Politechnika Lubelska

Katedra Miernictwa Elektrycznego

****

Laboratorium

Metrologii

****

Temat: Zastosowanie mostków prądu

stałego

Grupa dziekańska : ED 6.3

Grupa laboratoryjna : Magdalena Jagiełło

wykonał : Krzysztof Białas

Data wykonania : 1997.03.18,25

Wstęp:

Omówienie metod pomiarowych

Celem ćwiczenia jest poznanie zasadniczych własniści transformatora trojfazwego olejowego i przeprowadzenie zasadniczych prób i pomiarów wykonanych podczas technicznego odbioru transformatora oraz wyznaczenie parametrów schematów zastępczych dla składowych symetrycznych transformatora.

Pomiar przekładni:

Przekładnię mierzymy metodą woltomierzową.Po nastawieniu napięcia wyjściowego regulatora indukcyjnego RI na zero włączamy układ pod napięcie ( schemat układu w p3).Transformator zasilamy od strony GN (względy bezpieczeństwa). Przekładnię mierzymy przy napięciu obniżonym ustawiając po stronie zasilania napięcie równe ok. 380V. Dokonujemy trzech serii pomiarów dla różnych napięć odczytując każdorazowo napięcie pierwotne i wtórne, a następnie korzystająć z zależności obliczamy wartość prekładnii.

Ustalenie grupy połączeń transformatorów:

W układzie przedstawionym w p4 zaciski „A” i „a” należy połączyć ze sobą elektrycznie, a następnie transformator zasilić od strony GN napięciem obniżonym o wartości 380V.

Należy pomierzyć kolejno wartość napięć:

• międzyprzewodowe strony górnej U_AB, U_BC, U_CA,

• międzyprzewodowe strony dolnej U_ab=UA_b, U_bc, U_ac,

• napięcia między stronami tj. U_Bb, U_Cc, U_Bc, U_Cb

Na podstawie pomierzonych napięć wykonujemy w odpowiedniej, przyjętej skali napięciowej wzajemne usytuowanie trójkątów napięć międzyprzewodowych po obu stronach transformatora, i na podstawie tego wykresu określamy grupę połączeń transformatora.

Wykonanie próby stanu jałowego:

Przy wykonywaniu tej próby transformator zasila się od strony DN (wówczas po stronie GN występuje pełna wartość napięcia ). Podnosząc napięcie od wartości 0 do 1,1U_n odczytuje się wartości prądów napięcia zasilającego i mocy, następnie na podstawie odpowiednich zależności wylicza się potrzebne wartości i wykreśla potrzebne charakterystyki.

Wykonanie próby stanu zwarcia:

Przy próbie w stanie zwarcia transformator zasilany jest od strony GN. Napięcie zasilające należy podnosić do takiej wartości, przy której prąd osiągnie wartość ok. 1,1I_N a następnie wykonać pomiary obniżając napięcie. Uzyskane wyniki pomiarów notujemy w tabelce, następnie wykonujemy obliczenia potrzebnych wielkości i wykreślamy charakterystyki.

Wyznaczenie parametrów schematu zastępczego transformatora dla składowej zerowej.

Badany transformator zasilany jest od strony DN a jego uzwojenia połączone są równolegle. Celem wykonania tej próby należy zwiększyć napięcie do takiej wartości , aby prąd pobierany przez transformator był równy 3 I_2Nph. Następnie zmniejszać wartość tego napięcia i wykonać ok. 5 serii pomiarów, a otrzymane wyniki zestawić w tabelce. Następnie stosując zależności wyliczamy parametry układu dla składowej zerowej i wykreślamy charakterystyki.

Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu:

-przesuwnik fazowy S_n=2kVA PL-E10-P3-8

-autotransformator 0~260V PL-E10-P3-114

-mierniki tablicowe

a).amperomierz I_n=4A Nr 1221719

b).watomierz Nr 102070

c).woltomierz U_n=400V Nr 023303

U_n=25V Nr 20442

-watomierze

a).U_n=260V/400V I_n=2A 260dz PL.-E10-P3-320

b).U_n=200V/400V I_n=2A 100dz PL.-E10-P3-351

-amperomierze

a).wielozakresowy LE-3P

I_n=0,6 1,2 3 6 12 A 60dz PL-E10-P3-1518

PL-E10-P3-1526

PL-E10-P3-1522

b).elektromagnetyczny LE-1

I_n=5,10 A PL-E10-P3-459

1. Dane znamionowe transformatora.

S_n = 20 kVA

U₁ = 6 kV ± 5 %

U₂ = 400 ÷ 231 V

u_z% = 4,01 %

P_o = 147,8 W

P_obc = 448,5 W

I₁ = 1,925 A

I₂ = 28,86 A

f = 50 Hz

P_jał=147,8 W

2. Sprawdzenie rezystancji izolacji uzwojeń transformatora,rezystancja uzwojeń transformatora.

a) pomiar rezystancji izolacji

	Uzwojenie górne			Uzwojenie dolne
wartość rezystancji po czasie t	rezystancja izolacji w fazie A	rezystancja izolacji w fazie B	rezystancja izolacj fazie C	rezystancja izolacji w fazie a	rezystancja izolacji w fazie b	rezystancja izolacji w fazie c
[ s ]		[MΩ]			[MΩ]
15	∼800	∼800	∼900	∼1800	∼1900	∼1800
60	∼1000	∼1100	∼1200	∼2500	∼2500	∼2300

R_GN60śr ~ 1100 MΩ R_DN60śr~1830 MΩ

R_GN15śr ~ 830 MΩ R_DN15śr~2400 MΩ

stopień wilgotności oleju =

b). rezystancja uzwojeń:

RfGNśr	RfDNśr
Ω	Ω
45.83	0.1

3. Pomiar przekładni.

Układ pomiarowy do wyznaczenia przekładni transformatora trójfazowego metodą

woltomierzową

Oznaczenia :

A, B, C - zaciski od strony górnego napięcia

a, b, c, n - zaciski od strony niższego napięcia

L.p	UAB	Uoa	ϑ'	UBC	Uob	ϑ''	UCA	Uoc	ϑ'''	ϑśr	ϑn	Δϑ
	V	V	-	V	V	-	V	V	-	-	-	%
1	395	14,7	15,51	395	14,9	15,305	395	14,9	15,305
2	300	11,5	14,99	300	11,6	14,931	300	11,6	14,931	15,404	15	2,699
3	250	9,35	15,43	250	9,3	15,520	250	9,4	15,355
4	200	7,3	15,81	200	7,3	15,817	200	7,25	15,926

Przykładowe obliczenia:

4. Ustalenie grupy połączeń transformatora, przy połączonych zaciskach A i a.

Układ pomiarowy do wyznaczania grupy połączeniowej transformatora.

L.p	UAB	UBC	UCA	Uab	Ubc	Uca	UBb	UCc	UBc	UCb
-	V	V	V	V	V	V	V	V	V	V
1	380	380	382	24,9	25	24,9	397	399	397	378
2	300	295	305	19,1	19,3	19,2	315	316	315	300
3	245	245	245	16	16	16,1	262	262	260	247
4	200	195	200	12,9	12,9	12,9	210	210	210	200

Wykres wskazowy napięć dla transformatora o grupie połączeń uzwojeń Dy 5:

5. Próba stanu jałowego.

Układ połączeń przy próbie stanu jałowego.

L.p	UAB	UBC	UCA	Usr	Io1	Io2	Io3	Isr	α1	α2	Po	ΔPuo	ΔPFe	cos ϕ
	V	V	V	V	A	A	A	A	dz	dz	W	W	W	-
1	400	400	390	229,0	30,5	21	29	1,341	37	47	440,61	0,540	440,07	0,478
2	350	350	350	202,0	17,5	11,9	17	0,773	21,5	20	233,53	0,179	233,35	0,498
3	300	295	295	171,2	11	7	10,8	0,48	13	16	153,23	0,069	153,16	0,621
4	250	250	245	143,3	17	10,5	17	0,296	15	14	88	0,026	87,97	0,689
5	200	195	195	113,5	11,5	7	11,5	0,2	8,5	7,5	49	0,012	48,98	0,719
6	145	145	145	83,7	8,8	5,5	9	0,155	5	2	24	0,007	23,99	0,615
7	100	100	100	57,7	13,8	8,8	14,8	0,124	5,5	-1	10	0,0046	9,99	0,463
8	50	50	50	28,8	12	7,5	12,5	0,106	3,5	-4	3	0,0034	2,99	0,324

Przykładowe obliczenia:

6. Próba stanu zwarcia.

Układ pomiarowy do wyznaczenia parametrów transformatora w stanie zwarcia.

L.p	UkAB	UkBC	UkCA	Uk	IkA	IkB	IkC	Ik	α1	α2	Pk	cos ϕk
-	V	V	V	V	dz	dz	dz	A	dz	dz	W	-
1	253	253	253	253	40	40	40,3	2,	210	5	440	0,500
2	224	223	220	222,3	35	35	35	1,75	160	3,9	335,6	0,497
3	191	190	190	190,3	30	30	30,1	1,5	117	2,6	244,4	0,493
4	159	159	159	159	25	25	25	1,25	80	1,8	167,2	0,485
5	128	127	127	127,3	20	20	20,1	1,00	52	1	108	0,488
6	96	95	96	95,6	15	15	14,9	0,748	29	0,5	60	0,483
7	64	64	64	64	10	10	10	0,5	13	0,2	26,8	0,483
8	32	31	31	31,3	5	5,1	5	0,25	3,4	0	6,8	0,497

Przykładowe obliczenia:

7.Przeliczenie strat obciążeniowych na temperaturę umowną 75 °C.

Straty podstawowe w uzwojeniach przy znamionowym prądzie i temperaturze t obliczamy:

Straty dodatkowe obliczamy ze wzoru:

gdzie ΔP_kt odczytujemy z wykresu P_k=f(I_k)² ( P_k=f(I_k) )

i dla prądu znamionowego wartość tych strat wynosi:

ΔP_kt ~ 435 W

Przeliczeń dokonujemy korzystając ze wzorów:

Straty podstawowe:

Straty dodatkowe:

Znamionowe straty obciążeniowe ΔP_K w temperaturze umownej 75°C:

8.Wyznaczenie parametrów schematów zastępczych dla składowych zgodnej,

przeciwnej i zerowej.

a).wyznaczenie parametrów schematu zastępczego transformatora dla składowej

zgodnej i przeciwnej.

Z próby stanu jałowego dla U~229 V otrzymujemy:

gdzie:

Z próby stanu zwarcia otrzymujemy:

Schemat zastępczy transformatora ( jedna faza ):

b).schemat zastępczy transformatora dla składowej zerowej.

Układ połączeń do pomiaru parametrów dla składowej zerowej:

L.p	U		I	α	cw	P	Z2^(0)	R2^(0)	X2^(0)
-	V	dz	A	dz	W/dz	W	om	om	om
1	9,3	45	90	42		420	0,31	0,2059	0,2317
2	9	42,8	85,6	38,9		389	0,3154	0,2082	0,2369
3	8	38,2	76,4	31		310	0,3141	0,2064	0,2367
4	7	33,7	67,4	24,3	0,5	243	0,3115	0,2016	0,2375
5	6,1	28,6	57,2	18		180	0,3199	0,2067	0,2441
6	5,5	23,4	46,8	13,5		135	0,3525	0,2240	0,2721
7	3,5	13,2	26,4	5		50	0,3977	0,245	0,3133
8	1,2	3,5	7	0,5		5	0,5142	0,288	0,4260

Przykładowe obliczenia:

ϑ-przekładnia przekładnika prądowego ϑ=100A/5A

Wartość rezystancji przy prądzie I=90A przeliczona na temperaturę umowną wynosi:

Schemat zastępczy transformatora dla składowej zerowej:

9.Winoski:

Uchyb przekładni wg obliczeń wyniósł ok 2.7% ,co jest wartościa nieco odbiegającą od przyjetej w normie ( 0,5 % ).Powodem różnicy może być niedokłądnośc pomiaru, a także dosyć duży stopień zawilgocenia oleju ( 1,32 >1,3 ) który jest nieznacznie większy od wartości przyjętej.

Wykres wskazowy napięc potwierdza grupę połączeń uzwojeń transformatora Dy5.

Wykresy charakterystyk oraz obliczenia wymaganych instrukcją wartości znajduja się w wyżej zestawionych podpunktach.Stwierdzić możemy, że wykresy kształtami są zblizone do omawianych teoretycznie.

Jedynym nie zrealizowanym w sprawozdaniu problemem jest napięcie zwarcia przeliczone do temperatury odniesienia ( 75°C ).Powodem była nieznajomość wartości u_x -składowej biernej napięcia zwarcia.

---