POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Maszyn Elektrycznych
Ćwiczenie nr 1 Temat: Badanie transformatora 3 - fazowego.
Rok akademicki 2006 / 2007 Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Grupy: elen gr 4	Wykonawcy: Paweł Nowaczyk	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
Uwagi:

DANE ZNAMIONOWE.

S_N = 50 [kVA];

Górne napięcie: 6240; 6000; 5760 V;

Dolne napięcie: 400/231 V;

Górny prąd: 481 A;

Dolny prąd: 72,3 A;

f_N = 50 [Hz];

U_Z% = 3,75 [%];

Yz5

POMIAR REZYSTANCJI UZWOJEŃ.

Rezystancję uzwojeń mierzy się metodą mostkową - dla rezystancji małych mostkiem Thompsona, dla rezystancji dużych mostkiem Wheatstone'a.

Dla strony dolnego napięcia (DN) dla trzech faz uzyskaliśmy wyniki (mostek Tomsona):

R_a = 43,5 [mΩ], R_b = 40,5 [mΩ], R_c = 40 [mΩ];

Średnia wartość rezystancji uzwojeń fazowych:

Dla strony górnego napięcia (GN) dla trzech faz uzyskaliśmy wyniki (mostek Wheatstone'a.):

R_A-B = 16,5 [Ω] R_B-C = 15,8 [Ω] R_C-A = 15,8 [Ω]

Są to rezystancje mierzone między fazami. Rezystancja każdego z uzwojeń jest o połowę mniejsza i aby wyznaczyć tę średnią rezystancję należy skorzystać z zależności:

BADANIE REZYSTANCJI IZOLACJI I WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIK

ABSORPCJI.

Do podstawowych wskaźników stanu izolacji uzwojeń transformatora zalicza się współczynnik absorpcji, czyli stosunek rezystancji izolacji po 60 sekundach (R₆₀) do rezystancji izolacji po 15 sekundach (R₁₅). Dla transformatorów w eksploatacji współczynnik absorpcji powinien być nie mniejszy niż 1,15. Rezystancję izolacji uzwojeń mierzy się megaomomierzem o napięciu 2,5 [kV].

Między uzwojeniami GN - DN:

R₁₅ = 898 [MΩ] R₆₀ = 1190 [MΩ] R₆₀ / R₁₅ = 1,33

PRÓBA STANU JAŁOWEGO.

Przy próbie stanu jałowego zasilaliśmy stronę dolnego napięcia ze względu na dostępne źródło napięcia. Celem próby jest wyznaczenie jałowych strat mocy (strat w rdzeniu) oraz prądu stanu jałowego transformatora.

W stanie jałowym transformator pobiera moc czynną, lecz jej nie wydaje. Moc czynna pobrana przez transformator w stanie jałowym obejmuje:

• Straty mocy w uzwojeniu pierwotnym wywołane prądem stanu jałowego;

• Straty mocy w rdzeniu transformatora wskutek histerezy i prądów wirowych (ΔP_Fe);

• Dodatkowe straty mocy w kadzi i metalowych częściach konstrukcji wsporczych;

• Dielektryczne straty mocy.

Up	Ip	Palfa	Pbeta	P	cos fi	fi	Q	delta P	I mi	I Fe	delta P fe	Rfe	Xmi
490	14	3200	4000	7200	0,606	52,70	9451,92	4715,76	11,14	8,48	2484,24	33,35	76,21
450	8	1800	2320	4120	0,661	48,64	4680,34	1539,84	6,00	5,29	2580,16	49,15	129,80
400	4	800	1280	2080	0,751	41,36	1831,28	384,96	2,64	3,00	1695,04	76,92	262,11
360	2,7	400	740	1140	0,677	47,38	1238,85	175,40	1,99	1,83	964,60	113,68	313,84
300	1,4	150	380	530	0,729	43,23	498,30	47,16	0,96	1,02	482,84	169,81	541,85
250	0,85	55	200	255	0,693	46,15	265,41	17,38	0,61	0,59	237,62	245,10	706,45
200	0,5	5	110	115	0,664	48,40	129,52	6,02	0,37	0,33	108,99	347,83	926,51
150	0,38	0	60	60	0,608	52,57	78,40	3,47	0,30	0,23	56,53	375,00	860,94
100	0,29	0	40	40	0,796	37,22	30,38	2,02	0,18	0,23	37,98	250,00	987,46

Przykładowe obliczenia dla U= 490V:

PRÓBA STANU ZWARCIA.

Celem próby stanu zwarcia, zwanej też zwarciem pomiarowym, jest wyznaczenie napięcia zwarcia oraz obciążeniowych strat mocy na zaczepie podstawowym.

Przy próbie stanu zwarcia zwiera się uzwojeniem wtórne, natomiast uzwojenie pierwotne zasila się napięciem nastawianym od zera do takiej wartości, przy której przez uzwojenia transformatora przepływać będą prądy znamionowe.

Napięcie pierwotne, przy którym przez uzwojenia zwartego transformatora przepływają prądy znamionowe I_N, nazywa się napięciem zwarcia transformatora U_Z. Napięcie zwarcia transformatora podaje się zwykle jako wartość procentową odniesioną do napięcia znamionowego, czyli:

Moc czynna P_Z pobrana przez transformator podczas próby stanu zwarcia obejmuje:

• Straty mocy w uzwojeniach;

• Straty mocy w metalowych częściach obudowy;

• Straty mocy w rdzeniu.

Uz [V]	IzDN [A]	P1 [W]	P2 [W]	ΔPz [W]
200	4,81	240	860	1100

WYZNACZANIE WARTOŚCI ELEMENTÓW SCHEMATU ZASTĘPCZEGO.

Od strony górnego napięcia zasilania dla znamionowych napięć i prądów.

Ryc. Schemat zastępczy transformatora.

Parametry poprzeczne:

;

;

Parametry podłużne:

7. PRZEKŁADNIA NAPIĘCIOWA

8. WYZNACZENIE U₁ PRZY U₂=400 I OBCIĄŻENIU I₂=72,3 ORAZ cosφ=0,75_(poj.).

9. WNIOSKI:

Celem ćwiczenia było zbadanie własności transformatora trójfazowego. Analizując wyniki pomiarów i obliczeń można potwierdzić wiele własności charakterystycznych dla transformatora trójfazowego.

Pomiar rezystancji uzwojeń pokazał nam, zgodnie z przewidywaniami, że rezystancja uzwojeń dolnego napięcia (DN) jest o mniejsza od rezystancji uzwojeń górnego napięcia (GN).

Próba stanu jałowego pozwoliła nam na wyznaczenie rezystancji R_Fe i reaktancji X_ၭ,. W stanie jałowym transformator pobiera moc czynną, lecz jej nie wydaje. Jest ona rozłożona na: straty mocy w uzwojeniu pierwotnym wywołane prądem stanu jałowego ၄P_Cu, straty mocy w rdzeniu transformatora wskutek histerezy i prądów wirowych zwane stratami w żelazie ၄P_Fe, straty dodatkowe w kadzi i metalowych częściach konstrukcji wsporczych oraz straty dielektryczne. Charakterystyka stanu jałowego jest zgodna z przebiegami tych parametrów w literaturze

Próba zwarcia miała na celu wyznaczenie napięcia zwarcia oraz jego składowych U_R i U_X­. 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. Patrząc na charakterystykę zwarcia można zauważyć, że jest ona linia prosta.

Kolejnym punktem było wyznaczenie napięcia po stroni pierwotnej U₁ przy danych wielkościach: U₂, I₂, cosφ. Napięcie U₁ zostało wyznaczone analitycznie.

R'2

Zodb

I'2f

U1f

U'2f

X'r2

I'0f

Xμ

RFe

E1f

I1f

Xr1

R1

---