1. Dane znamionowe badanego obiektu

Nazwa urządzenia badanego: Transformator trójfazowy

Typ: MIT-3

Nr fabryczny: 78/1

2. Spis przyrządów

• Amperomierze:

- wbudowany w stół cyfrowy amperomierz LUMEL N10

• Woltomierze:

- wbudowany w stół cyfrowy woltomierz LUMEL N10

- woltomierz analogowy I29-IVa1566

• Watomierze:

- wbudowany w stół cyfrowy watomierz LUMEL N10

3. Przebieg ćwiczenia

• Pomiar przekładni

• Zbadanie transformatora w stanie jałowym

• Zbadanie transformatora w stanie zwarcia

4. Schematy pomiarowe

Rys. 4.1. Schemat transformatora

Rys. 4.2. Schemat układu do pomiaru przekładni transformatora

Rys. 4.3. Schemat układu do pomiaru charakterystyk stanu jałowego

Rys. 4.4. Schemat układu do pomiaru charakterystyk stanu zwarcia

5. Tabele pomiarowe

5.1. Pomiar przekładni

UAB	UBC	UCA	Uab	Ubc	Uca
[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	[V]	2,317	2,325	2,314	2,319
234,0	236,0	236,0	101,0	101,5	102,0

5.2. Pomiar charakterystyki stanu jałowego (zasilanie strony dolnego napięcia)

Lp.	Uab	Ubc	Uca	U0śr	Ia	Ib	Ic	I0śr	PI	PII	PIII	P0	ΔPFe		I0w	I0μ
		[V]	[V]	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[W]	[W]		[W]		[A]	[A]
1.	32,9	32,9	32,9	32,9	0,24	0,00	0,23	0,16	1,7	1,6	3,0	6,3	6,3	0,706	0,111	0,111
2.	63,5	63,7	63,6	63,6	0,32	0,22	0,31	0,28	5,3	4,8	8,5	18,6	18,5	0,596	0,169	0,228
3.	91,0	91,4	91,5	91,3	0,39	0,26	0,39	0,35	9,6	8,5	15,0	33,1	33,0	0,609	0,209	0,276
4.	123,2	123,3	123,4	123,3	0,49	0,34	0,49	0,44	15,8	13,9	24,9	54,6	54,4	0,586	0,256	0,358
5.	160,4	160,8	161,0	160,7	0,70	0,49	0,68	0,62	23,4	21,8	40,7	85,9	85,6	0,496	0,309	0,542
6.	191,7	193,1	193,7	192,8	1,07	0,77	1,04	0,96	28,6	30,1	60,2	118,9	118,1	0,372	0,356	0,892
7.	214,5	215,5	216,1	215,4	1,49	1,11	1,46	1,35	30,3	36,9	77,7	144,9	143,3	0,287	0,388	1,296
8.	229,5	230,4	230,1	230,0	1,87	1,42	1,85	1,71	30,3	42,3	91,7	164,3	161,7	0,246	0,412	1,663

5.3. Pomiar charakterystyki stanu zwarcia (zasilanie strony górnego napięcia)

Lp.	UAB	UBC	UCA	UZśr	IA	IB	IC	IZśr	PI	PII	PIII	PZ		RZ	XZ
		[V]	[V]	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[A]	[W]	[W]	[W]		[W]		[Ω]	[Ω]
1.	17,9	17,9	17,9	17,9	11,89	11,90	11,60	11,80	85,2	81,6	80,3	247,1	0,676	0,592	0,646
2.	13,8	13,8	13,8	13,8	9,14	9,18	8,95	9,09	50,5	48,7	48,1	147,3	0,678	0,594	0,644
3.	10,7	10,7	10,7	10,7	7,04	7,08	6,92	7,01	30,3	28,8	28,4	87,5	0,673	0,593	0,651
4.	7,5	7,5	7,5	7,5	4,95	4,97	4,85	4,92	15,1	14,3	14,1	43,5	0,680	0,598	0,645
5.	4,6	4,6	4,6	4,6	2,96	2,98	2,90	2,95	5,5	5,1	5,0	15,6	0,664	0,599	0,674
6.	1,5	1,5	1,5	1,5	0,94	0,96	0,95	0,95	0,6	0,5	0,5	1,6	0,648	0,591	0,694

5.4. Pomiar zmienności napięcia transformatora

Lp.	I2/I2n	I2	u	U2	cos2	sin2	uR	uX	U2n		Uwagi
		-	[A]	-	[V]	-	-	-	-	[V]		-
1.	0,25	2,88	0,0088	495,61	0,8	0,6	0,024	0,027	482,44	-0,0364		obciążenie indukcyjne
2.	0,50	5,75	0,0176	491,21
3.	0,75	8,63	0,0264	486,82
4.	1,00	11,5	0,0352	482,44
5.	1,25	14,38	0,0440	478,05
1.	0,25	2,88	0,0008	499,60								0,8	-0,6	0,024	0,027	498,47	-0,0031	obciążenie pojemnościowe
2.	0,50	5,75	0,0016	499,21
3.	0,75	8,63	0,0024	498,84
4.	1,00	11,5	0,0032	498,47
5.	1,25	14,38	0,0041	498,11

5.5. Pomiar sprawności transformatora

Lp.	I2/I2n	I2	U	PFe	Pzn	P^*obc	Pc	P2	cos2			Uwagi
		-	[A]	[V]	[W]	[W]	[W]	[W]	[W]	-	-		-
1.	0,25	2,88	500	143,3	247,1	15,4	158,7	2500	1	0,940	0,957		obciążenie czynne
2.	0,50	5,75								61,8			205,1	5000		0,961
3.	0,75	8,63								139,0			282,3	7500		0,964
4.	1,00	11,50								247,1			390,4	10000		0,962
5.	1,25	14,38								386,1			529,4	12500		0,959
1.	0,25	2,88				482,44	143,3	247,1		15,4			158,7	2000	0,8	0,926	0,947	obciążenie indukcyjne
2.	0,50	5,75								61,8			205,1	4000		0,951
3.	0,75	8,63								139,0			282,3	6000		0,955
4.	1,00	11,50								247,1			390,4	8000		0,953
5.	1,25	14,38								386,1			529,4	10000		0,950

6. Wykresy

Rys. 6.1. Charakterystyki stanu jałowego transformatora (tabela 5.2.)

Rys. 6.2. Charakterystyki stanu zwarcia transformatora (tabela 5.3.)

- dla

- dla

Rys. 6.3. Charakterystyki obliczeniowe zmienności napięcia transformatora (tabela 5.4.)

Rys. 6.4. Charakterystyki obliczeniowe sprawności transformatora (tabela 5.5.)

7. Przykładowe obliczenia

1. Pomiar przekładni (tabela 5.1, obliczenia dla U_AB)

7.2. Pomiar charakterystyk stanu jałowego (tabela 5.2, obliczenia dla pomiaru 1)

7.3. Pomiar charakterystyk stanu zwartego (tabela 5.3, obliczenia dla pomiaru 1)

7.4. Pomiar zmienności napięcia transformatora (tabela 5.4, obliczenia dla pomiaru 1)

7.5 Pomiar sprawności transformatora (tabela 5.5, obliczenia dla pomiaru 1)

8. Schematy zastępcze transformatora

- ogólny schemat zastępczy jednofazowy transformatora

X₁, X₂ - reaktancje rozproszenia związane ze zjawiskiem indukowania się siły elektromotorycznej w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym transformatora pod wpływem zmian strumienia.

R₁ , R₂ - rezystancje uzwojeń odwzorowujące straty energii zamienionej na ciepło w uzwojeniach transformatora.

R_Fe - rezystancja odwzorowująca straty w rdzeniu transformatora.

X_μ - reaktancja magnesująca związane ze zjawiskiem indukowania się siły elektromotorycznej w uzwojeniu pierwotnym transformatora pod wpływem zmian strumienia.

- dla stanu jałowego:

- dla stanu zwarcia:

R_Z = Z_Z cosϕ_Z = 0,676

=

R_Z = R₁ + R₂

R₁
R₂ = 0,5
R_Z = 0,5

=

X_Z = X₁ + X₂

X₁
X₂ = 0,5
X_Z = 0,5

=

9. Wnioski

• Na podstawie wykonanego ćwiczenia zauważamy, że wyznaczone charakterystyki stanu jałowego wykazują tendencje zgodne z modelem teoretycznym oraz zależność
  od P_0, I_0śr i U_0śr - im większe są wartości napięcia, natężenia prądu i mocy, tym mniejsza jest wartość współczynnika mocy. Ponadto, potwierdziliśmy fakt, iż moc pobrana przez transformator w stanie jałowym P₀ jest głównie zużywana na straty w rdzeniu ΔP_Fe.. Jednocześnie wraz z wzrostem P_0, rosną również straty na rezystancji uzwojenia zasilanego
  oraz wartość
  - udział tych strat odgrywa istotniejszą rolę w ogóle strat wraz ze zwiększeniem mocy pobieranej przez transformator w stanie jałowym (przy założeniu, że straty dielektryczne w izolacji
  są pomijalnie małe).

• Natomiast, podczas pomiaru charakterystyk stanu zwarcia widoczne są brak powiązań między
  , R_Z, a P_Z, U_Zśr, I_Zśr - niezależnie czy wartości mocy, napięcia, natężenia prądu rosną, czy maleją, rezystancja zastępcza i współczynnik mocy wykazują podobne wartości i ich charakterystyki są zbliżone do poziomej linii prostej. Ponadto, w przeprowadzonym ćwiczeniu wykazaliśmy, że napięcie zwarcia spełnia założenie o dopuszczalnej wartości - wartość napięcia zwarcia należy do przedziału 3-12% wartości napięcia znamionowego.

---