Politechnika Świętokrzyska Laboratorium maszyn elektrycznych
Ćwiczenie Numer 1	Temat: Badanie transformatora trójfazowego dwuzwojeniowego.	1.Chojnacki Andrzej 2.Dukat Piotr 3.Dobrowolski Daniel 5.Chęcinski Paweł
Data oddania: 1.04.1998	Data wykonania: 11.03.1998	Ocena:

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się i zbadanie transformatora trójfazowego. W laboratorium zapoznaliśmy się ze stanem jałowym, oraz stanem zwarcia transformatora. Na podstawie przeprowadzonych badań można wyznaczyć podstawowe charakterystyki pracy transformatora.

2.Dane znamionowe badanego transformatora:

S_n=10kVA Gr=YyO

U_n1=380V I_n1=15.2A

U_n2=231-133V I_n2=25A

U_z%=3.27%

ΔP_j=71W

3.Schematy układów pomiarowych:

a) Schemat pomiarowy układu do pomiaru stanu jałowego transformatora:

b) Schemat pomiarowy układu do pomiaru stanu zwarcia transformatora

4. Tabele pomiarowe:

a) STAN JAŁOWY TRANSFORMATORA:

Do pomiaru prądu w obwodzie zastosowano przekładnik 1A/5A

U1	U2	Pr	Ps	Ir	Is	It	Io	Po	cosφo	Ioc
V	V	W	W	A	A	A	A	W	-	A
380	229	-210	640	3,15	2,65	3,4	0,61	86	0,21	0,13
330	199,5	-40	300	1,55	1,32	1,7	0,30	52	0,30	0,09
280	169,5	50	120	0,7	0,5	0,73	0,13	34	0,54	0,07
220	133,5	50	60	0,4	0,3	0,45	0,08	22	0,73	0,06
170	101	30	40	0,31	0,2	0,25	0,05	14	0,94	0,05
100	60	10	15	0,2	0,1	0,2	0,03	5	0,87	0,03

b) STAN ZWARCIA TRANSFORMATORA:

Do pomiaru prądu zastosowano przekładniki 20A/5A

U1	Pr	Ps	Iz	Pz	Rz	Xz	cosφz
V	W	W	A	W	Ω	Ω	-
16,7	72,5	30	15,8	103	0,14	0,59	0,22
14,8	60	25	14	85	0,14	0,59	0,24
12,6	42,5	17,5	12	60	0,14	0,59	0,23
10,5	30	12,5	10	43	0,14	0,59	0,23
8,4	20	8,75	8	29	0,15	0,59	0,25
6,3	10	5	6	15	0,14	0,59	0,23

5. Wykresy:

STAN JAŁOWY:

a) Zależność prądu biegu jałowego I_o, oraz prądu jałowego czynnego I_oc napięcia zasilania U₁.

b) Charakterystyka współczynnika mocy cosφ_o w funkcji napięcia zasilania U_o.

c) Zależność mocy pobranej przez transformator w stanie jałowym P_o od napięcia zasilania U_o

STAN ZWARCIA:

a) Zależność prądu zwarcia transformatora I_z, oraz współczynnika mocy w stanie zwarcia od napięcia zasilania U₁

b) Zależność mocy zwarcia P_z od napięcia zasilania U₁

6. Wyliczenie parametrów schematu zastępczego:

z pomiarów stanu zwarcia obliczono:

- z pomiaru stanu jałowego obliczono

Schemat zastępczy transformatora:

7. Obliczenie przekładni transformatora:

8.Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy transformator trójfazowy. Poddawaliśmy go dwóm próbom: stanu zwarcia, oraz stanu jałowego. W wyniku pomiarów otrzymaliśmy charakterystyki podstawowych wielkości transformatora.

Pomiar wstanie jałowym polegał na badaniu zachowania się układu, jeżeli strona wtórna jest rozwarta. Z pomiarów można wyznaczyć straty stanu jałowego( straty w rdzeniu) ΔP_fe, które związane są ze stratami na prądy wirowe, oraz stratami histerezowymi. Na ich podstawie możemy określić staranność wykonania rdzenia transformator, oraz jakość materiałów zastosowanych do budowy rdzenia. Z wykonanych wykresów dla tego stanu widać, że zależność pomiędzy napięciem zasilania, a prądem stanu jałowego i stratami mocy transformatora jest zależnością paraboliczną. Praca przy obniżonym napięciu zasilania w stanie jałowym jest możliwa, natomiast przy podwyższonym napięciu znacznie rosną straty mocy i prąd jałowy, co jest niebezpieczne dla transformatora.

W stanie zwarcia zaciski obwodu wtórnego są zwarte. Na podstawie pomiarów tego stanu możemy określić moc traconą w uzwojeniach transformatora . Widać również, że napięcie zwarcia jest dużo mniejsze od napięcia znamiononowego. Straty w uzwojeniach rosną proporcjonalnie do kwadratu napięcia zasilania. Charakterystyczne jest to, że cosφ_z jest w całym przedziale wielkością stałą i zależy jedynie od rezystancji uzwojenia R_z , oraz reaktancji rozproszenia X_z , zatem od parametrów wewnętrznych transformatora. Rezystancja R_z<<X_z i w przybliżonych obliczeniach(szczególnie dla dużych transformatorów) można ją pominąć.

Na podstawie pomiaru obu stanów można określić również parametry schematu zastępczego transformatora( tak jak w pkt. 6). W stanie jałowym wyznaczona została przekładnia transformatora.

V

V

V

W

A

W

A

A

A

A

W

A

W

V

V

V

I_o(A)

I_oc(A)

U_o(V)

cosφ_o

P_o(W)

R₁

U₁(V)

I_oc

cosφ_z=f(U₁)

P_z(W)

U₁(V)

I_z=f(U₁)

I_o

U₁(V)

R_FE

X₁

X_μ

X₂^'

R₂^'

K

K

K

K

K

K

L

L

L

L

L

L

l

l

l

k

k

k

k

k

k

l

l

l

---