三相变压器的联接组和不对称短路

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1、1 三相变压器的联接组和不对称短路一、实验目的1、掌握用实验方法测定三相变压器的同名端。2、掌握用实验方法判别变压器的联接组别。3、研究三相变压器不对称短路。4、观察三相变压器不同绕组联接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。二、预习要点1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。2、如何把 Y/Y-12 联接组改成 Y/Y-6 联接组以及把 Y/ -11 改为 Y/ -5 联接组。3、在不对称短路情况下，哪种联接的三相变压器电压中点偏移较大。4、三相变压器绕组的连接法和磁路系统对空载电流和电势波形的影响。三、实验项目1、测定极性2、连接并判定以下联接组(1) Y

2、/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/ -11 (4) Y/ -5 3、不对称短路(1) Y/Y 0-12 单相短路(2) Y/Y-12 两相短路4、测定 Y/Y 0 连接的变压器的零序阻抗。5、观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。四、实验方法1、实验设备序号 型号 名 称 数 量1 MET01 电源控制屏 1 台2 D34-2 智能型功率、功率因数表 1 件3 DJ11 三相组式变压器 1 件4 DJ12 三相心式变压器 1 件5 D51 波形测试及开关板 1 件6 单踪示波器 1 台2、屏上排列顺序D34-2、 DJ12、 DJ11、 D51 3、测定极性(1)

3、测定相间极性被 测 变 压器 选 用三 相 心 式变 压 器 DJ12， 用 其 中 高压 和 低压 两 组 绕组 ， 额定 容 量2 PN =152/152V A， UN =220/55V ， I N =0.4/1.6A， Y/Y 接法。测得阻值大的为高压绕组，用 A、B、 C、 X、 Y、 Z 标记。低压绕组标记用 a、 b、 c、 x、 y、 z。1) 按图 3-8 接线。 A、 X 接电源的 U、 V 两端子， Y、 Z 短接。2) 接通交流电源，在绕组 A、 X 间施加约 50%U N 的电压。3) 用电压表测出电压 UBY、 UCZ、 UBC，若 UBC= UBY -U CZ，则首

4、末端标记正确；若UBC= UBY+UCZ，则标记不对。须将 B、 C 两相任一相绕组的首末端标记对调。4) 用同样方法，将 B、 C 两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。图 3-8 测定相间极性接线图(2) 测定原、副方极性图 3-9 测定原、副方极性接线图1) 暂时标出三相低压绕组的标记 a、 b、 c、 x、 y、 z,然后按图 3-9 接线，原、副方中点用导线相连。2) 高压三相绕组施加约 50%的额定电压，用电压表测量电压 UAX、 UBY 、 UCZ、 Uax、 Uby、Ucz、 UAa、 UBb、 UCc，若 UAa =UA x-U ax，则 A

5、相高、低压绕组同相，并且首端 A 与 a 端点为同极性。若 UAa =UA X+Uax，则 A 与 a 端点为异极性，若 UAa 都不符合上述关系式，则不是对应的低压绕组。3) 用同样的方法判别出 B、 b、 C、 c 两相原、副方的极性。4) 高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。4、检验联接组(1) Y/Y-12 3 abABLLLabBcabLCcBbUUKKKUUUKUU1)1(2图 3-10 Y/Y-12 联接组( )接线图 ( )电势相量图按图 3-10 接线。 A、 a 两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB 、 Uab、 UBb、 UCc

6、 及 UBc，将数据记录于表 3-11 中 。表 3-11 实 验 数 据 计 算 数 据UAB(V) Uab(V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) 220 54.9 165.4 164.6 198.3 4 164.7 160.7 197.9 根据 Y/Y-12 联接组的电势相量图可知：为线电压之比若用两式计算出的电压 UBb， UCc， UBc 的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属 Y/Y-12 联接组。(2) Y/Y -6 将 Y/Y-12 联接组的副方绕组首、末端标记对调 ,A、 a 两点用导线相联， 如图 3-1

7、1 所示。按前面方法测出电压 UAB、 Uab、 UBb、 UCc 及 UBc，将数据记录于表 3- 12 中。表 3-12 实 验 数 据 计 算 数 据UAB(V) Uab(V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) 220 55 275.1 273.6 252.2 4 275 275 252 abL UUKABabLUUKAB4 )1()1(2LLabBcabLCcBbKKUUUKUU图 3-11 Y/Y-6 联接组( )接线图 ( )电势相量图根据 Y/Y-6 联接组的电势相量图可得若由上两式计算出电压 UBb、 UCc、 UBc

8、的数 值与实测相同，则绕组连接正确，属于 Y/Y-6 联接组。(3)Y/ -11 图 3-12 ( )接线图 ( )电势相量图按图 3-12 接线。 A、 a 两端点用导线相连， 高压侧施加对称额定电压， 测取 UAB 、 Uab、 UBb、UCc 及 UBc，将数据记录于表 3-13 中表 3-13 实 验 数 据 计 算 数 据UAB(V) Uab(V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) 220 31.4 193.4 193.1 193.4 7 193.2 193.2 193.2 根据 Y/ -11 联接组的电势相量可得若由上式计算

9、出的电压 UBb、 UCc、 UBc 的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属 Y/ -11联接组。(4) Y/ -5 将 Y/ -11 联接组的副方绕组首、末端的标记对调 ，如图 3-13 所示。实验方法同前，abLUUKAB132 LLabBcCcBb KKUUUU5 测取 UAB 、 Uab、 UBb、 UCc 和 UBc，将数据记录于表 3-14 中。图 3-13 Y/ -5 联接组( )接线图 ( )电势相量图表 3-14 实 验 数 据 计 算 数 据UAB(V) Uab(V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) UBb(V) UCc (V) UBc (V) 220.2 3

10、1.5 248.8 248.3 248. 6.99 247.97 247.97 247.97 根据 Y/ -5 联接组的电势相量图可得若由上式计算出的电压 UBb、 UCc、 UBc 的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于 Y/ -5 联接组。5、不对称短路(1) Y/Y 0 连接单相短路1)三相心式变压器按图 3-14 接线。 被试变压器选用三相心式变压器。将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零， 接通电源， 逐渐增加外施电压 , 直至副方短路电流I 2K I 2N 为止，测取副方短路电流 I 2K 和原方电流 I A、 I B、 I C。将数据记录于表 3-1

11、5 中。图 3-14 Y/Y0 连接单相短路接线图abLUUKAB132 LLabBcCcBb KKUUUU6 表 3-15 I2K (A) IA (A) I B(A) I C(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V) 1.61 0.269 0.133 0.128 1.7 5.1 40 UA(V) UB(V) UC(V) UAB (V) UBC (V) UCA (V) 10.25 20.7 15.9 27.52 6.6 25.2 2) 三相组式变压器被测变压器改为三相组式变压器，接通电源，逐渐施加外加电压直至 UAB=UBC=UCA=220V，测取副方短路电流和原方电流 I A、 I B、 I

12、 C。 将数据记录于表 3-16 中 。表 3-16 I2K (A) IA (A) I B(A) I C(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V) 0.084 0.021 0.03 0.011 1.7 53.7 53.2 UA(V) UB(V) UC(V) UAB (V) UBC (V) UCA (V) 2.3 214.8 213.7 215.8 214.3 214.8 (2) Y/Y 联接两相短路1) 三相心式变压器按图 3-15 接线。将交流电源电压调至零位置。 接通电源，逐渐增加外施电压，直至 I 2K I 2N 为止，测取变压器副方电流 I 2K 和原方电流 I A、 I B、 I C

13、 将数据记录于表 3-17 中。图 3-15 Y/Y 连接两相短路接线图表 3-17 I2K (A) IA (A) I B(A) I C(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V) 1.403 0.349 0.35 0 2.3 2.2 3.5 UA(V) UB(V) UC(V) UAB (V) UBC (V) UCA (V) 11.6 12.0 12.5 20.2 21.6 20.9 2) 三相组式变压器被 测变压器改为 三相组式变压器，重复上述实验，测取 数据记录于表 3-18中。表 3-18 I2K (A) IA (A) I B(A) I C(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V) 1.4

14、 0.349 0.349 0 3.6 3.4 7.5 UA(V) UB(V) UC(V) UAB (V) UBC (V) UCA (V) 26.7 25.9 29.9 46.6 49.1 47.5 6、测定变压器的零序阻抗(1) 三相心式变压器7 按图 3-16 接线。 三相心式变压器的高压绕组开路，三相低压绕组首末端串联后接到电源。将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，接通交流电源，逐渐增加外施电压，在输入电流 I 0=0.25I N 和 I 0=0.5I N 的两种情况下，测取变压器的 I 0、 U0 和 P0，将数据记录于表 3-19 中。表 3-19 I

15、 0L (A) U0L (V) P0L (W) 0.25I N = 4.4 0.3 0.5I N= 8.8 2.3 (2) 三相组式变压器图 3-16 测零序阻抗接线图由于三相组式变压器的磁路彼此独立， 因此可用三相组式变压器中任何一台单相变压器做空载实验， 求取的激磁阻抗即为三相组式变压器的零序阻抗。 若前面单相变压器空载实验已做过，该实验可略。7、分别观察三相心式和组式变压器不同连接方法时空载电流和电势的波形。（ 1）三相组式变压器图 3-17 观察 Y/Y 和 Y0/Y 连接三相变压器空载电流和电势波形的接线图1) Y/Y 连接按图 3-17 接线。 三相组式变压器作 Y/Y 连接，把开

16、关 S 打开 (不接中线 )。接通电源后 ,调节输入电压使变压器在 0.5U N和 UN 两种情况下通过示波器观察空载电流 i 0，副方相电势 e 和线电势 el 的波形（注： Y 接法 UN=380V ） 。在变压器输入电压为额定值时， 用电压表测取原方线电压 UAB 和相电压 UAX ， 将数据记录于表 3-20 中。 （注：做试验之前，打开控制屏背面右侧后盖将保护开关拨至关断位置，以防误操作。做完试验后再合上保护开关。 ） 表 3-20 实 验 数 据 计 算 数 据UAB（ V） UA X（ V） UAB/U A X222 128 1.734 9 2) Y0/Y 连接接线与 Y/Y 连接相同，合上开关 S，即为 Y 0/Y 接法。重复前面实验步骤，观察 i 0， e ，el 波形，并在 U1=U N 时测取 UA B 和 UA X 将数据记录于表 3-21 中。表 3-21 实 验 数 据 计 算 数 据UAB（ V） UA X（ V） U