Politechnika Lubelska

Katedra Napędu i Maszyn

Laboratorium maszyn elektrycznych

Temat: Badanie transformatora trójfazowego.

Grupa dziekańska :

Grupa laboratoryjna :

Data wykonania :

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.

• 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

Straty przy obciążeniu 448,5 W

Częstotliwość znamionowa: 50 Hz

Napięcie U_Z: 4,01 %

2 Rezystancja uzwojenia.

R_fGNśr = 37,7 Ω

R_fDNśr = 0,08 Ω

3 Pomiar przekładni:

Przekładnię mierzymy metodą woltomierzową. Po nastawieniu napięcia wyjściowego regulatora indukcyjnego RI na zero włączamy układ pod napięcie ( schemat układu w p3).Transformator zasilamy od strony GN (względy bezpieczeństwa). Przekładnię mierzymy przy napięciu obniżonym ustawiając po stronie zasilania napięcie równe ok. 380V. Dokonujemy trzech serii pomiarów dla różnych napięć odczytując każdorazowo napięcie pierwotne i wtórne, a następnie korzystając z zależności obliczamy wartość przekładni.

Poniżej przedstawiony jest schemat układu:

Oznaczenia :

A, B, C - zaciski od strony górnego napięcia

a, b, c, n - zaciski od strony niższego napięcia

UAB	Uca	1	UBC	Uob	2	UCA	Uoc	3	śr	n
V	V	-	V	V	-	V	V	-	-	-	%
400	27	8,55	15,5	27	0,33	15,5	27	0,33	3,07	15	79,53
380	26	8,44	15	26	0,33	15	26	0,33	3,03	15	79,8
350	23,5	8,61	13,5	23,5	0,33	13,5	23,5	0,33	3,09	15	79,4

Przykładowe obliczenia:

2.5 Ustalenie grupy połączeń transformatorów:

W układzie przedstawionym w p4 zaciski „A” i „a” należy połączyć ze sobą elektrycznie, a następnie transformator zasilić od strony GN napięciem obniżonym o wartości 380V.

Należy pomierzyć kolejno wartość napięć:

• międzyprzewodowe strony górnej U_AB, U_BC, U_CA,

• międzyprzewodowe strony dolnej U_ab=UA_b, U_bc, U_ac,

• napięcia między stronami tj. U_Bb, U_Cc, U_Bc, U_Cb

Na podstawie pomierzonych napięć wykonujemy w odpowiedniej, przyjętej skali napięciowej wzajemne usytuowanie trójkątów napięć międzyprzewodowych po obu stronach transformatora, i na podstawie tego wykresu określamy grupę połączeń transformatora.

UAB	UBC	UCA	Uab	Ubc	Uca	UBb	UCc	UBc	UCb
V	V	V	V	V	V	V	V	V	V
400	400	400	25	25	25	425	400	400	400

Wykres wskazowy napięć dla transformatora o grupie połączeń uzwojeń Dy 5:

2.6 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	U01	U02	U03	Usr	Io1	Io2	Io3	Isr	P1	P2	Po	∆Puo	∆PFe	cos φ
	V	V	V	V	A	A	A	A	W	W	W	W	W	-
1	400	400	400	230,94	1,5	1,1	1,5	1,37	196	180	376	0,45	375,55	0,57
2	350	350	350	202,07	0,9	0,65	0,9	0,82	92	70	162	0,16	161,84	0,56
3	300	300	300	173,2	0,55	0,35	0,55	0,48	52	8	60	0,12	59,88	0,41
4	250	250	250	144,34	0,33	0,23	0,33	0,3	32	0	32	0,022	31,98	0,42
5	200	200	200	115,47	0,23	0,17	0,23	0,21	20	0	20	0,011	19,99	0,47
6	150	150	150	86,6	0,17	0,12	0,17	0,15	12	0	12	0,005	11,99	0,53
7	100	100	100	57,73	0,12	0,09	0,12	0,11	8	0	8	0,003	7,99	0,42
8	50	50	50	28,87	0,1	0,06	0,1	0,09	4	0	4	0,002	3,99	0,51

Przykładowe obliczenia:

2.7 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	Uk	IkA	IkB	IkC	Ik	P1	P2	Pk	cos φk
-	V	A	A	A	A	W	W	W	-
1	240	1,95	1,95	1,95	1,95	8	400	408	0,5
2	200	1,6	1,6	1,6	1,6	6	140	146	0,26
3	180	1,45	1,45	1,45	1,45	4	112	116	0,26
4	160	1,3	1,3	1,3	1,3	4	88	92	0,25
5	120	0,95	0,95	0,95	0,95	2	52	54	0,27
6	80	0,63	0,63	0,63	0,63	0	22	22	0,23
7	40	0,32	0,32	0,32	0,32	0	6	6	0,27

Przykładowe obliczenia:

2.7Przeliczenie strat obciążeniowych na temperaturę umowną 75 °C.

Straty podstawowe w uzwojeniach przy znamionowym prądzie i temperaturze t obliczamy:

Straty dodatkowe obliczamy ze wzoru:

gdzie ΔP_kt odczytujemy z wykresu P_k=f(I_k)² ( P_k=f(I_k) )

i dla prądu znamionowego wartość tych strat wynosi:

ΔP_kt ~ 435 W

Przeliczeń dokonujemy korzystając ze wzorów:

Straty podstawowe:

Straty dodatkowe:

Znamionowe straty obciążeniowe ΔP_K w temperaturze umownej 75°C:

2.8 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~229 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:

Pomiarów nie przeprowadzono ze względu na uszkodzony przekładnik prądowy.

Uchyb przekładni wg obliczeń wyniósł ok. 79,5% ,co jest wartością bardzo odbiegającą od przyjętej w normie ( 0,5 % ).Powodem różnicy może być niedokładność pomiaru, i mylne odczytanie wartości.

Wykres wskazowy napięć potwierdza grupę połączeń uzwojeń transformatora Dy5.

Wykresy charakterystyk oraz obliczenia wymaganych instrukcją wartości znajdują się w wyżej zestawionych podpunktach stwierdzić możemy, że wykresy kształtami są zbliżone do omawianych teoretycznie.

Jedynym nie zrealizowanym w sprawozdaniu problemem jest napięcie zwarcia przeliczone do temperatury odniesienia ( 75°C ).Powodem była nieznajomość wartości u_x -składowej biernej napięcia zwarcia.

Nie policzono także schematu zastępczego dla składowej zerowej z powodu uszkodzenia przekładnika prądowego.

Błędne znaki lub ich brak są spowodowane błędem w moim oprogramowaniu którego nie udało mi się pokonać.

Charakterystyka mocy w zależności od prądu oraz od

V

V

V

V

U

U

U

U

kCA

kBC

kAB

k

240

3

240

240

240

3

=

+

+

=

+

+

=

kwadratu prądu w stanie zwacia

0

50

100

150

200

250

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

[ A ] [ A2 ]

[ W ]

In

In*In

Pk=f(Ik)

Pk=f(Ik*Ik)

---