电机及电气技术实验装置单相变压器实验
时间：2025-03-12 02:00:57 点击次数：
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技术实验装置一相变压器实验
一、实验目的
1、经过空载和短路实验测量变压器的变比和功能数值。
2、经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别点？实验中电源电压（V）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让测量误差最小？
3、如何用实验方法测量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) , cosφ0=f(U0)。
2、短路实验
测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosφK=f(IK)。
3、负载实验
（1）纯电阻负载
保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实验方法
1、实验设备
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序号 |
型 号 |
名 称 |
数 量 |
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1 |
DQ45 |
数/模交流ACAC电压（V）表 |
1件 |
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2 |
DQ44 |
数/模交流ACAC电流（A）表 |
1件 |
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3 |
DQ25 |
单三相智能功率（W）、功率（W）因数表 |
1件 |
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4 |
DQ05 |
三相组式变压器 |
1件 |
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5 |
DQ27 |
三相可调电阻器 |
1件 |
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6 |
DQ31 |
波动线测量试验及开关板 |
1件 |
2、屏上排列顺序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31
图3-1 空载实验接线图
3、空载实验
1）在三相调压交流ACAC电源断电的条件下，按图3-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DQ05中的一只作为一相变压器，其规格限定容量（KV） PN=77V.A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。
2）选好全部电表测量范围。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压（V）为零的位置。
3）合上交流ACAC电源总开关，按下"开"按钮，便接通了三相交流ACAC电源。调动三相调压器旋钮，使变压器空载电压（V）U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压（V），在1.2～0.2UN 的界限内，测取变压器的U0、I0、P0。
4）测取数值时，U=UN点必须测，可以在该点附近测的点较密，共测取数值7-8组。记录于表3-1中。
5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压（V）的同时测出副方电压（V）数值也记录于表3-1中。
表3-1
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序号 |
实 验 数 据 |
计算数值 |
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U0(V) |
I0(A) |
P0(W) |
UAX(V) |
cosφ0 |
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4、短路实验
1）按下控制屏上的"关"按钮，切断三相调压交流ACAC电源，按图3-2接线（以后每次改接线路，全部要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
图3-2 短路实验接线图
2）选好全部电表测量范围，将交流ACAC调压器旋钮调到输出电压（V）为零的位置。
3）接通交流ACAC电源，逐次缓慢多加写入电压（V），直到短路电流（A）等于1.1IN 为止，在(0.2～1.1)IN界限内测取变压器的UK、IK、PK。
4）测取数值时，IK=IN点必须测，共测取数值6-7组记录于表3-2中。实验时记下周围环境温度（℃）(℃)。
表3-2 室温 ℃
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序号 |
实 验 数 据 |
计 算 数 据 |
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UK（V） |
IK（A） |
PK（W） |
cosφK |
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5、负载实验
实验线路如图3-3所示。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上。RL选用DQ27上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，功率（W）因数表选用DQ25，开关S1选用DQ31箱式挂式模块件
图3-3 负载实验接线图
（1）纯电阻负载
1）将调压器旋钮调到输出电压（V）为零的位置，S1打开，负载电阻值调到最大。
2）接通交流ACAC电源，逐渐升高电源电压（V），使变压器写入电压（V）U1=UN。
3）保持U1=UN，合上S1，逐渐多加负载电流（A），即减小负载电阻RL的值，从空载到规格限定负载的界限内，测取变压器的输出电压（V）U2和电流（A）I2。
4）测取数值时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数值6-7组，记录于表3-3中。
表3-3 cosφ2=1 U1=UN= V
五、注意事项
1、在变压器实验中，应注意电压（V）表、电流（A）表、功率（W）表的合理布置及测量范围选用。
2、短路实验实操要快，否则线圈发热引起电阻改变。
六、实验报告
1、计算变比
由空载实验测变压器的原副方电压（V）的数值，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/Uax
2、绘出空载特性弯弯曲线和计算激磁功能数值
（1）绘出空载特性弯弯曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。
式中：
（2）计算激磁功能数值
从空载特性弯弯曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁功能数值
3、绘出短路特性弯弯曲线和计算短路功能数值
（1）绘出短路特性弯弯曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosφK=f(IK)。
（2）计算短路功能数值
从短路特性弯弯曲线上查出对应于短路电流（A）IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度（℃）为θ(℃)时的短路功能数值。
折算到低压方
由于短路电阻rK随温度（℃）改变，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准作业温度（℃）75℃时的阻值。
式中：234.5为铜实验连接线的常数,若用铝实验连接线常数应改为228。
计算短路电压（V）(阻抗电压（V）)百分数
IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75℃
4、运用空载和短路实验测量的功能数值，画出被试变压器折算到低压方的"T"型等效电子回路。
5、变压器的电压（V）改变率
（1）绘出cosφ2=1外特性弯弯曲线U2=f(I2)，由特性弯弯曲线计算出I2=I2N 时的电压（V）改变率
（2）按照实验求出的功能数值，算出I2=I2N、cosφ2=1时的电压（V）改变率Δu。
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