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1、四川大学电气信息学院实 验 报 告 书课程名称： 电机学 实验项目： 三相变压器的空载及短路实验 专业班组： 电气工程及其自动化105，109班 实验时间： 2014年11月21日 成绩评定： 评阅教师： 电机学老师：曾成碧报告撰写：一、实验目的：1 用实验方法求取变压器的空载特性和短路特性。2 通过空载及短路实验求取变压器的参数和损耗。3 计算变压器的电压变化百分率和效率。4掌握三相调压器的正确联接和操作。5 复习用两瓦特法测三相功率的方法。2 思考题的回答1.求取变压器空载特性外施电压为何只能单方向调节？不单方向调节会出现什么问题？答：因为当铁磁材料处于交变的磁场中时进行周期性磁化时存在磁
2、滞现象。如果不单方向调节变压器外施电压，磁通密度并不会沿原来的磁化曲线下降，所以会影响实验结果的准确性。2. 如何用实验方法测定三相变压器的铜、铁损耗和参数？实验过程中作了哪些假定？答：变压器的空载实验中认为空载电流很小，故忽略了铜耗，空载损耗近似等于变压器铁耗，同时忽略了绕组的电阻和漏抗。空载时的铁耗可以直接用两瓦特法测得，根据公式可以求得励磁电阻，由可以求得励磁阻抗，由可以求得励磁电抗值。在变压器的短路实验中，由于漏磁场分布十分复杂，故在T形等效电路计算时，可取，且。同时由于外加电压低，忽略了铁耗，故假设短路损耗等于变压器铜耗。短路损耗可直接由两瓦特法测得，有公式可得，故。3.空载和短路实
3、验中，为减小测量误差，应该怎样联接电压接线？用两瓦特表法测量三相功率的原理。答：变压器空载实验中应当采用电流表内接法。因为空载实验测量的是励磁阻抗，阻抗值较大，若采用电流表外接法，电压表会有明显的分流作用，从而产生较大的误差。变压器短路实验应当采用电流表外接法。因为短路实验中测量的是漏阻抗，阻抗值较小，若采用电流表内接法，会产生明显的分压作用，导致测量不准确。4. 变压器空载和短路实验时，应注意哪些问题？一般电源应接在哪边比较合适？为什么？答：在做变压器空载实验时，为了便于测量同时安全起见，应当在变压器低压侧加电源电压，让高压侧开路。在实验过程中应当将激磁电流由小到大递升到1.15左右时，只能
4、一个方向调节，中途不得有反方向来回升降。否则，由于铁芯的磁滞现象，会影响测量的准确性。在做变压器短路实验时，电流较大，外加电压很小，为了便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。在实验过程中应注意为了避免过大的短路电流，短路实验在较低的电压下进行，通常以短路电流达到额定值为限；外加电压应从零开始逐渐增大，直到短路电流约等于1.2倍额定电流；在实验过程中要注意变压器的温升。三实验内容及步骤3.1实验内容1.测变比K。2.空载实验，测取空载特性。 U0f(I0) P0f(u0) cos0f(u0)3.短路实验，测取短路特性 Ukf(Ik) Pkf(Ik) coskf(Ik)接线图见篮色部分3.2
5、变压器变比的测量按上图调压器原边接电源，付边接电流插合一边，电流插合另一边接变压器低压绕组，高压绕组开路，合上电源开关K，调节调压器付边输出电压，合外施电压为低压绕组额定电压的一半左右（即U200.5U2N）对应不同的外施电压，测量高低压绕组的UAB,UBC,UCA,Uab,Ubc,Uca,对应不同外施电压测量三组数据。记录于下表：序号UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏1171.11001.711174.0100.71.728171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.689.91.7201.7213137.2
6、801.715140.381.21.728137.079.71.7191.721注意：而 K=同理 变比K是三次数据的平均值。3.3变压器空载实验实验线路如上图空载实验在低压侧进行，调压器原边接电源，付边接电流插合一端，电流插合别一端接低压侧首端a,b,c,高压侧开路。仪表接线如下图 合上电源开关K之前，应将调压器手柄调到输出电压为零的位置，然后闭合开关K，将电流插销插入插盒，电压测针插在正确位置。调节调压器使输出电压为低压绕级额定电压1.1到1.2倍，记下每一组数据，然后单方向逐次降低电压，每次测量低压侧空载电压，电流及功率（用两瓦法测三相功率时，其两次功率读数就是a相电流，ab相电压，这是
7、功率是Pab, 和c相电流，bc相电压，这时功率是Pbc；b相电流，和ac相电压。功率不计。在测时应该注意正负，主要看功率表指针方向。如果打反针则要将插梢换个方向。）测7到8组数据记录于下表。三相总功率等于Pab，Pbc的代数和。序号1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.
8、15Pab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3Pbc/W168125816141.529.319.83.4变压器短路实验接线图如下短路实验在高压侧进行，高压绕组经电流插盒和调压器接至电源，低压绕组用较粗导线直接短路。仪器接线同上，仪表选择原则是：电流表量程大于高压边额定电流，电压表应是低量程的，因为短路电压只有额定电压的百分之几，而功率表应选高功率因素瓦特表。为减小测量误差，电压接线应接至上图中的A，B，C位置（即电流之后或负载端）。合上电源之前，一定要注意将调压器手柄置于零的位置。然后接入仪表，合上电源开关K，缓慢调节调压器输出，使短路电流Ik达到高压绕组的额定电流I1N。在I
9、k=I1N到0.4I1N范围内较快测取4，5组数据（因短路电流较大，为避免变压器发热而烧坏，故第一组应动作迅速）其测量顺序同空载顺序（用两瓦法测三相功率时，其两次功率读数就是a相电流，ab相电压，这是功率是Pab, 和c相电流，bc相电压，这时功率是Pbc；b相电流，和ac相电压。功率不计。在测时应该注意正负，主要看功率表指针方向。如果打反针则要将插梢换个方向。）三相总功率等于Pab，Pbc的代数和。并将数据记录于下表。序号短路实验数据UABUBCUACIAIBICPABPBC伏伏伏安安安瓦瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64
10、.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.0四计算与分析4.1计算变压器变比K实验测得数据见下表： 序号UABUabKAUBCUbcKBUACUacKCK伏伏伏伏伏伏1171.11001.711174.0100.71.728171.599.81.7181.7192154.6901.718157.491.21.726154.689.91.7201.7213137.2801.715140.381.21.728137.079.71.7191.721 所以最后取K平均值得：4.2变压器空载实验实验测得数据
11、见下表：序号1234567Uab/V420380320280230190150Ubc/V420384320281231189150.3Uac/V419380319279229189148.4Ia/A0.530.410.300.250.200.170.14Ib/A0.530.420.300.250.200.170.14Ic/A0.560.440.310.260.210.180.15Pab/W-60-34-12-5-1.3-0.1-0.3Pbc/W168125816141.529.319.8计算公式：；根据以上公式处理上表中的数据，得到的结果见下表：序号空载实验数据1419.70.540108.0
12、0.2752385.30.42391.00.3223319.60.30369.00.4114280.00.25356.00.4565230.00.20340.20.4976189.30.17329.20.5157149.60.14319.50.526根据该表所得数据，用MATLAB软件做出空载特性曲线1. 空载电压与空载电流关系：2. 空载损耗与电压关系：3. 功率因素和空载电压的关系：4.3变压器短路实验变压器短路实验数据见下表：序号短路实验数据UABUBCUACIAIBICPABPBC伏伏伏安安安瓦瓦129.631.029.95.05.25.4-4.0145.0226.528.126.44.54.64.9-3.8118.0323.424.523.24.04.14.2-2.390.0421.323.321.13.53.84.0-3.979.0计算公式：；根据以上公式处理上表中的数据，得到的结果见下表：序号短路实验数据130.25.2141.00.518227.04.7114.20.520323.74.187.7
