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1、单相变压器空载与短路实验一实验目的1 学习掌握做单相变压器空载、短路实验的方法。2 通过空载、短路实验，测定变压器的参数和性能。二实验器材交流电压表，交流电流表，单三相智能功率因数表，三相组 式变压器三预习要点解答1 通过空载、短路实验，求取变压器的参数和损耗作了哪 些假定？答：有如下假定：空载实验 在做变压器的空载与短路试验的时候，首先我们假设变压器的铜耗 足够小使得我们可以忽略它对实验的影响，这样我们才能够认为空载 损耗P0完全用来抵偿铁耗PFe，也就是我们认为P0 PFe，在这个假设 下我们才能用后面的公式计算变压器的各项参数。 因为一次漏电抗X1 Xm，次绕组电阻Ri Rm，所以ZmZ
2、i，故我们认为Zm 二 U /10,Rm 二 P0/10A2。短路实验由于做短路实验时电压很低，所以磁路中磁通很小，所以我们可以 忽略励磁电流和铁耗，认为Zm g，电源输入的功率完全消耗在一二次侧的铜耗上2 作空载、短路实验时，各仪表应怎样接线才能减小测量 误差？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。3 作变压器空载、短路时，应注意哪些问题？
3、一般电源加在哪一方比较适合？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 1.15NU 左右时，只能一个方向调节，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。1 变比 K 的测
4、定380VxK图 1 变比测定和空载实验接线图X接线如图 1 所示，变压器低压绕组 a、x 经调压器接电源， 高压绕组AX开路。闭合开关K,调节调压器使加在付绕组上 的电压为该绕组额定电压的 50%以下，测量原付边之空载电 压UAX和Uax,对应不同输入电压，测取三组数据记录于表。序号UAXUaxK UK U110034.02.9428027.02.9636019.43.09由实验数据得，K=3；注：实验中误差基本可以忽略，产生误差的原因可能是电网电压波 动、仪表精度不够、变压器老化，测量时读数稳定就读数或者读数处 于小幅跳变情况。2 空载实验： 实验接线如同图 61 所示，低压绕组经 过调压
5、器接电源，高压绕组开路，仪表接线如图62。选择 仪表时应该注意 ax 绕组的额定电压和额定电流，空载时由 于功率因数很低，应选择低功率因数瓦特表，空载电流只有 额定电流的百分之几，应选低量程的电流表，为了减少测量 误差，电压表应接在图 61中的1，2位置。实验步骤：将调压器手柄置于输出电压为零的位置，合 上开关Ko作空载特性曲线，调节调压器输出，使加在低压 绕组ax的电压等于ax绕组额定电压的12倍左右开始进行 测量，然后逐渐降低电压，在1. 2U2N到03U2N之间测量8 到底组数据记录于表62中，注意记下额定电压时（即Uo =U2N）的电流Io和功率Poo表 62序号12345Uo1501
6、301109070Io0.11A0.10A0.09A79.2mA69.7mAPo9.2W6.8W5.4W3.5W2.3W因为做空载试验时是在低压侧加电压，实验所测的电流、功率均为低压侧的值，所以要归算到高压侧去。实验中U 2 N = 220V，因为220V是线电压，所以可得相电压的额定 值是U2N = 220 3 = 127V，由于实验时只测量了 130V时的数值，所以低压侧的额定电压取130V,所计算的值非为标幺值，还需要经过进一步的归算才能标在高压侧。空载特性曲线Uo=f(Io)由实验数据计算相应空载参数 实验计算公式如下：Z / 沁 z = U r / 沁 r = P X / 沁 X m
7、 0 厂,m o T 2 mo00带入数据得：Zm=3*Uo/(Io/3)=11700Rm=Po/(Io/3)*(Io/3)=6120X/ - X = JZ2 r2 =9971.74m000计算 Zm*、rm*、Xm*，取基准值 Zm=10000， rm=6000， Xm=9000所以 Zm*=1.17，rm*=1.02、Xm*=1.113 短路实验：接线如图 63 所示，高压绕组 AX 通过调压 器接电源，低压绕组ax通过较粗导线短接，仪表接线如前 面，为了减小测量误差，应将电压表测针接在图63中的A， X 两端。同时仪表量程的选择应注意变压器原边的额定电流， 短路时功率因数较高，帮一般选用
8、高功率因数瓦特表即cos0 =1的功率表，短路电压仅有额定电压的百分之几，所以应 选择低量程电压表。aK 功率表 电压表 电流表的接法图 6 2 短路实验接线图实验步骤：合电源开关K之前，一定要将调压器手柄置 于输出电压为零的位置。先将电流、电压、功率表接入，闭 合开关IK,缓慢调节调压器,使短路电流从Ik=I1N到0.3I1N 之间均匀地测取5到6组数据，同时读取Ik对应的Uk和Pk 记录于表 63 中。表 6 3Ik安2.11.91.71.5环温Q oCUk伏7.4v6.7v6.1v5.1vPk瓦1.8w1.5w1.5w0.9w20 C短路特性曲线求取参数2厂 UUk =6.1/1.7=3
9、59K=p=1.5/(1.9*1.9)=0.42 kQ 12kX =、Z2 r2 =3.57 k 、k kQ折算到基准工作温度75 0C 时的短路参数r 750 = r 235+乃=0.51kk0 235+0Z 750 = -r2 750+x2 =3.66kkk额定短路损耗：P二P 輕=1.82kN k r 0选取基准值如下：Zk75=3、rk75=0.5、Xk=3 所以 Zk75*=1.20、rk75*=1.02、Xk*=1.19五思考题4. 计算短路电压百分数：U 二 I Zk15 x 100% =1NU 二 Ikr十 x100% =1NU_k x 100% =1NU = I Xkx1N5计算cos02=08滞后时的电压变化百分率:AU % = U cosOkr 2 kx 26.计算当cos02=O8、p = l时的变压器效率:耳二(1 -Pi+P2Pn) x 100% =0S cos + P +P2PN 20kN7.画出变压器T型等效电路，并将各参数用标幺值表示标注在等效电路中，且认为：r = r =+r1*2*2k75*X = X =十 X1*2*2k*
