Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej

Katedra Maszyn i Napędów Elektrycznych

Laboratorium Maszyn Elektrycznych

Ćwiczenie T - Badanie transformatorów

Agnieszka Makuch

Sylwester Koper

Wojciech Mróz

Paweł Warło

ENERGETYKA

Gr. 21e

Kraków, 2007

Dane znamionowe transformatora

S_N = 160 [VA]

U_1N = 220 [V]

U_2N = 24 [V]

Na podstawie danych znamionowych obliczamy prądy znamionowe obu uzwojeń transformatora oraz przekładnię napięciową:

= 0,73 [A]

= 6,67[A]

= 9,17

Schemat układu pomiarowego

Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego transformatora T3

W celu wyznaczenia parametrów schematu zastępczego transformatorów dokonujemy pomiarów w stanie zwarcia oraz w stanie jałowym.

Dla stanu jaÅ‚owego mierzymy prÄ…d jaÅ‚owy I₁₀, moc jaÅ‚owÄ… P₀ oraz napiÄ™cie jaÅ‚owe strony wtórnej U₂₀, dla napiÄ™cia znamionowego U_1N i otwartym wyÅ‚Ä…czniku W1.

Wyniki pomiarów dla stanu jałowego

W celu obliczenia schematu zastępczego

U1N [V]	I10 [A]	P0 [W]	U20 [V]	cosϕo
220	0,16	12	25	0,341

W celu wykreślenia charakterystyki

U1N [V]	I10 [A]	P0 [W]	U20 [V]	cosϕ0
120	0,05	4	14	0,667
140	0,06	5	17	0,595
160	0,08	6	19	0,469
180	0,11	8	21	0,404
200	0,13	10	23	0,385
220	0,16	12	25	0,341
240	0,24	14	28	0,243

W celu wyznaczenia cosÏ•₀ korzystamy ze wzoru:

Dla stanu zwarcia mierzymy moc zwarcia P_k, napiÄ™cie zwarcia U_k oraz prÄ…d zwarcia strony wtórnej I_k, przy prÄ…dzie znamionowym I₁₀ strony pierwotnej i zamkniÄ™tych W1 i W2.

Wyniki pomiarów dla stan zwarcia

W celu obliczenia schematu zastępczego

I10 [A]	Uk [V]	Pk [W]	cosϕk
0,73	40	14	0,479

W celu wykreślenia charakterystyki

I10 [A]	Uk [V]	Pk [W]	cosϕk
0,2	12	1	0,417
0,3	15	2	0,444
0,4	22	4	0,455
0,5	26	6	0,462
0,6	35	10	0,476
0,73	40	14	0,479
0,8	49	20	0,510

W celu wyznaczenia cosϕ_k korzystamy ze wzoru:

Parametry schematu zastępczego

Dla zmiennych wartości stanu zwarcia i stanu jałowego wyznaczamy parametry schematu zastępczego korzystając ze wzorów:

Obliczenia:

1. Stan jałowy:

4033 [Ω] = 4,033 [kΩ]

0,055 [A] = 55 [mA]

0,15 [A] = 150 [mA]

1466,67 [Ω] = 1,467 [kΩ]

2. Stan zwarcia:

54,79 [Ω]

19,18 [Ω]

51,32 [Ω]

9,59 [Ω]

25,66 [Ω]

Wyniki pomiarów i obliczeń dla stanu obciążenia dla transformatora T3

U1N [V]	I1 [A]	P1 [W]	U2 [V]	I2 [A]	cosϕ1	S1 [VA]	Q1[Var]	P2 [W]	η [%]
220	0,21	41	25,0	1	0,887	46,2	21,29	25,0	60,98
220	0,32	65	24,5	2	0,923	70,4	27,04	49,0	75,38
220	0,45	92	24,5	3	0,929	99,0	36,57	73,5	79,89
220	0,58	118	24,0	4	0,925	127,6	48,56	96,0	81,36
220	0,69	140	23,5	5	0,922	151,8	58,68	117,5	83,93
220	0,81	163	23,0	6	0,915	178,2	72,02	138,0	84,66

Dla poszczególnych punktów stanu obciążenia korzystając z poniższych wzorów obliczamy:

• współczynnik mocy:
  

• moc pozornÄ… pobranÄ… z sieci:
  

• moc biernÄ…:
  

• moc oddanÄ…:
  ;

• sprawność transformatora:
  

Wyznaczenie teoretycznego przebiegu charakterystyki zewnętrznej z uproszczonego schematu zastępczego.

Sprowadzając parametry schematu zastępczego na stronę wtórną

= 0,228 [Ω]

0,610 [Ω]

obliczamy wartości napięcia po stronie wtórnej korzystając ze wzoru:

w naszym przypadku obciążenie miaÅ‚o charakter rezystancyjny stÄ…d cosÏ•₂ = 1, sinÏ•₂ = 0.

.

Wyniki obliczeń teoretycznych:

I2 [A]	0	0,7	1,4	2,1	2,8	3,5	4,2	4,9	5,7	6,4	7,1	8
U2 [V]	25,00	24,85	24,70	24,56	24,41	24,26	24,11	23,96	23,79	23,65	23,50	23,31
δU%	0,00	0,59	1,19	1,78	2,37	2,96	3,56	4,15	4,83	5,42	6,01	6,77

Obliczenia dla prÄ…du I₂ zmieniajÄ…cego siÄ™ od 0 do 1,2I_N2.

U₂₀ wyznaczyliÅ›my podczas pomiaru jaÅ‚owego.

---