POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ GÓRNICZY Gospodarka Zasobami Ziemi Rok IV/grupa 2		Wrocław, dn. 3.IV.1997 r.
Sprawozdanie z laboratorium z automatyki Ćwiczenie nr 7 (3) Temat: Badanie transformatora jednofazowego		wykonali: Katarzyna Gościk Tomasz Ratajczak Dariusz Szott
Rok akademicki 1996/97	Imię i nazwisko prowadzącego mgr inż. Fulczyk	Ocena	Data	Podpis

Celem ćwiczenia było poznanie budowy i zasady działania transformatora oraz pomiarowe wyznaczenie jego podstawowych parametrów i charakterystyk. Ćwiczenie obejmowało:

1. pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym,

2. pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia,

3. pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia.

1.SPIS PRZYRZĄDÓW

• transformator jednofazowy

• amperomierz LE - 3P; szt. 2

• watomierz LW - 1szt. 2

• woltomierz LE - 3 szt. 2

• odbiornik rezystancyjny (10 żaróweczek)

• przewody połączeniowe

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

2.1. Pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym

• połączono układ pomiarowy jak na rysunku:

• przy zamkniętym wyłączniku W1 i otwartym wyłączniku W2 zwiększono autotransformatorem napięcie U₁, aż do napięcia znamionowego Un = 110 V;

• dokonano pomiarów prądu biegu jałowego Io, napięcia U₂ i strat mocy w transformatorze dla różnych wartości napięcia U₁;

• wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli.

2.2. Pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia

• w układzie pomiarowym jak w ppkt. 2.1. zamknięto wyłączniki W1 i W2;

• przy wartości napięcia znamionowego Un = U₁ wykonano pomiary dla obciążenia (zapalano kolejne żaróweczki);

• wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli.

2.3. Pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia

• w układzie pomiarowym jak w ppkt. 2.1. odłączono obciążenie strony wtórnej;

• zwarto przez amperomierz zaciski wtórne transformatora;

• zwiększano powoli napięcie do wartości, przy której prądy płynące w uzwojeniach osiągnęły wartości znamionowe;

• wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli.

3. TABELE POMIARÓW

3.1. tabela 1 - pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym

Lp.	U1	Io	U2	Po	ΔPfe	Iμ	Ife	cosϕ0	K	Rfe	Xμ
-	V	A	V	W	W	A	A	-	-	Ω	Ω
1	110	1,70	220	20,00	11,33	1,697	0,103	0,061	0,5	1067,961	64,82
2	100	1,11	200	15,00	11,30	1,104	0,113	0,102	0,5	884,666	90,56
3	90	0,60	180	12,50	11,42	0,586	0,127	0,211	0,5	709,282	153,47
4	80	0,26	160	10,00	9,80	0,229	0,122	0,471	0,5	653,248	348,81
5	70	0,17	140	6,25	6,16	0,145	0,088	0,518	0,5	795,029	481,36
6	60	0,12	120	3,75	3,71	0,103	0,062	0,515	0,5	971,188	583,23
7	50	0,09	100	2,50	2,47	0,081	0,049	0,521	0,5	1010,949	616,45
8	40	0,07	80	2,00	1,99	0,049	0,050	0,709	0,5	805,924	810,34

Dane: Przykładowe obliczenia:

Napięcie znamionowe = 110 V I_fe = ΔP_fe / U₁ = 11,33 / 110 = 0,103

Prąd znamionowy = 5 A ΔP_fe = P₀ - I₀² * R₁ = 20 - (1,7)² * 3 = 11,33

Moc znamionowa = 250 W R_fe = U₁ / I _fe = 110 / 0,103 = 1067,961

Rezystancja uzwojeń transformatora R₁ = 3 Ω X_μ = U₁ / I_μ = 110 / 1,697 = 64,82

I_μ = = =1,697

K = U₁ / U₂ = 110 / 220 = 0.5

cos ϕ₀ = I_fe / I₀ = 0.103 / 1.7 = 0.061

3.2. tabela 2 - pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia

lp.	U1	I1	P1	U2	I2	P2	cosϕ1	cosϕ2	η
-	V	A	W	V	A	W	-	-	-
1	110	1,7	20,0	220	0	0	0,107	0,000	1,000
2	110	1,75	60,0	220	0,17	35	0,312	0,936	0,417
3	110	1,85	95,0	220	0,35	75	0,467	0,974	0,211
4	110	2,00	130,0	220	0,51	110	0,591	0,980	0,154
5	110	2,15	165,0	220	0,70	140	0,698	0,909	0,152
6	110	2,35	200,0	220	0,85	175	0,774	0,936	0,125
7	110	2,60	237,5	220	1,00	210	0,830	0,955	0,116
8	110	2,85	275,0	220	1,20	250	0,877	0,947	0,091
9	110	3,10	305,0	220	1,35	280	0,894	0,943	0,082
10	110	3,40	335,0	220	1,50	315	0,896	0,955	0,060
11	110	3,70	370,0	220	1,70	350	0,909	0,936	0,054

Przykładowe obliczenia:

cosϕ₁ = P₁ / U₁ * I₁ = 20 / 110 * 1,7 = 0.107

cosϕ₂ = P₂ / U₂ * I₂ = 0 / 220 * 0 = 0

η = P₁ - P₂ / P₁ = 20 - 0 / 20 = 1

3.3. tabela 3 - pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia

Lp.	UZ	I1	I2	PZ	cos ϕz	ZZ	RZ	XZ	eZ
-	V	A	A	W	-	Ω	Ω	Ω	%
1	2,25	5	2,6	15,0	1	0,86	0.60	0,62	2,04
2	1,75	4	2,2	10,0	1	0,79	0,62	0,49	1,59
3	1,25	3	1,5	5,0	1	0,83	0,55	0,62	1,14
4	0,87	2	1,0	2,5	1	0,87	0,62	0,61	0,79

Przykładowe obliczenia:

Z_Z = U_Z / I₂ = 2,25/2,6 = 0,86 Ω

R_Z = P_Z / I₁² = 15/5² = 0,60 Ω

X_Z = = 0,62 Ω

e_Z % = U_Z / U_1n * 100 % = 2,25/110 *100 = 2,04 %

4. UWAGI I WNIOSKI

Na podstawie wykonanych pomiarów i obliczeń wykonano wykresy wektorowe transformatora dla stanu jałowego i stanu obciążenia oraz zależności funkcyjne:

• P₀ = f (U₁)

• I₀ = f (U₁)

• cos ϕ _o = f (U₁)

• P_Z = f (U_Z)

W1

A

W

W

A

W2

U₂

U₁

V

V

Z_obc

---