋅S
N
=3 ⋅
3,75
⋅6000
2
100
⋅50000
=81
X
Z
=
Z
Z
2
– R
Z
2
=
81
2
– 51
2
=63
X
1
= X '
2
=
X
Z
2
=31,5
Lp
1
0
0,0
0
0
0
2
205
4,8
260
920
1180
U
1
[V]
I
z
[A]
P
1
[W]
P
2
[W]
P
z
= P
1
+ P
2
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Charakterystyka zwarcia
Uz
Iz
X
M
=37807
R
FE
=272484
6. Badanie izolacji i wyznaczenie współczynnika absorpcji.
R
60
R
15
=
868 M
621 M
=1,4
R
60
R
15
=
123,2 M
109,1 M
=1,13
w każdym przypadku współczynnik ten jest większy niż wymagany 1,12
7. Wyznaczenie napięcia U
1
dla U
2
= 350V, cos
2
=0,8ind , I
2
= I
2N
U
%
=⋅U
R %
⋅cos
2
U
X %
⋅sin
2
0,05⋅
2
⋅U
X %
⋅cos
2
−U
R %
⋅sin
2
=
I
2
I
2 N
=1
cos
z
=
P
CuN
3
⋅U
z
⋅I
1 N
=
1180
3⋅205 ⋅4,81
=0,69
U
R %
=
U
Z
⋅cos
Z
U
1
⋅100 =
205
⋅0,69
6000
⋅100 =2,358
U
X %
=
U
Z
⋅sin
Z
U
1
⋅100 =
205
⋅0,72
6000
⋅100 =2,473
U
%
=2,358 ⋅0,8 2,473 ⋅0,60,05⋅2,473 ⋅0,6 −2,358 ⋅0,8=3,47
U =
3,47
⋅6000
100
=208,2 V
U
1
=U U '
2
=208,2
26,1
⋅350
3
=5482 V
U
1
X
m
R
Fe
R
1
X
1
X’
2
R’
2
I
1
I
m
I
Fe
Obliczenia do wykresu:
–
przekładnia fazowa znamionowa
υ
nf
=
6000
230
=26,1
–
U '
2 f
=
350
3
⋅26,1 =5274 V
–
I '
2 f
=
72,3
26,1
=2,77 A
–
U
R ' 2
=2,77 ⋅25,5 =70,6 V
–
U
X ' 2
=2,77 ⋅31,5 =87,25 V
–
E = 5376 V (na podstawie wykresu)
–
I
m
=
5376
37807
=0,14
–
I
FE
=
5376
272484
=0,02 A
–
I
1 f
=2,9 A
(z wykresu)
–
U
R1
=2,9 ⋅25,5 =74 V
–
U
X1
=2,9 ⋅31,5 =91,35 V
–
U
1
=5465 V
(z wykresu)
Wnioski.
–
pomiary rezystancji uzwojeń wskazują na symetrię uzwojeń,
–
charakterystyki stanu jałowego i zwarcia mają prawidłowe przebiegi,
–
na podstawie dokonanych pomiarów ekspoalatcyjnych: rezystancji izolacji, a także
współczynnika absorpcji można stwierdzić, że transformator spełniał wymagane warunki.
–
wyznaczenie napięcia U
1
analitycznie i graficznie dało zbiżone wyniki,
