Badanie transformatora, L trafo8, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI

POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego

TEMAT

Badanie transformatora.

PROWADZĄCY:

mgr inż. J. Wojciechowski

DATA:

WYKONALI:

OCENA:

GRUPA

1. Badanie stanu jałowego transformatora.

Schemat ideowy obwodu do badania transformatora w stanie jałowym.

Tabela pomiarowa dla stanu jałowego transformatora.
Lp.	U₁₀	I₁₀	P_WE	ϕ	cos ϕ	U₂₀	υ	Xμ	R_FE
	[V]	[mA]	[W]	[°]		[V]		[Ω]	[Ω]
1	10	1	0	89.94	0.001	1	10.00	10000	10000000
2	20	3	0	88	0.04	2.15	9.30	6671	166667
3	30	10	0	84.6	0.09	3.23	9.29	3013	33333
4	50	23	0	76.5	0.23	5.6	8.93	2236	9452
5	80	32	1	62.9	0.46	9.2	8.70	2808	5435
6	100	39	1.5	56.3	0.55	11.75	8.51	3082	4662
7	150	62.5	3.8	52.3	0.61	17.5	8.57	3033	3934
8	190	100	5.9	54.7	0.58	22.7	8.37	2328	3276
9	220	148	7	59	0.52	26.05	8.45	1734	2859
10	250	190	9.8	61.1	0.48	29.5	8.47	1503	2741

Przekładnia transformatora υ = 8.45 dla napięcia znamionowego.

Obliczenia:

; [Ω];

Charakterystyki I₁₀=f(U₁₀), P₁₀=f(U₁₀) oraz cosϕ =f(U₁₀) transformatora.

2. Badanietransformatora w stanie zwarcia.

Schemat ideowy obwodu do badania transformatora w stanie jałowym

Tabela pomiarowa dla stanu zwarcia transformatora.

Pomiary

Obliczenia

Lp.

U_1Z

I_1Z

P_WE

I_2Z

cosϕ

R_Z

X_Z

R₁

R₂

X₁

X₂

[V]

[A]

[W]

[°]

[mA]

[Ω]

29.5

0.68

5.8

0.78

0.75

33.8

27.2

16.9

0.24

13.6

0.19

Obliczenia:

; [Ω];

[Ω]; [Ω];

[Ω];

3. Badanie transformatora w stanie obciążenia.

Schemat ideowy do badania transformatora w stanie obciążenia.

Tabela pomiarowa dla stanu obciążenia transformatora.
	Pomiary								Obliczenia
Lp.	U₁	I₁	P₁	U₂	I₂	P₂	cos ϕ	ϕ	cos ϕ	η
	[V]	[A]	[W]	[V]	[A]	[W]		[°]
1	220	0.215	30	24.6	0.92	25	0.78	38	0.634	0.833
2	220	0.235	34.1	23.6	1.08	30	0.89	35.9	0.660	0.880
3	220	0.268	44.3	23	1.5	35	0.82	32	0.751	0.790
4	220	0.321	57.3	23	2	50	0.872	28.9	0.811	0.873
5	220	0.423	81	22.5	3	70	0.91	24.5	0.870	0.864
6	220	0.53	105	22	4	90	0.931	21	0.901	0.857
7	220	0.63	126	21	5	110	0.94	19.8	0.909	0.873
8	220	0.74	152.1	21	6	130	0.92	23	0.934	0.855

R₁=16.9 [Ω];

R₂=0.237 [Ω];

R_FE=2859 [Ω];

X₁=13.574 [Ω];

X₂=0.19 [Ω];

X_μ=1743 [Ω];

υ =8.45

R₂`=16.9 [Ω];

X₂'=13.575 [Ω];

Z₀`=285.61 [Ω];

Schemat zastępczy transformatora z dołączonym obciążeniem Z₀=4 [Ω].

Charakterystyki I₁=f(I₂), U₂=f(I₂) oraz cosϕ =f(I₂) transformatora.

Obliczenia wykresu wskazowego transformatora:

[Ω];

U₁ = 220e^j0 [V];

I₁= U₁ / Z_WE=0.743 - j0.174 [A];

E=U - (R₁+jX₁) *I₁= 205.1 - j7.15 [V];

I₂` = E / (R₂`+Z₀'+jX₂`) = 0.675 - j0.054 [A]; ⇒ I₂ = I₂` * υ =5.72 [A] ;

I_FE = E / R_FE=0.0717 - j0.0025 [A];

I_μ = E / jX_μ= -0.0041 - j0.1177 [A];

U_R1= R₁*I₁ =12.55 - j2.94 [V];

U_X1 = jX₁*I₁= 2.36 + j10.08 [V];

U_X2` = jX₂`*I₂`= 0.733 +j9.16 [V];

U_R₂` = R₂`*I₂` = 11.42 - j0.913 [V];

U₂` = Z₀`*I₂` = 192.79 - j15.42 [V]; ⇒ U₂ = U₂` / υ =22.89 [V] ;

Wykres wskazowy transformatora w stanie obciążenia.

Wnioski:

Pomiary przeprowadzone w różnych stanach pracy transformatora miały na celu sporządzenie jego schematu zastępczego. Przy stanie jałowym uzyskaliśmy R_FE , X_μ oraz υ. Ponieważ dla różnych napięć zasilania powyższe parametry miały różne wartości, przyjęliśmy R_FE , X_μ oraz υ przy napięciu znamionowym. Podobnie było w stanie obciążenia, kiedy to określaliśmy sprawność η transformatora. Dla stanu zwarcia wykonaliśmy jeden pomiar i wyliczyliśmy R₁, R₂, X₁ oraz X₂. Na podstawie schematu zastępczego transformatora obciążonego rezystorem wyliczyliśmy prądy i napięcia na poszczególnych elementach tego teoretycznego układu. Następnie narysowaliśmy wykres wektorowy prądów i napięć. Ponieważ napięcie U₁ przyjęliśmy w fazie zerowej, nasz wykres wyszedł „położony na bok”. Okazało się także, że przyjęty ogólnie sposób modelowania teoretycznego transformatora jest wiarygodny. Moduł napięcia U₂ na obciążeniu Z₀ wyniósł U₂=22.89 [V] przy prądzie I₂=5.72 [A], co jest zbliżone do wartości zmierzonej w stanie obciążenia przy podobnym prądzie. Niska sprawność transformatora η=0.873 wynika zapewne z jego konstrukcji oraz materiałów, z których został wykonany rdzeń.