POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Instytut Elektroenergetyki	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 7
	TEMAT: Badanie transformatora jednofazowego
WYDZIAŁ: Górnictwa, Geologii i Geoinzynierii (W-6) ROK AKADEMICKI: 2008/2009	DATA: 04.12.2008, OCENA:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania transformatora oraz pomiarowe wyznaczenie jego podstawowych parametrów i charakterystyk dla:

• stanu jałowego

• stanu obciążenia

• stanu zwarcia

2. Wykonanie ćwiczenia

2.1. Pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym

Rys. 1. Schemat układu do badania transformatora jednofazowego

Lp.
		[V]	[A]	[V]	[W]	[W]	[A]	[A]	[-]	[-]	[ ]	[ ]
1	20	0	10	0	0	0	0	0	2	0	0
2	40	0,03	20	1	0,99	0,02	0,03	0,83	2	1600,79	2409,38
3	60	0,05	30	2	2	0,03	0,03	0,67	2	1800,00	1609,97
4	80	0,05	40	3	3	0,03	0,04	0,75	2	2133,33	2418,97
5	100	0,06	50	4	4	0,04	0,04	0,67	2	2500,00	2236,07
6	120	0,07	60	5	5	0,06	0,04	0,59	2	2880,00	2133,39
7	140	0,09	70	7	7	0,07	0,05	0,56	2	2800,00	1870,83
8	160	0,13	80	9	9	0,11	0,06	0,43	2	2844,44	1365,18
9	180	0,28	90	11	11	0,27	0,06	0,22	2	2945,45	658,74
10	200	0,55	100	15	15	0,55	0,07	0,14	2	2666,67	367,07
11	220	0,86	110	20	20	0,86	0,09	0,11	2	2420,00	257,26
12	240	1,35	120	29	29	1,35	0,12	0,09	2	1986,21	178,49

Tabela 1. Wyniki pomiarów i obliczeń dla stanu jałowego

Przykładowe obliczenia:

- rezystancja uzwojeń
i
została zmierzona mostkiem Wheatstone'a i wynosi:

- przekładnia transformatora:

- straty w rdzeniu:

- składowa czynna prądu jałowego
:

- składowa bierna prądu jałowego:

- współczynnik mocy w stanie jałowym:

- rezystancja:

- reaktancja

Wykres 1. Zależność funkcyjna

Wykres 2. Zależność funkcyjna

Wykres 3. Zależność funkcyjna

2.2. Pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia (5 żarówek)

Lp.
		[V]	[A]	[W]	[V]	[A]	[W]	[-]	[-]	[-]
1	240	1,45	138	118	0,91	98	0,83	0,76	0,71
2	220	1,05	116	108	0,87	96	0,55	0,77	0,83
3	200	0,75	98	98	0,83	92	0,37	0,78	0,94
4	180	0,55	82	88	0,79	72	0,25	0,65	0,88
5	160	0,50	68	78	0,75	60	0,21	0,58	0,88
6	140	0,42	56	46	0,71	50	0,17	0,52	0,89
7	120	0,39	46	59	0,68	40	0,15	0,46	0,87
8	100	0,36	34	50	0,62	31	0,12	0,38	0,91
9	80	0,33	26	39	0,57	23	0,11	0,34	0,88
10	60	0,30	17	29	0,52	10	0,08	0,18	0,59
11	40	0,25	10	9	0,46	9	0,06	0,46	0,90
12	20	0,19	4	4	0,35	3	0,04	0,26	0,75

Tabela 2. Wyniki pomiarów i obliczeń dla stanu obciążenia

Przykładowe obliczenia:

- współczynnik mocy dla prądu
:

- współczynnik mocy dla prądu
:

- sprawność transformatora:

2.3. Pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia

Lp.
		[V]	[A]	[A]	[-]	[W]	[-]	[ ]	[ ]	[ ]	[%]
1	3	1,7	3,7	2,18	5	0,98	1,76	1,73	0,35	2,18
2	5	2,4	4,9	2,04	10	0,83	2,08	1,74	1,15	2,04
3	7	3,5	6,8	1,94	20	0,82	2,00	1,63	1,56	1,94
4	8,5	4,3	8,2	1,91	35	0,96	1,98	1,89	0,57	1,91
5	9,5	5	9,5	1,90	45	0,95	1,90	1,80	0,61	1,90

Tabela 3. Wyniki pomiarów i obliczeń dla stanu zwarcia

Przykładowe obliczenia:

- impedancja w stanie zwarcia:

- rezystancja w stanie zwarcia:

- reaktancja w stanie zwarcia:

- wartość

- współczynnik mocy w stanie zwarcia:

Wykres 4. Zależność funkcyjna

3. Wnioski

3.1. Stan jałowy.

W pierwszej części ćwiczenia podczas wykonywania pomiarów transformatora w stanie jałowym zaobserwowano że wraz ze wzrostem napięcia zasilającego
wzrasta również natężenie prądu przy biegu jałowym
, moc
rośnie proporcjonalnie wraz ze wzrostem napięcia. Straty mocy w transformatorze (dokładnie w jego rdzeniu)
są w przybliżeniu równe mocy

ponieważ transformator pracuje bez obciążenia. Straty mocy w transformatorze wynikają z strat na prądy wirowe i histerezę magnetyczną. Z charakterystyki
można wywnioskować, że wraz ze wzrostem napięcia po stronie pierwotnej
rośnie moc biegu jałowego
. Na podstawie zależności funkcyjnej
możemy powiedzieć że po przekroczeniu napięcia znamionowego, następuje gwałtowny wzrost prądu biegu jałowego
a co za tym idzie również start w transformatorze. Z wykresu przedstawiającego charakterystykę
można stwierdzić że po przekroczeniu napięcia 80V w uzwojeniu pierwotnym współczynnik mocy maleje.

3.2. Stan obciążenia

W drugiej części ćwiczenia dokonywano pomiarów parametrów transformatora w stanie obciążenia. W stanie obciążenie zaobserwowano spadek natężenia
i
na uzwojeniu pierwotnym i wtórnym. Na uzwojeniach jest obecny również spadek mocy
i
oraz spadek napięcia
na uzwojeniu wtórnym. Na podstawie wykonanych pomiarów i dokonanych obliczeń widać że spadają również współczynniki mocy
oraz

3.3. Stan zwarcia

W trzeciej części ćwiczenia po dokonaniu pomiarów parametrów transformatora w stanie zwarcia zauważono że przy niewielkim napięciu zasilającym (9,5V) prądy
i
osiągają swoje wartości znamionowe. Świadczy to o tym że stan zwarcia jest niebezpiecznym stanem pracy transformatora mogącym doprowadzić do jego uszkodzenia.

---