SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH

ĆW T1 – TRANSFORMATOR TRÓJFAZOWY

Christian Badura Dominik Chwiejczak Ewelina Cymerlik Maciej Fremel Łukasz Gąska Karolina Górka Grzegorz Juszczak	WEiP	Data wykonania ćw 26.04.2012
	Grupa: 3	Data oddania spr. 10.05.2012
	Zespół: A	Ocena:

Dane znamionowe transformatora

Dane znamionowe badanego transformatora trójfazowego:

• Moc S_N=7,5kVA;

• Napięcie U_N1=380V/U_N2=240V;

• Natężenie prądu I_N1=11,4/I_N2=18,1A.

Pomiary

Aby zbadać parametry transformatora w stanie jałowym, złączono obwód w sposób następujący:

Zmierzone wartości ujęto w tabeli:

U1 [V]	U2 [V]	I [A]	P [W]	S [VA]	cosφ0
291,3	494,2	1,891	179	954	0,19154
240,1	408,7	0,993	113	417	0,278435
213,9	364,8	0,713	90	264	0,346018
181,1	308,6	0,491	65	155	0,428979
151,4	257,8	0,370	48	96	0,503219
120,8	205,7	0,283	32	59	0,549704
99,3	196,6	0,235	23	41	0,577077
71,9	123,0	0,184	13	23	0,574408

Wartości napięcia strony pierwotnej i wtórnej konieczne do wyznaczenia przekładni transformatora: U₁=473,3V, U₂=290,3V.

Parametry zwarcia można poznać złączając obwód w następujący sposób:

U [V]	Cu	Uk [V]	I [A]	Ci	Ik [A]	P [W]	Cp	Pk [W]	S[VA]	Cs	Sk [VA]	cosφk
40,1	0,2	8,02	2,8	4	11,2	309	0,8	247,2	347	0,8	277,6	0,917349
37,4	0,2	7,48	2,5	4	10	258	0,8	206,4	285	0,8	228	0,919786
33,1	0,2	6,62	2,2	4	8,8	201	0,8	160,8	220	0,8	176	0,920077
29,5	0,2	5,9	1,99	4	7,96	162	0,8	129,6	177	0,8	141,6	0,919854
23,6	0,2	4,72	1,6	4	6,4	102	0,8	81,6	113	0,8	90,4	0,900424
17,9	0,2	3,58	1,22	4	4,88	60	0,8	48	65	0,8	52	0,915835
13,1	0,2	2,62	0,9	4	3,6	33	0,8	26,4	35	0,8	28	0,932994
8,8	0,2	1,76	0,6	4	2,4	15	0,8	12	16	0,8	12,8	0,94697

Oto uzyskane wyniki:

Wykresy zależności dla stanu jałowego:

Dla stanu zwarcia:

Parametry schematu zastępczego

Przekładnią transformatora będzie stosunek napięcia strony pierwotnej do napięcia strony wtórnej:

Korzystając z pomiarów biegu jałowego można wyznaczyć następujące parametry:

Tak więc w miejsce U₀ w powyższych wzorach należy podstawiać dane dla napięcia 143V.

Wyniki obliczeń:

Dzięki pomiarom stanu zwarcia można określić parametry:

Należy korzystać z wyników pomiarów przy prądzie jak najbliższym znamionowej wartości prądu transformatora, czyli I_z=11,2A.

Wyniki obliczeń:

Założono, iż:

Po przeliczeniu na stronę niskiego napięcia:

Obliczono już wszystkie dane potrzebne do narysowania schematu zastępczego transformatora. Schemat zastępczy przedstawia się następująco:

Zbiorcze zebranie parametrów schematu zastępczego:

RFe [Ω]	180
IFe [A]	0,79
Xμ [Ω]	238,3
Iμ [A]	0,6
R1 [Ω]	0,11
X1 [Ω]	0,375
R2 [Ω]	0,11
X2 [Ω]	0,069

Sprawność transformatora w warunkach znamionowych

Metoda strat poszczególnych pozwala w prosty sposób wyznaczyć sprawność transformatora ze wzoru:

, gdzie ΣΔP - suma strat mocy czynnej w transformatorze, P - wydzielona moc czynna.

Suma strat mocy czynnej w transformatorze to suma strat w rdzeniu (w żelazie) i na uzwojeniach (w miedzi). Straty w miedzi przyjęto równe 0 (nie ma danych na temat znamionowych strat w stanie nagrzanym transformatora; gdyby takie dane posiadano, można wyznaczyć straty w miedzi ze wzoru: , przy czym α – stosunek obciążenia faktycznego do znamionowego, ΔP_CuN – wzmiankowane wyżej znamionowe straty w miedzi). Tak więc:

Straty mocy w żelazie można określić na podstawie analizy stanu jałowego:

Wydzieloną moc czynną określa wzór:

Współczynnik , współczynnik mocy odbioru, dla warunków znamionowych przyjmuje się 1.

Sprawność po takich uproszczeniach wygląda następująco:

Wnioski

Wykresy zależności dla danego transformatora są zbliżone do wykresów teoretycznych, co przekonuje o prawidłowym przeprowadzeniu ćwiczenia. Wykres cosφ dla stanu zwarcia ma jednak kształt dosyć zaskakujący. Powodem może być mała liczba punktów pomiarowych dla zwarcia.

Typowa sprawność transformatorów kształtuje się w granicach 0,9-0,99. Sprawność 0,98 świadczy, iż badany transformator jest całkiem dobrej klasy.