Elektrotechnika nr 6

_{POLITECHNIKA LUBELSKA}

_{WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA I PODSTAW}

_TECHNIKI

_{Nazwisko i imię:}

_{Anna Cichosz, Adam Bliżniuk,}

_{Marek Budzyński, Cezary Drobek}

_Wydział:_ZiPT

_Grupa_{: 4.1 WT}

_{Data wykonania ćw:}

_16.03.2001

_{Nr. ćw:}

₆

_{Temat ćwiczenia}_{: Transformatory jednofazowe}

_Zaliczenie:

_Ocena:

_Data:

_Podpis:

Wykaz aparatury:

Stan jałowy:

Amperomierz (A)- elektrodynamiczny 0,3-0,6 A Nr 373

Voltomierz (V₁)- elektrodynamiczny 75-150-300 V Nr 248

Voltomierz (V₂)- elektrodynamiczny 0-75-150 V Nr 3

Watomierz (W)- ferromagnetyczny 0,5-1 A 130-260-400 V Nr 41

Autotransformator TaR 2,5

Stan zwarcia :

Voltomierz (V)- elektrodynamiczny 15-30 V Nr 285

Amperomierz (A₁)- elektrodynamiczny 2,5-5 A Nr 7

Watomierz (W)- ferromagnetyczny 1-2 A 100-200-400 V Nr 25

Stan obciążenia:

Watomierz (W)- ferromagnetyczny 1-2 A 100-200-400 V Nr 25

Amperomierz (A₁)- elektrodynamiczny 1-2 A Nr 55

Voltomierz (V₁)- elektrodynamiczny 75-150-300 V Nr 248

Amperomierz (A₂)- elektrodynamiczny 2,5-5 A Nr 6

Voltomierz (V₂)- elektrodynamiczny 0-75-150 V Nr 3

Badanie transformatora i pomiar natężenia prądu:

Amperomierz (A₁)- elektrodynamiczny 1-2 A Nr 55

Amperomierz (A₂)- elektrodynamiczny 0,3-0,6 A Nr 373

Voltomierz (V₁)- elektrodynamiczny 75-150-300 V Nr 248

Voltomierz (V₂)- elektrodynamiczny 0-75-150 V Nr 3

Autotransformator TaR 2,5 P = 2,5KVA I = 10A

Autotransformator E2/P3/294

Przekaźnik prądowy E2/P3/288 5-10-25-50 A

1) Dane znamionowe:

Tabela 6.1

S_n	U_1n	I_1n	U₂₀	I_2n
VA	V	A	V	A
400	220	1,82	127	3,15

2) Próba stanu jałowego:

Tabela 6.2

Pomiary				Obliczenia
U₁₀	I₀	P₀	U₂₀		I₀	ΔP₀	Cosφ₀
V	A	W	V	-	%	%	-
220	0,095	8	124	1,77	5,21	2	0,38

= U₁₀ / U₂₀ = 220 / 124 = 1,77

I_0%= (I₀/ I_1n )*100% = (0,095/1,82)*100% = 5,21%

ΔP_0%= (P₀/S_n)*100% = (8/400)*100% = 2%

Cosφ₀= P₀/( U₁₀* I₀) = 8/(220*0,095) = 0,38

Próba zwarcia pomiarowego :

Tabela 6.3

Pomiary			Obliczenia
U_1z	I₁	P_z	U_z	ΔP_Cu	Cosφ_z	I_1z	I_2z
V	A	W	%	%	-	A	A
13,4	1,82	20	6,09	5	2,71	29,88	52,88

U_z% = (U_1z / U_1n)*100% = (13,4/220)*100% = 6,09%

ΔP_Cu%= (P_z / S_n)*100% = (20/400)*100% = 5%

Cosφ_z = P_z / (U_1z * I_1n) =20(13,4/1,82) = 2,71

I_1z = I_1n (100% / U_z% ) = 1,82*(100%/ 6,09) = 29,88 [A]

I_2z = I_1z *
= 29,88* 1,77 = 52,88 [A]

Parametry uproszczonego schematu zastępczego transformatora;

Z_T = U_1z/ I_1n = 13,4/1,82 = 7,36 [Ω]

R_T = Z_T * cosφ_z = 7,36 * 0,95 = 6,99 [Ω]

X_T= Z_T * sinφ_z = 7,36 * 0,312 = 2,29[Ω]

4) Próba obciążenia:

Tabela 6.4

Lp.	Pomiary					Obliczenia
		U₁	I₁	P₁	U₂	I₂	P₂	η	cosφ₁
		V	A	W	V	A	W	%	-
	220	0,4	80	124	0,55	68,2	85,2	1
	220	0,6	100	120	1	120	120	0,75
	220	1	220	118	1,75	206,5	93,8	1
	220	1,2	260	116	2,15	249,4	95,9	0,98
	220	1,6	344	114	2,75	313,5	91,1	0,97
	220	2	400	113	3,3	372,9	93,2	1,1

P₂= U₂* I₂ = 124*0,55 = 68,2 [W]

η = ( P₂/ P₁ )*100% = (68,2/80)*100% = 85,25%

cosφ₁= P₁ /(U₁* I₁) = 80/(220*0,4) = 1

Charakterystyka zewnętrzna transformatora: U₂=f(I₂); U₁= const ;

Cosφ₂= const;

δ _u% = [(U₂₀ - U_2z )/ U₂₀]*100% = [(124-123)/124]*100% = 0,78

Badanie autotransformatora i pomiar natężenia prądu z wykorzystaniem przekaźnika prądowego.

Tabela 6.5

Stan jałowy				Stan obciążenia
U₁₀	I₀	U₂₀	Θ_u	U₁	I₁	U₂	I₂ '	Θ_i	I₂	S_p	S_w
V	A	V	-	V	A	V	A	-	A	VA	VA
220	0	110	2	220	2	106	10	4,25	0,47	49,82	248

Θ_u= U₁₀/ U₂₀= 220/110 = 2

Θ_i= I₁ / I₂ = 2/0,47 = 4,25

S_p= U₂* I₂= 106 * 0,47 = 49,82 [VA]

S_w = I₁ (U₁ - U₂) = 2 *(220 - 106) = 248 [VA]

Wnioski:

Stan jałowy ma miejsce, gdy uzwojenie pierwotne zasilane jest napięciem znamionowym a uzwojenie wtórne otwarte. Stan ten wykorzystuje się do wyznaczania przekładni napięciowej prądu stanu jałowego oraz strat mocy czynnej w stali rdzenia. Prąd stanu jałowego z uwagi na bardzo małe szczeliny powietrzne w rdzeniu i wykonanie go z ferromagnetyka o dużej przenikalności magnetycznej jest mały i wynosi z pomiarów 0,095 A a z obliczeń 5,21%.

Stan zwarcia przeprowadza się napięciem obniżonym, przy którym prądy w obu uzwojeniach osiągają wartości znamionowe. Próba ma na celu wyznaczenie procentowego napięcia zwarcia która z pomiarów wyniosła 6,09% które jest niewielkie, a także wyznaczyć straty mocy czynnej w uzwojeniach, które odpowiadają znamionowemu obciążeniu i wynoszą 20 W z uwagi na niskie napięcie zasilające. Próbę zwarcia pozwala na wyznaczenie parametrów uproszczonego schematu zastępczego transformatora i wynoszą: Z_T=7,36 [Ω];

R_T =6,99 [Ω]; X_T=2,29[Ω]; Cosφ₀=0,38. Prąd zwarcia ruchowego wyniosły odpowiednio: I_1z =29,88 [A]; I_2z =52,88 [A]. Ten prąd I_1z pozwala ustalić zabezpieczenia transformatora przed skutkami zwarć.

W autotransformatorze rozróżnia się dwie moce. Moc przechodnia, która wynosi 49,82 [VA] i moc własna równa 248 [VA], która decyduje o wymiarach, masach rdzenia i uzwojeń autotransformatora. Przekładnia prądowa przekładnika wynosi 4,25. Zmienność napięcia wyjściowego δ _u% wynosi 0,78%