Politechnika Lubelska

Katedra Napędu i Maszyn

Laboratorium maszyn elektrycznych

Temat: Badanie transformatora trójfazowego.

Grupa dziekańska : EDi 5.1

Grupa laboratoryjna : Piątek Rafał

Karpiński Marcin

Hanaj Daniel

Data wykonania : 1999.11.09

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie zasadniczych właściwości transformatora trójfazowego olejowego i przeprowadzenie zasadniczych prób i pomiarów wykonanych podczas technicznego odbioru transformatora oraz wyznaczenie parametrów schematów zastępczych dla składowych symetrycznych transformatora.

2. Wykonanie ćwiczenia.

1. Tablica znamionowa.

Grupa połączeń: DY5

Moc: 20 kVA

Górne napięcie: 6000 V ±5 przy I₁ = 1,925 A

Dolne napięcie: 400-231 V przy I₂ = 28,86 A

Moc strat jałowych: 147,8 W

Częstotliwość znamionowa: 50 Hz

Napięcie U_Z: 4,01 %

2.2 Pomiar rezystancji uzwojeń metodą techniczną:

pomiary uzwojenia napięcia górnego:

pomiar uzwojenia napięcia dolnego:

3. Rezystancja izolacji.

Rezystancja izolacji uzwojenia: R_iDN15 = 600 MΩ

Rezystancja izolacji uzwojenia: R_iGN60 = 700MΩ

2.4 Wykonanie próby stanu jałowego:

Przy wykonywaniu tej próby transformator zasila się od strony DN (wówczas po stronie GN występuje pełna wartość napięcia ). Podnosząc napięcie od wartości 0 do 1,1U_n odczytuje się wartości prądów napięcia zasilającego i mocy, następnie na podstawie odpowiednich zależności wylicza się potrzebne wartości i wykreśla potrzebne charakterystyki.

Układ połączeń przy próbie stanu jałowego:

L.p	UAB	UBC	UCA	Usr	Io1	Io2	Io3	Isr	kw	α1	α2	Po	ΔPuo	ΔPFe	cos ϕ
	V	V	V	V	A	A	A	A	W/dz	dz	dz	W	W	W	-
1	440	440	440	254,03	2,35	1,75	2,25	2,083	8	67	-39	248	1,041	246,95	0,27
2	400	400	400	230,9	1,5	1,1	1,45	1,35	8	40	-19	168	0,437	167,56	0,31
3	360	360	360	207,84	1	0,7	0,95	0,88	8	25	-9	128	0,185	127,81	0,4
4	320	320	320	184,75	0,675	0,475	0,65	0,6	8	16	-3,5	100	0,086	99,914	0,52
5	280	280	280	161,65	0,46	0,32	0,46	0,41	4	22	-2	80	0,04	79,96	0,69
6	240	240	240	138,56	0,32	0,22	0,32	0,28	4	14,5	0	58	0,018	57,982	0,86
7	200	200	200	115,47	0,24	0,16	0,24	0,21	4	9	1	40	0,01	39,99	0,95
8	160	160	160	92,37	0,19	0,13	0,19	0,17	2	12	1,5	27	0,006	26,994	0,99
9	120	120	120	69,28	0,15	0,1	0,146	0,132	2	7	1	16	0,004	15,996	0,98
10	80	80	80	46,18	0,12	0,09	0,114	0,108	2	4	0	8	0,002	7,998	0,92

Przykładowe obliczenia:

2.5 Wykonanie próby stanu zwarcia:

Przy próbie w stanie zwarcia transformator zasilany jest od strony GN. Napięcie zasilające należy podnosić do takiej wartości, przy której prąd osiągnie wartość ok. 1,1I_N a następnie wykonać pomiary obniżając napięcie. Uzyskane wyniki pomiarów notujemy w tabelce, następnie wykonujemy obliczenia potrzebnych wielkości i wykreślamy charakterystyki.

Układ pomiarowy do wyznaczenia parametrów transformatora w stanie zwarcia.

L.p	UkAB	UkBC	UkCA	Uk	IkA	IkB	IkC	Ik	α1	α2	Pk	cos ϕk
-	V	V	V	V	A	A	A	A	dz	dz	W	-
1	285	285	285	285	2,3	2,3	2,3	2,3	69	-3	528	0,465
2	260	260	260	260	2,1	2,1	2,1	2,1	57	-2	440	0,465
3	238	238	238	238	1,9	1,9	1,9	1,9	47	-1,5	364	0,464
4	209	209	209	209	1,7	1,7	1,7	1,7	37	-1	288	0,467
5	190	190	190	190	1,5	1,5	1,5	1,5	29	-0,9	224,8	0,455
6	162	162	162	162	1,3	1,3	1,3	1,3	21,5	-0,2	170,4	0,467
7	140	140	140	140	1,1	1,1	1,1	1,1	15,5	0	124	0,464
8	112	112	112	112	0,9	0,9	0,9	0,9	10	0	80	0,458
9	80	80	80	80	0,7	0,7	0,7	0,7	6,5	0	52	0,536
10	63	63	63	63	0,5	0,5	0,5	0,5	3	0	24	0,439
11	38	38	38	38	0,3	0,3	0,3	0,3	1,25	0	10	0,509

Przykładowe obliczenia:

2.6 Wyznaczenie parametrów schematów zastępczych dla składowych zgodnej, przeciwnej i zerowej.

Badany transformator zasilany jest od strony DN a jego uzwojenia połączone są równolegle. Celem wykonania tej próby należy zwiększyć napięcie do takiej wartości , aby prąd pobierany przez transformator był równy 3 I_2Nph. Następnie zmniejszać wartość tego napięcia i wykonać ok. 5 serii pomiarów, a otrzymane wyniki zestawić w tabelce. Następnie stosując zależności wyliczamy parametry układu dla składowej zerowej i wykreślamy charakterystyki.

a).wyznaczenie parametrów schematu zastępczego transformatora dla składowej

zgodnej i przeciwnej.

Z próby stanu jałowego dla U~230,9 V otrzymujemy:

gdzie:

Z próby stanu zwarcia otrzymujemy:

Schemat zastępczy transformatora ( jedna faza ):

b).schemat zastępczy transformatora dla składowej zerowej.

Układ połączeń do pomiaru parametrów dla składowej zerowej:

L.p	U	I	P	Z	R	X
	V	A	W	Ω	Ω	Ω
1	9,8	88,5	20	0,33
2	8,8	80	16,5	0,33
3	6,5	60	9	0,324
4	5,4	50	6	0,324
5	4,4	40	3,5	0,33
6	3,3	30	2	0,33
7	2,2	20	0,7	0,33
8	1,1	10	0	0,33

2.7 Wnioski:

.

Wykresy charakterystyk oraz obliczenia wymaganych instrukcją wartości znajdują się w wyżej zestawionych podpunktach. Stwierdzić możemy, że wykresy kształtami są zbliżone do omawianych teoretycznie. Odchylenia punktów na poszczególnych charakterystykach mogą wynikać jedynie z nie dokładności odczytu mierników (± 1 działka) lub też z zaokrągleń wziętych podczas obliczeń. Na podstawie charakterystyk mocy i cosϕ dla próby biegu jałowego możemy stwierdzić że wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie udział prądu biernego w prądzie pobieranym przez transformator ,a co za tym idzie rosną straty na przemagnesowanie rdzenia maszyny. Efekt ten związany jest z nieliniową charakterystyka magnesowania stali-pętla histerezy.

1

8

---