L A B O R A T O R I U M.

Kierunek studiów: automatyka i robotyka		Rok studiów: I I
Specjalność: Systemy pomiarowe.
Semestr: letni	Rok akademicki:1999/2000

Nr ćw.:	Temat ćw.: Badanie transformatora trójfazowego, trójuzwojeniowego.
1

Ćwiczenie wykonali
1	2	3
nazwisko imię	nazwisko imię	nazwisko imię

Ocena za sprawozdanie:

Data:

Uwagi:

Termin zajęć:	dzień tygodnia: środa			godz. 11.00
Termin oddania Sprawozdania: 30.II.2000		Sprawozdanie oddano: 30.II.2000

1.Dane znamionowe transformatora odczytane z tabliczki znamionowej:

U_f =190 - 220 [V] - napięcie fazowe

U_p =380 - 500 [V] - napięcie międzyfazowe

U_wtór = 70 [V] - napięcie wtórne

I_N = 17 [A] - prąd znamionowy

S = 2,1 [kVA] - moc pozorna

2. Pomiar rezystancji uzwojeń wykonany metodą w układzie poprawnie mierzonego napięcia.

Strona pierwotna .

	U [V]	I [A]	R [Ω]
RAB	1,2	0,8	1,5
RBC	1,2	0,8	1,5
RCA	1,2	0,8	1,5

R_A = 0,5(R_AB + R_CA - R_BC) = 0,75Ω

R_B = 0,5(R_AB + R_BC - R_AC) = 0,75Ω

R_C = 0,5(R_AC + R_BC - R_AB) = 0,75Ω

Strona wtórna .

	U [V]	I [A]	R [Ω]
Rab	0,8	4,2	0,19
Rbc	0,8	4,2	0,19
Rca	0,8	4,2	0,19

R_a = 0,5(R_ab + R_ca - R_bc) =

R_b = 0,5(R_ab + R_bc - R_ac) =

R_c = 0,5(R_ac + R_bc - R_ab) =

R_V=1000 [Ω/V]

3. Wyznaczanie charakterystyk stanu jałowego .

Tabela pomiarowa:

U[V]	J0a[A]	J0b[A]	J0c[A]	J0[A]	P0a[W]	P0b[W]	P0[w]	cosϕ0
415	0,75	0,45	0,68	0,63	-50	120	70	0,155
380	0,5	0,31	0,47	0,43	-25	74	49	0,173
340	0,36	0,23	0,33	0,31	-13	50	37	0,203
300	0,24	0,16	0,22	0,21	-5	33	28	0,257
260	0,17	0,11	0,16	0,15	0	21	21	0,311
220	0,12	0,08	0,12	0,11	0	14	14	0,334
180	0,1	0,06	0,09	0,08	0	9	9	0,361
140	0,07	0,05	0,07	0,06	0	6	6	0,412
100	0,06	0,03	0,05	0,05	0	4	4	0,462
60	0,04	0,01	0,03	0,03	0	2	2	0,642

Do obliczeń korzystaliśmy ze wzorów:

P₀=P₀₁+P₀₂

J₀=(J_0a+J_0b+J_0c)/3

Charakterystyki stanu jałowego przy J₂=o i f_n=const

4. Wyznaczanie charakterystyki stanu zwarcia .

Tabela pomiarowa

U[V]	Jza[A]	Jzb[A]	Jzc[A]	Jz[A]	Pza[W]	Pzb[W]	Pz[w]	cosϕz
16	4,0	3,2	3,9	3,70	50	64	114	1,11
15	3,5	2,9	3,4	3,27	50	45	95	1,11
12	3,0	2,4	2,9	2,77	35	30	65	1,12
10	2,5	2,0	2,4	2,30	25	24	49	1,23
7	2,0	1,5	1,9	1,80	15	14	19	0,87
4	1,5	1,1	1,4	1,33	6	7	13	1,41
2	1,2	0,9	0,9	1	5	4	9	2,60

Do obliczeń korzystaliśmy ze wzorów

P_z=P_z1+P_z2

J_z=(J_za+J_zb+J_zc)/3

Charakterystyki stanu zwarcia przy U₂=o i f_n=const

5. Pomiar przekładni .

Dla wielkości mierzonej :

srona pierwotna U_g=380V

strona wtórna U_d=70V

6. Wyznaczanie sprawności znamionowej transformatora na podstawie wzoru .

Sprawność obliczamy przy obciążeniu znamionowym cosϕ=1

gdzie :

P₂=2.1kVA

ΔP_Fe dla wartości U=70V w stanie jałowym

ΔP_cuz jest w przybliżeniu równa mocy w stanie zwarcia P_z=114 W przy prądzie J_z=3.7 A na stronie pierwotnej ,

po podstawieniu tych wartości sprawność transformatora wynosi :

7.Wyznaczanie parametrów schematu zastępczego transformatora trójfazowego:

Obliczenia:

8.WNIOSKI

Pierwszym punktem w naszym ćwiczeniu był pomiar rezystancji uzwojeń strony wtórnej i pierwotnej. Pomiaru tego dokonywaliśmy za pomocą metody dokładnie mierzonego napięcia.. Z uzyskanych wyników widać że jest ona bardzo mała(R_zp=0,75Ω,R_zw=0,095Ω).

Następnym punktem było wyznaczenie charakterystyk stanu jałowego. Charakterystyki stanu jałowego transformatora są zależnościami prądu J₀ i strat jałowych P₀ oraz współczynnika mocy cosϕ₀ w funkcji napięcia zasilania jednej ze stron przy stałej częstotliwości jeżeli uzwojenie strony drugiej jest rozwarte. Na podstawie zmierzonego prądu i strat jałowych wyznaczyliśmy współczynnik mocy , który przyjmował wartość w zakresie 0.15...0.64. Z charakterystyki J₀=f(U) wynika , że zasilanie transformatora napięciem mniejszym niż napięcie znamionowe jest możliwe natomiast praca przy zwiększonym napięciu ponad wartość znamionową powoduje znaczny wzrost prądu jałowego. Również na podstawie charakterystyki P₀=f(U) można zauważyć istotny wzrost strat w rdzeniu przy podwyższonym napięciu zasilania; może się to stać przyczyną nadmiernego nagrzania i uszkodzenia transformatora .

Następnie wyznaczyliśmy charakterystyki zwarcia , są to zależności prądu J_z , strat P_z oraz współczynnika mocy cosϕ_z w funkcji napięcia zasilania jednej ze stron transformatora przy stałej częstotliwości i zwartej stronie drugiej. Na podstawie charakterystyk zwarcia można określić wartość strat w uzwojeniach transformatora. Przy wzroście napięcia zasilania w stanie zwarcia następuje gwałtowny wzrost prądu zwarciowego, który powoduje nadmierne grzanie się transformatora co może doprowadzić do stopienia się izolacji, a w konsekwencji do uszkodzenia transformatora. Wartość współczynnika mocy kształtowała się w zakresie cosϕ_z=0.87...2.6, co jest niemożliwe ponieważ cosϕ<1. Można to wytłumaczyć dużą niedokładnością użytych w doświadczeniu przyrządów, ale również tym, że pracowaliśmy na najniższych zakresach i przy bardzo małych wychyleniach. W takich przypadku nawet niewielki błąd w odczycie (np.1 działka) prowadził do nierealnych i dalece odbiegających od rzeczywistości wyników.

Ostatnim zadaniem było wyznaczenie przekładni i sprawności znamionowej . Obliczona sprawność transformatora wyniosła 0.92.

R₁

X_σ1

X_σ2'

R₂'

I₁

I₂'

I₀

I_Fe

I_m

R_Fe

X_m

R_obc

U₁/

U₂'/

---