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1、第三部分 变压器实验实验一 单相变压器一、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运行特性。二、预习要点1变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？2在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？3如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。三、实验项目1 空载实验测取空载特性U0=f(I0), P0=f(U0)。2 短路实验测取空载特性UK=f(IK), PK=f(UK)。3 负载实验(1）纯电阻负载保持U1=U1N, cos 2=1的条件下，测取U2=f(I2)。(2) 阻感性负载保持U1=U1N, cos 2=08的
2、条件下，测取U2=f(I2)。四、实验线路及操作步骤1 空载实验实验线路如图31所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0345/138A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=12 UN，然后，逐次降低电源电压，在1205UN的范围内，测取变压器的U0、I0、 P0共取67组数据，记录于表2
3、1中，其中U=UN的点必测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时，测出副方电压，取三组数据记录于表31中。图31 空载实验接线图表31序 号实 验 数 据计算数据U0（V）I0（A）P0（W）UAX（V）COS02短路实验：实验线路如图32所示：图32 短路实验接线图变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于11 IN为止，在0511 IN范围内测取变压器的 UK、IK、 PK，共取45组数据记录于表22中，其中I= IK的点必
4、测。并记下实验时周围环境温度（）。表32序 号实 验 数 据计算数据UK（V）IK（A）PK（W）UAX（V）COSK3负载实验 实验线路如图33所示：图33 负载实验接线图变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和 S2，接到负载电阻RL 和电抗XL上。RL选用DT20，XL选用DT22，功率因数表选用DT01B，开关S1、S2选用DT26。（1） 纯电阻负载接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到
5、额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取56组数据，记录于表33中，其中I2=0和I2= I2N两点必测。表33 COS2=1 U1= UN= 伏序 号U（V）I（A）（2） 阻感性负载（COS2=0.8）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，实验步骤同上，在保持U1= U1N及COS=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共取56组数据记录于34中，其中I2=0，I2=I 2N=两点必测。表34 COS2= 0.8 U2= UN= V序 号U2（V）I2（A）五、注意事项在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程
6、选择。在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A 档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。六、实验报告1. 计算变比由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。K=UAX/UaX2. 绘出空载特性曲线和计算激磁参数（1） 绘出空载特性曲线 U0= f (I0 ) , P0= f (U0) , COS0=f (U0) 。式中：COS0= （3） 计算激磁参数
7、：从空载特性曲线上查出对应于U0= UN时的I0和 P0值，并由下式算出激磁参数2. 绘出短路特性曲线和计算短路参数(1) 绘出短路特性曲线UK=f ( IK ) 、PK= ( IK )、cos K= f ( IK ) 。(2) 计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK= IN时的U K和 PK值，由下式算出实验环境温度为（）下的短路参数。折算到低压方由于短路电阻rK 随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75时的阻值。式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。阻抗电压IK= IN时的短路损耗PKN= IN2 rK754 用空载和短路实验测
8、定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“”型等效电路。5 变压器的电压变化率u(1) 绘出COS2= 1和COS2= 0.8两条外特性曲线U2= f (I 2) ，由特性曲线计算出I2= I2N时的电压变化率u。 (2) 根据实验求出的参数，算出I2= I2N、 COS2=1和I2= I2N、 COS2= 0.8 时的电压变化率u。u将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。6. 绘出被试变压器的效率特性曲线（1） 用间接法算出COS2= 0.8 不同负载电流时的变压器效率，记录于表35中。式中： I2 * PN COS2=P2 ， W；PKN为变压器IK =IN 时的短路损耗，W；P0为变压器U0=UN时的空载损耗，W。(2) 由计算数据绘出变压器的效率曲线=f (I2* ) 。(3) 计算被变压器=max时的负载系数m 。表35 COS2= 0.8 P0= W PKN W I*2 （A）P2 （W）0.20.40.60.81.01.2图一：DT01面板指示图：二、DT02面板一、 DT13面板图：7
