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1、实验四 单相变压器的空载、短路和负载特性一、实验目的1、通过空载和短路实验，测定变压器的变比和参数2、通过负载实验，测取变压器的工作特性二、实验项目1、测变比 K2、 空载实验测取空载特性：I=fU P=f(U),cosQ =f (U )。0 ( 0 )， 0 0 0 03、 短路实验测取短路特性：P、U、cos =f (I )。k k k k4、 负载实验( 1)纯电阻负载外特性 ( 2)电感负载外特性三、实验设备与仪器单相变压器、调压器、电气仪表、双刀开关、电阻器、电抗器。四、实验说明(一)测变比 k1、实验接线如图1T所示。电源开关K、调压器T接至变压器T低压绕组。变1 、 1压器T 高
2、压绕组开路。2、闭合电源开关K。调节变压器T低压绕组外施电压，使U 05 U。1 0 N3、对应于不同的外施电压U，测量T低压绕组侧电压U及高压绕组外施电压1 axU。AX.共取数据3组，记录于表1-1中。U*图中T三相调压器T三相变压器1图 1-1 测变比接线图表 1-1 测定单相变压器变比序号U /VU /V变比k123二)空载实验1 、 实验接线图，如图 1-22、实验步骤闭合开关K ,调节调压器T，使变压器T低压侧外施电压至1.2U。逐次降低1 1 N 外施电压，每次测量空载电压U、空载电流I、空载损耗P，共取数据6组（包括U=U点，在该点 0 0 0 0 N 附近测点应较密），记录于
3、表 1-2 中。图 1-2 空载实验接线图表 1-2 单相变压器空载实验序号实验数据计数数据U/VI /AP/WU *I *cose6组UUUUUU三）短路实验 1 、实验接线图，如图 1-3U*图 1-3 短路实验接线图2 实验步骤 闭合开关K,接通电源。逐渐增大外施电压，使短路电流升至1.11。N 在（1.10.5） I范围内，测量短路功率P，短路电流I，短路电压U。NKKK 共取数据 5 组（包括 I=I ），记录于表1-3 中。KN表 1-3 单相变压器短路实验序号L/AU/VP/Wcose ”5组（四）负载实验1、实验接线图，如图 1-42、实验步骤（1 ）纯电阻负载实验（COSQ
4、2=1） 变压器T二次侧经开关K接可变电阻器R （灯箱或变阻器）。将负载电阻调 2L 至最大值。 闭合开关 K ，调节外施电压，使 U=U 。1 1 1N 闭合开关 K ，并保持 U=U 不变，逐次减少负载电阻，增加负载电流。2 1 1N 使输出电流从零（1=0, U U ）变化至额定值，在此范围内测量输出电流2 2= 20I 和电压 U 。22 共取数据 6 组（包括 I=I 点），记录于表 1-4 中。2 2N图 1-4 负载实验接线图表1-4序号6组单相变压器纯电阻负载实验I/A(cos =1， U =U = V)12 1 1NU/V（ 2）电感性负载（ cos =0.8） 在以上纯电阻
5、负载实验线路中，再增加一个电抗器L,把它与可变电阻器RL 并联（或串联）组成变压器的感性负载。为监视负载功率因数，需在变压器输出端接功率因数表。 变压器 T 接通电源前，须把负载电阻器R及电抗器L调至最大值。L 闭合开关K、K。调节变压器T外施输入电压，使U=U。121 1N 保持U=U , cos =0.8不变，逐次减小负载电阻R和电抗L,增加负载电流。1 1N2L表 1-5 单相变压器电感性负载实验I/Acos =0.8， U=U = V)|21 1NU/V 在负载由零增至额定值范围内，测量输出电流I和电压U。共取数据6组， 22 记录于表 1-5 中。序号6组五、实验报告1、计算变比取平
6、均值计算被测试变压器的变比1、根据空载实验数据(表 1-2中记录数据)，作空载特性曲线并计算励磁参数1) 作空载特性曲线 计算U*、I*和cos0 0 0U*0=U0UNI* =0INPcos 0=0-0UI00 将计算的数据填入表1-2中，并根据数据作空载特性曲线I =f (U )、P=f (U )和 0 0 0 0 cos =f(U )。00( 2)计算励磁参数从空载特性曲线上查得空载电压为额定电压(U=U )时的I及P，用以计算励磁参 0 N 0 0数 由于空载电流很小，空载铜耗可以忽略，认为空载实验所测功率即为变压器的铁耗。因此，P励磁电阻为R/ = 0-m I 2 0U 励磁阻抗(忽
7、略一次绕组的漏阻抗)Z/=fmI0 励磁电抗X/ = Z/2 R/2mmm 将励磁参数归算到高压侧。因空载实验是在低压侧进行的，故将励磁参数归算到高压侧为R=k2R/mmZ=k2Z/mmX=k2X/mm1、根据短路实验数据(表 1-3 记录数据)，作短路特性曲线并计算短路参数(1) 作短路特性曲线 U=f(I)、P=f(I)和 cos =f(I)k k k k k kP式中cos = k-kUIkk（2）计算短路参数 从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流（即 I=I ）情况下的短路电压 U 和短K N k 路损耗 P 。K计算实验温度e下的短路参数U,=kk= IkPk= I 2k 计算基
8、准工作温度下的短路参数R（换算方法参考2.2）和Z （注：F、K75 CK75CH级绝缘的基准工作温度为 115C）Z = R 2+ X 2k75 C k 75Ck 计算短路电压（阻抗电压）百分数Uk %= INZk 75C x 100 %UNIRu %=kC X 100 %kRUNu % = f k X 100 %kx UNu %阻抗电压百分数。中小型电力变压器为3%8%；大型电力变压器为8% k15%。 计算短路电流为额定电流时的短路损耗。 P = I2 RkNKN k75C式中： P 短路电流等于额定电流时的短路损耗，单位为 W。KN2、根据空载和短路实验测定的参数，画出被测试变压器的“
9、T”型等效电路图3、根据负载实验数据，计算电压变化率（1）作纯电阻负载的外特性曲线根据表1-4的数据，绘出外特性曲线 U =f（I ） 22（2）作电感性负载的外特性曲线根据表1-5的数据，绘出外特性曲线 U =f（I ）。 22（3）按下式分别计算两种性质负载（cos 2=1, cos 2=0.8）下被测试变压器的电压调整率：22 u%=B (U0 cos c+u sin ) %KR2 kR2式中：B 变压器的负载系数，B2NU U将上式计算结果与由外特性曲线所得的结果厶u % =2 N U 2 X 100 %进行比U2N较，并分析负载性质对变压器输出电压u2的影响。4、确定变压器的效率n（
10、1）用间接法计算功率因数COSQ 2=0.8时，不同负载电流时被测试变压器的效率PPn =r X 100% =2X 100 %PP + P + 卩 2 P120kN式中：P=B Seos，单位W； B为负载系数；S为变压器的额定容量，单位VA；2 N 2 NP 为额定电压下0的空载损耗，单位 W。 取B =0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，计算出各点效率。 将计算数值记录于表 1-6 中。表1-6单相变压器效率计算结果序号BCOS0 *P/WP/WB 2P /WKNn作效率曲线2）计算被测试变压器最大效率时的负载系数KN六、预习要点1）在空载与短路实验中，各种仪表怎样联结才能使测
11、量误差最小？2）如何用实验方法测定变压器的铁耗与铜耗？3）变压器空载及短路实验时应注意哪些问题？一般电源应接在哪一方比较合适？变压器的极性和组别的测定II一、实验目的1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性；2、掌握用实验方法判别三相变压器的联结组。二、实验项目1、测定变压器原，付绕组间的相对极性极性测定 2、测定变压器各相绕组间的相对极性绕向测定 3、测定 Y，yo,Y,dll 三相变压器的组别组别测定三、实验设备与仪器三相变压器、三相调压器、电气仪表、三相开关。四、实验说明1、交流法1）实验接线图，如图 2-1 所示a）（b）图 2-1 T 三相调压器T 三相变压器1（2）实验步骤 按图2-
12、1接线，在变压器原，付绕组各端点上，随意标上AX和ax,如图2-1（a）及（b）所示 将A点和a点相接，将调压器的手炳放在零位，然后合上电源开关K，调节原1边（高压边）电压到220伏，用电压表测量电压U、U、U的数值，记入表2-1中。如果AX ax XxU =U -U U表示端点A与端点a为异极性，这种标记的变压器称“加极性”变压器。Xx AX ax AX表 2-1实验UAXU XaUXxU ax图2-l（a）端点标记图2-1 （b）端点标记2直接法1）实验接线图，如图2-2所示图 2-2（2）实验步骤 按图2-2接线，变压器原边（高压边）的端点A接电池正极，X端接电池负极，付 边（低压边）的
13、端头接检流计。 接能开关K,在通电瞬间，注意观察检流计指针的偏转方向，如果检流计的指针正 方向偏转，则表示变压器接电池正极度的端头和接检计正极的端头为同极性，如果检流计的 指针负方向偏转，则表示变压器接电池正极的端头和接检流计负极的端头为同极性。（二）绕向的测定1实验接线图，如图 2-3 所示2实验步骤（1）按图2-3 （a）接线，在变压器三相绕组的端点上随意标上AX、BY和CZ。（2）将X、Y两端点相接，并将调压器把手放在零位，然后合上电源开关K,调节外施1电压U=220伏，测取电压V和V的读数，记入表2-2中。如V=0，则表示AX和BY的标记1 1 2 2正确如V =V ,则表示AX和BY的标记错了，应将BY的标记对换一下即可21图 2-3(a )3-4oI-ZXTI图 2-3( b)表 2-2确，将测的电压 V 和 V 的读数，亦记入表 2-2 中。 12（三）Yy，d 11三相变压器组别的测定1交流电压
