1. Badanie transformatora w stanie jałowym

Poniżej umieszczamy schemat badanego układu

	Pomiary				Obliczenia
Lp.	U10	U20	I0	P0		cos  0
	V	V	mA	W	-	-
1	50,5	11,23	15,5	0,5	4,50	0,64
2	70,3	15,67	19,3	1,0	4,49	0,74
3	89,4	19,96	23,0	1,5	4,48	0,73
4	104,2	23,21	25,9	2,0	4,49	0,74
5	115,8	25,82	28,4	2,5	4,48	0,76
6	129,6	28,9	31,5	3,0	4,48	0,73
7	138,1	30,84	33,6	3,5	4,48	0,75
8	149,2	33,21	36,5	4,0	4,49	0,73
9	184,6	41,2	43,5	5,0	4,48	0,62
10	203,3	45,2	52,9	6,0	4,50	0,56
11	219,4	48,9	64,0	7,0	4,49	0,50
12	230,0	51,2	71,8	8,0	4,49	0,48
13	243,7	54,1	84,5	9,0	4,50	0,44
14	260,8	58,1	105,1	10,5	4,49	0,38

Wzory do obliczeń:

,
, U_1n = 230 V _, I_0n = 0,072 A , P_0n = 8 W

Np. dla pomiaru nr 1
=

=

Obliczamy wartości parametrów gałęzi poprzecznej schematu zastępczego ze wzorów:

R _Fe=
=
= 6612,5 [Ω]

X_µ =
=
= 3194,4 [Ω]

2. Badanie transformatora w stanie zwarcia

Schemat badanego układu

	Pomiary				Obliczenia
Lp.	U1z	I1z	I2z	Pz	cos  z
	V	A	A	W	-
1	8,56	0,28	1,4	2,5	0,35
2	12,54	0,42	1,9	5	0,34
3	13,82	0,46	2,1	6,5	0,37
4	15,31	0,51	2,3	7,5	0,35
5	18,42	0,61	2,75	11	0,36

Wzory do obliczeń:
, I_1n = 0,52 A , U_1zn = 15,7 V, P_zn = 8,04  W .

Wartości U_1zn = 15,7 V, P_zn = 8,04  W  wyznaczyłyśmy analitycznie, ponieważ przy zwarciu prąd jest proporcjonalny do napięcia, natomiast moc jest proporcjonalny do kwadratu prądu.

3. Badanie transformatora w stanie obciążenia przy U₁ = U_1n = 230V.

Schemat badanego układu

	Pomiary				Obliczenia
Lp.	I1	P1	U2	I2	P2		cos  1	∆u%
	A	W	V	A	W	-	-	%
1	0,15	30	50,6	0,5	25,3	0,84	0,87	1,17
2	0,2	43	50,5	0,6	30,3	0,70	0,93	1,37
3	0,23	50	50,2	0,8	40,2	0,80	0,95	1,95
4	0,26	57	49,7	1	49,7	0,87	0,95	2,93
5	0,3	65	49,2	1,2	59,0	0,91	0,94	3,91
6	0,33	74	49,1	1,4	68,7	0,93	0,97	4,10
7	0,38	84	48,6	1,5	72,9	0,87	0,96	5,08
8	0,46	104	48,9	1,8	88,0	0,85	0,98	4,49
9	0,5	114	48,7	2,1	102,3	0,90	0,99	4,88
10	0,59	132	47,8	2,5	119,5	0,91	0,97	6,64
11	0,67	152	47,2	2,9	136,9	0,90	0,99	7,81

Wzory do obliczeń:

,
,
,

Przykładowe obliczenia dla pomiaru nr 1: P₂ = 50,6 * 0,5 = 25,3 [W]

η =

cos  ₁ =

∆u_% =

Korzystając z charakterystyk wyznaczamy wartości η_n oraz Δu_%n:

η_n =
= 0,89 Δu_%n =

i porównujemy je z obliczoną wartością η_n ze wzoru:

η_n =

oraz obliczoną wartością Δu_R% = 6,55[%]

Odpowiednie wartości są w przybliżeniu sobie równe.

Wnioski:

Moc znamionowa transformatora stanowi informacje dl użytkownika o dopuszczalnym obciążeniu. Praca przy obciążeniu większym od znamionowego powoduje przede wszystkim nadmierne nagrzanie, prowadzące - przy nieznacznym przeciążeniu- do skrócenia czasu sprawnego działania, a przy znacznych przeciążeniach do awarii. Transformator nagrzewa się jednakowo niezależnie od przesunięcia fazowego prądu względem napięcia. Moc pozorna jest wielkością zależną od wartości napięcia i prądu, nie zależy od współczynnika mocy tzn. cos φ. Moc czynna natomiast jest wartością zależną od cosinusa kąta φ, dlatego też nie traktuje się jej jako moc znamionową.

Stan zwarcia jest stanem charakterystycznym transformatora. Praktycznie jest to stan awaryjny. W naszym przypadku realizacja tego stanu służyć miała wyznaczeniu szeregu danych charakterystycznych takich jak np. napięcie zwarcia, prąd zwarciowy i impedancja zwarcia. Powodem, dla którego napięcie zwarcia jest umieszczane na tabliczce znamionowej transformatora jest fakt, iż wskazuje on m.in. przydatność do pracy równoległej z innymi transformatorami, a co ważniejsze wartość prądu przy zwarciu.

Na podstawie charakterystyk stanu obciążenia wyznaczamy sprawność transformator, czyli stosunek mocy czynnej oddawanej przez transformator do mocy czynnej pobieranej przez niego. Można zaobserwować tendencję, że wraz ze wzrostem wartości prądu na uzwojeniu wtórnym rośnie prąd na uzwojeniu pierwotnym. Sprawność transformatora nie osiąga jedności, ponieważ część mocy ulega stratom poprzez przepływ prądów w uzwojeniach transformatora.

---