AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie			Imię i Nazwisko: Marcin Szybowski Piotr Susuł Dariusz Babiarz Paweł Koksa Piotr Gawęcki Wojciech Szantyka Michał Łaz
LABORATORIUM MASZYN ELEKTRYCZNYCH
Rok akademicki: 2002/2003	Rok studiów: 3			Semestr: 5
Kierunek: ELEKTROTECHNIKA				Grupa: 2 D
Temat: Transformator trójfazowy - pomiary parametrów.				Nr ćwiczenia: T-1
Data wykonania : 14.11.2002		Data oddania: 21.11.2002			Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wykonanie podstawowych pomiarów transformatora przy biegu jałowym i stanie zwarcia, a następnie wyznaczenie parametrów schematu zastępczego na podstawie dokonanych pomiarów.

2. Dane znamionowe badanego transformatora:

S_N = 50 [kVA],

U_N1 = 500 [V],

U_N2 = 120 [V],

U_Z = 3,8 [%],

I_N1 = 57,8 [A],

I_N2 = 241 [A],

Y/z

3. Pomiary biegu jałowego:

W celu wykonania pomiarów przy biegu jałowym zasilono stronę wtórną transformatora. Obwód pomiarowy został zmontowany na podstawie niżej przedstawionego schematu.

Wyniki pomiarów zawarto w tabeli:

U [V]	I1 [A]	I2 [A]	I3[A]	Iśt [A]	-P1 [W]	P2 [W]	P0 [W]	cos ϕ0
92	4	4,4	6	4,8	140	380	240	0,31
104	8	8	10	8,7	340	700	360	0,23
112	12	12	14	12,7	580	1000	420	0,21
118	16	16	17,6	16,5	840	1360	520	0,15
124	20	20	21,6	20,5	1080	1680	600	0,13
126	22	22	24	22,7	1240	1880	640	0,12

Na podstawie otrzymanych wyników wyznaczono następujące charakterystyki:

Charakterystyka magnesowania I_μ = f (Φ) wyznaczona jako I_śr = f (U). Skorzystano z takiego uproszczenia, gdyż w stanie jałowym napięcie U jest prawie równe napięciu E, które jest proporcjonalne do strumienia, a prąd I_śr jest prawie równy prądowi I_μ.

Charakterystyka P₀ = f (U). Moc stanu jałowego P₀, jako moc strat w rdzeniu, jest w przybliżeniu proporcjonalna do kwadratu napięcia, gdyż zarówno straty od prądów wirowych jak i histerezowych są przy stałej częstotliwości proporcjonalne do kwadratu indukcji magnetycznej, czyli do kwadratu napięcia.

Zależność cos ϕ₀ od napięcia U.

Odrębnym zagadnieniem przy pomiarach stanu jałowego jest określenie kształtu krzywej prądu stanu jałowego. Prąd magnesujący jest silnie odkształcony od sinusoidy. Przyczyną tego jest, pomijane zwykle przy obliczeniach, zjawisko nasycenia. Można zauważyć, że zniekształcenie krzywej prądu będzie powodować trzecia harmoniczna, musi więc istnieć możliwość dopływu tej harmonicznej do transformatora. Możliwe jest to w układzie czteroprzewodowym, w którym przewód zerowy pozwala na przepływ trzeciej harmonicznej. Mówimy wówczas o swobodnym magnesowaniu. Sytuacja wygląda podobnie, gdy jedno z uzwojeń transformatora jest połączone w trójkąt. W przypadku gdy oba uzwojenia byłyby połączone w gwiazdy bez przewodów zerowych, trzecia harmoniczna w prądzie magnesującym nie pojawia się i występuje tak zwane magnesowanie wymuszone. W praktyce nigdy nie stosuje się magnesowania wymuszonego.

4. Pomiary w stanie zwarcia:

Pomiary w stanie zwarcia wykonano przy zasileniu strony pierwotnej transformatora według schematu przedstawionego poniżej:

Wyniki pomiarów zawarto w tabeli:

U [V]	I1 [A]	I2 [A]	I3[A]	Iśt [A]	P1 [W]	P2 [W]	Pzw [W]	cos ϕzw
5	10	13	13	12	25	50	75	0,58
7	20	21	19	20	50	100	150	0,62
10	30	31	28	29,7	150	250	400	0,78
13	40	41	38	39,7	200	500	700	0,78
16	50	51	48	49,7	350	800	1150	0,84
18	57	60	54	57	450	1000	1450	0,82

Na podstawie powyższych wyników pomiarowych wyznaczono następujące charakterystyki: zależność prądu od napięcia zasilania i mocy zwarciowej od napięcia zasilania.

Jak widać na wykresach zależność prądu od napięcia jest liniowa, a mocy od napięcia kwadratowa. Dzieje się tak, ponieważ w stanie zwarcia strumień jest bardzo mały, obwód magnetyczny nie nasyca się, a zatem można przyjąć, że zarówno rezystancja jak i reaktancja zwarcia mają stałe wartości.

Zależność cos ϕ_zw od napięcia U.

5. Wyznaczenie parametrów schematu zastępczego przeliczonych na stronę napięcia 500[V]:

Schemat zastępczy transformatora można przedstawić jak na poniższym rysunku:

Parametry tego schematu wyznaczono w następujący sposób:

6. Sprawność znamionowa transformatora:

Przez znamionową sprawność rozumiemy stosunek mocy czynnej oddawanej do mocy czynnej pobieranej. Jednak w praktyce określenie jej tym sposobem jest w większości przypadków nierealne. Najczęściej więc stosuje się metodę zwaną metodą strat poszczególnych przedstawiającą się wzoru:

,

przy czym

Można przyjąć, że

Dodatkowo zakładam, że odbiornik ma charakter czysto rezystancyjny, gdyż wtedy sprawność jest największa tak więc

Wnioski.

Charakterystyki wyznaczone z pomiarów w stanie jałowym i czasie zwarcia są zbliżone do charakterystyk teoretycznych. Charakterystyka zwarcia I(U) ma przebieg liniowy, P(U) ma kształt funkcji kwadratowej. Dzieje się tak, ponieważ w stanie zwarcia strumień jest bardzo mały, obwód magnetyczny nie nasyca się, a zatem można przyjąć, że zarówno rezystancja jak i reaktancja zwarcia mają stałe wartości.

UWAGA !! BRAKUJE ZESTAWIEWNIAWSZYSTKIEGO RAZEM (patrz druga laborka)

7

---