PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Maszyn Elektrycznych   Ćwiczenie nr 1 Temat: Badanie transformatora trójfazowego
Rok akademicki:  2004/2005   Studia dzienne   Nr grupy: II a	Wykonał: DAMIAN PALCZEWSKI	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:

1. Cel ćwiczenia

• oględziny wraz z zapoznaniem się z danymi znamionowymi transformatora

• pomiar rezystancji izolacji oraz uzwojeń transformatora

• wyznaczenie parametrów schematu zastępczego transformatora wynikające z obliczeń związanych ze stanem zwarcia oraz próbą biegu jałowego

2. Dane znamionowe transformatora

Typ T3ZONy 30/20

Nr 670134

Moc 30 kVA

Gr. Yz5

Praca C

I 15000 ±5%
1,15A

II 400 - 231
43,3A

Częstotl. 50 Hz

Napięcie zwarcia 4,52%

Strona jałowa 184W

Strona obciążona 793W

Budowa zewnętrzna

Chłodzenie olej naturalny

Temp. otoczenia 35ºC

Ciężar całkowity 550kg

3. Schemat połączeń w układzie Yz

4. Rezystancja uzwojeń

rezystancje uzwojenia strony GN

A_p - A₁ : 46,3 Ω

A₁ - A₂ : 5,7 Ω

A₃ - A₄ : 6,1 Ω

A₄ - A_k : 49,6 Ω

A_p - A_k : 102 Ω

B_p - B₁ : 41,9 Ω

B₁ - B₂ : 5,9 Ω

B₃ - B₄ : 6 Ω

B₄ - B_k : 49,1 Ω

B_p - B_k : 100 Ω

C_p - C₁: 41,3 Ω

C₁ - C₂ : 5,7 Ω

C₃ - C₄ : 5,7 Ω

C₄ - C_k : 48,5 Ω

C_p - C_k : 99,5 Ω

rezystancje uzwojenia strony DN

a_1p - a_2k : 4 Ω

b_1p - b­_2k : 1,5 Ω

c_1p - c_2k : 10 Ω

5. Schemat zastępczy transformatora

6. Próba stanu jałowego

Tabela pomiarowa

Lp.	I2B	UP2	Pα	Pβ	P0	Iμ	IFe	I 0%
		[ A ]	[ V ]	[ W ]	[ W ]	[ W ]	[ A ]	[ A ]
1	0	30	1	0	1	0	0	0
2	0	60	1	2	3	0	0	0
3	0,01	90	1	6	7	0	0,0449	0,02
4	0,02	120	1	10	11	0	0,0529	0,05
5	0,03	150	1	17	18	0	0,0693	0,07
6	0,04	180	0	26	26	0	0,0834	0,09
7	0,06	220	-2	39	37	0	0,0971	0,14
8	0,1	250	-7	55	48	0	0,1108	0,23
9	0,13	280	-18	77	59	0,046	0,1217	0,3
10	0,19	310	-35	105	70	0,138	0,1304	0,44
11	0,3	340	-63	148	85	0,263	0,144	0,69
12	0,43	370	-106	209	103	0,399	0,161	0,99
13	0,6	400	-162	284	122	0,574	0,176	1,39

Wzory

Wykresy

7. Próba zwarcia pomiarowego

Układ połączeń

Schemat zastępczy

Tabela pomiarowa

Lp.	I1A	UP1	Pα	Pβ	P0	I2B	ΔPCuN	UZ%
		[ A ]	[ V ]	[ W ]	[ W ]	[ W ]	[ A ]	[ W ]	[ % ]
1	0	30	0	1	1	1,4
2	0,01	60	0	5	5	2,9	66125	46
3	0,03	90	0	11	11	4,4	16164	23
4	0,06	120	0	20	20	5,9	7347	15
5	0,09	150	0	32	32	7,7	5225	12,8
6	0,13	180	0	47	47	9,4	3678	10,6
7	0,2	220	1	69	70	11,5	2314	8,4
8	0,25	250	1	88	89	13	1883	7,7
9	0,27	280	1	110	111	14,7	2014	8
10	0,31	310	1	135	136	16,3	1872	7,7
11	0,36	340	1	163	164	18	1674	7,2
12	0,4	370	1	196	197	20	1628	7,1
13	0,45	400	0	220	220	21,1	1437	6,8

Wzory

Wykresy

8. Wyznaczanie danych znamionowych kąta godzinowego Yd11

9. Wnioski

Transformator jest nie wirującą maszyną elektryczną działającą na zasadzie indukcji elektromagnetycznej, w którym pod wpływem zmiennego w czasie strumienia magnetycznego, indukują się siły elektromotoryczne decydujące o wartości przetwarzanych napięć.

Ćwiczenie rozpoczęliśmy badaniem rezystancji uzwojeń, następnie zbadaliśmy transformator w dwóch stanach pracy: jałowym oraz zwarcia.

Transformator pracuje w stanie jałowym, jeśli obwód strony wtórnej jest otwarty, czyli gdy prąd wtórny jest równy zeru. Najczęściej stosowanym układem do pomiaru mocy czynnej jest układ Arona (schemat w punkcie 6). Obwody prądowe watomierzy władcza się w dwie dowolne fazy układu, natomiast końce obwodów napięciowych łączy się z fazą, do której nie są włączone obwody prądowe. Z charakterystyki I=f(U) wynika, że jest możliwa praca transformatora przy napięciu mniejszym niż napięcie znamionowe, natomiast praca przy napięciu większym od znamionowego powoduje znaczny wzrost prądu jałowego. Transformator zaprojektowany na częstotliwość 50Hz może bez przeszkód pracować przy dowolnie większej częstotliwości i napięciu znamionowym. W przypadku zmniejszenia częstotliwości poniżej znamionowej należy obniżyć napięcie zasilania tak, aby nie powiększać start w rdzeniu oraz prądu jałowego.

Zwarciem transformatora nazywa się taki stan pracy, w którym do uzwojenia pierwotnego jest doprowadzone napięcie zasilające, a uzwojenie wtórne jest zwarte. Zwarcie pomiarowe przeprowadza się w taki sposób, że po zwarciu zacisków uzwojenia wtórnego uzwojenie pierwotne zasila się napięciem regulowanym od zera do takiej wartości, przy której przez uzwojenia transformatora przepływać będą prądy znamionowe.

Próbę stanu jałowego wykonuje się w celu określenia procentowej wartości prądu stanu jałowego (I_0%) oraz jego składowych: czynnej (I_Fe) i biernej (I_μ). W próbie zwarcia transformatora taką chrakterystyczną wielkością jest procentowe napięcie zwarcia (U_Z%). Posługując się danymi uzyskanymi z takich pomiarów można wyznaczyć elementy schematu zastępczego, a posługiwanie się schematami transformatorów pracujących w układach sieciowych jest niezbędne przy obliczaniu rozpływu prądu oraz spadków napięć w sieciach oraz przy obliczaniu prądów zwarciowych w celu doboru zabezpieczeń.

Transformatory trójfazowe można podzielić ze względu na układy i grupy połączeń. Stosowane są połączenia w: gwiazdę (U=√3U_f ; I=I_f), trójkąt (U=U_f ; I=√3I_f) i zygzak (U=[√3U]/2 ; I_f=I). Zestawiając różne układy połączeń uzwojeń po obu stronach transformatora otrzymuje się różne grupy połączeń. Ma to wpływ na charakter magnesowania rdzenia transformatora trójfazowego. W zależności od sposobu połączenia obu uzwojeń transformatora można uzyskać różne przesunięcia fazowe między napięciami po stronie wysokiego i niskiego napięcia. Dla wyżej wymienionych układów kąty przesunięcia fazowego są zawsze wielokrotnością kąta 30º, dlatego wygodnie jest podawać je jako tzw. przesunięcie godzinowe.

---