POLITECHNIKA RADOMSKA		LABORATORIUM MASZYN I NAPĘDU ELEKTR.			Data:
Imię i nazwisko:			Grupa:	Zespół:	Rok akademicki:
Nr ćwiczenia: 1	Temat: Badanie transformatora trójfazowego				Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Przedmiotem badań jest transformator trójfazowy, rdzeniowy, chłodzony powietrzem na niskie napięcie. Uzwojenia obu stron transformatora mają wyprowadzone po sześć zacisków i są przewidziane do łączenia w gwiazdę i trójkąt. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pracą transformatora w stanach: jałowym, zwarcia i obciążenia, oraz wyznaczenie charakterystyk, sprawności i grupy połączeń badanego transformatora.

2. Dane znamionowe transformatora

P_zn = 5,5 kW

I_zm = 8A

3. Przebieg pomiarów

3.1. Próba stanu jałowego

1. schemat układu pomiarowego:

2. tabela pomiarowa:

Lp.	Pomiary									Obliczenia
		UAB	UBC	UAC	IA	IB	IC	Pα	Pβ	U2	U0	I0	P0	ϑ	cosΦ0	sinΦ0	I0W	Iμ
		V	V	V	A	A	A	W	W	V	V	mA	W	-	-	-	mA	mA
1	170	175	174	0,08	0,08	0,08	0	0	174	173	0,08	15	0,994	0,626	0,779	0,050	0,062
2	215	215	213	0,14	0,26	0,27	0	-5	215	214,3	0,225	45	1,00	0,539	0,842	0,121	0,189
3	270	270	265	0,32	0,49	0,6	0	-20	270	268,3	0,47	100	0,993	0,458	0,888	0,215	0,417
4	315	320	312	0,6	0,82	1,1	0	-55	315	315,6	0,84	195	1,001	0,425	0,905	0,357	0,760
5	345	350	345	0,9	1	1,48	320	-90	345	346,6	1,126	230	1,004	0,340	0,940	0,383	1,059
6	375	382	378	1,25	1,81	2	470	-140	380	378,3	1,686	330	0,995	0,298	0,954	0,504	1,609
7	410	415	410	1,8	2,5	3	670	-220	410	411,6	2,433	450	1,003	0,259	0,965	0,631	2,349

3. użyte wzory:

4. wykresy:

3.3. Próba zwarcia ustalonego

1. schemat połączeń:

2. tabela pomiarowa:

Lp.	Pomiary								Obliczenia
		UAB	UBC	UAC	IA	IB	IC	Pα	Pβ	Uz	Iz	Pz	cosϕz	Uzn%	Izn		Zz		Xz		Rz
		V	V	V	A	A	A	W	W	V	A	W	-	%		A		Ω		Ω		Ω
1	12	12	12	9,1	10	9,3	110	90	12,0	9,47	190	0,97	3,16		31,6		1,27		0,32		1,23
2	10,5	10,5	10,5	9	9	8,3	80	70	11,0	8,77	160	0,96	2,89		34,5		1,25		0,36		1,20
3	9	9	9	7,4	7,6	7	55	50	9,00	7,00	97	0,89	2,37		42,2		1,29		0,59		1,14
4	7,5	7,5	7,5	5,8	5,6	5,6	30	30	7,50	5,67	60,0	0,82	1,97		50,6		1,32		0,76		1,08
5	6	6	6	4,4	4,2	4,2	18	15	6,00	4,27	33,0	0,75	1,58		63,3		1,41		0,94		1,05
6	3,5	3,5	3,5	3	2,9	2,9	5	8	3,50	2,93	13,	0,73	0,92		108		1,19		0,81		0,87

3. wybrane wzory stosowane do obliczeń:

4. 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   wykresy:

3.4. Próba obciążenia transformatora

1. schemat połączeń:

2. tabela pomiarowa:

Lp.	Pomiary						Obliczenia
		U1	I1	Pα	Pβ	U2	I2	S	P1	cosϕ1	P2	U2'	ΔU	ΔU%	η
		V	A	W	W	V	A	VA	W	-	W	V	V	%	-
1	400	2	560	280	400	0	1384	840	0,61	0	397,70	2,30	0,57	0
2	400	2,8	1030	425	395	1	1937,6	1455	0,75	513,15	393,71	6,29	1,57	0,35
3	400	4	1560	680	392	3	2768	2240	0,81	1646	389,53	10,47	2,62	0,74
4	400	5	1960	1080	390	4	3460	3040	0,88	2371	390,74	9,26	2,31	0,78
5	400	6	2280	1240	390	5	4152	3520	0,85	2860,0	391,81	8,19	2,05	0,81
6	400	7,2	2640	1880	389	6	4982,4	4520	0,91	3663	387,26	12,74	3,19	0,81
7	400	8,2	2900	2200	388	7	5674,4	5100	0,90	4223	389,51	10,49	2,62	0,83
8	400	9,5	3320	2600	385	8	6574	5920	0,90	4798	385,00	15	3,75	0,81

3. wzory użyte do obliczeń:

4. 
   wykresy:

3.5. Obliczanie sprawności transformatora

1. tabela pomiarowa:

k	cosϕ	kI1n	Sn	P0n	Pzn	η
-	-	A	VA	W	W	-
1,2	1	9,6	5500	295	135	0,93
1						8				0,92
0,8						6,4				0,91
0,6						4,8				0,90
0,4						3,2				0,86
0,2						1,6				0,73
0,1						0,8				0,46

2. wykres sprawności transformatora dla cosϕ = 1

4. Uwagi i wnioski

W przeprowadzonym ćwiczeniu obiektem badań był transformator trójfazowy. Dokonaliśmy szeregu pomiarów, na które składały się: próba stanu jałowego, zwarcia i obciążenia. Uzyskane charakterystyki stanu jałowego czyli zależności P₀, I_0, I_μ,, I_0w, cosΦ₀ = f(U₀) potwierdziły ogólny zarys ich przebiegu, z których wnioskujemy, że:

• krzywa P₀ = f(U₀) jest częścią paraboli, ponieważ straty w rdzeniu są praktycznie proporcjonalne do kwadratu indukcji, a więc i do napięcia;

• składowa bierna prądu jałowego I_μ jest znacznie większa od składowej czynnej I_0w, gdyż zmienia się w funkcji napięcia wg krzywej magnesowania (dlatego przebieg prądu jałowego I₀ jest zbliżony do przebiegu prądu I_μ)

W stanie zwarcia ustalonego do uzwojeń pierwotnych doprowadza się napięcie o obniżonej wartości, tak aby podczas badań nie przekroczyć znamionowego prądu znamionowego, zaś lekko paraboliczny przebieg P_Z = f(U_Z) wynika z proporcjonalności mocy do kwadratu prądu

Charakterystyka obciążenia przedstawia m.in. napięcie U₂, które wraz ze wzrostem obciążenia nieznacznie maleje, co jest spowodowane rosnącymi spadkami napięć na impedancji zwarcia transformatora. Współczynnik mocy cosΦ₁ natomiast rośnie w miarę zwiększania obciążenia (gdyż rośnie składowa czynna mocy a składowa bierna pozostaje bez zmian).

Sprawność transformatora wyznaczona metodą strat poszczególnych, wykorzystuje wyniki pomiarów strat stanu jałowego i stanu zwarcia. Dla założonych wartości współczynnika k = I/I₀ nie osiąga ona wartości maksymalnej przy k =0,75. Nie zaobserwowaliśmy spadku sprawności mimo wzrostu prądu obciążenia (czyli jednocześnie współczynnika k). Teoretycznie spadek ten uzyskany byłby dla innych wartości k.

1

P₀ [W]

I₀, I_μ, I_0w [A], cosΦ₀

P₀

I₀

I_μ

I_0w

cosΦ₀

ΔP_0n

I_0n

cosΦ_0n

P_0n

U_0n

P_Z [W]

U_Z [V]

I_Z [A], cosΦ_Z [-]

ΔP_Zn

P_Z

I_Z

I_n

U_Zn

cosΦ_Z

I₂ [A]

I₁ [A], η, cosΦ₁ [-]

U₂ [V]

U₂

I₁

cosΦ₁

η

η [-]

k [-]

---