 |
Описание лабораторной установки
|
|
|
|
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой два стенда: один оснащен оборудованием и приборами для проведения опыта холостого хода и нагрузки, другой – для проведения опыта короткого замыкания.
Электрическая схема испытания трансформатора в режиме холостого хода и нагрузки (рис. 1. 5) включает:
– испытуемый однофазный трансформатор Т;
– электрический приемник в виде ламп накаливания EL1…EL5. Подключением различного числа ламп с помощью выключателей SA1…SA5 изменяется режим нагрузки испытуемого трансформатора Т.
– приборы контроля режима работы (вольтметры V1 и V2, амперметры А1 и А2, ваттметр W).
– измерительный трансформатор тока ТА для расширения предела измерения амперметра А2 во вторичной цепи испытуемого трансформатора;
Рис. 1. 5. Схема для испытания трансформатора в режимах холостого хода и нагрузки
Электрическая схема для проведения опыта короткого замыкания (рис. 1. 6) включает:
– регулятор напряжения на потенциометре RP (источник питания);
– испытуемый трансформатор Т;
– приборы контроля в цепи первичной обмотки (амперметр А1, вольтметр V1, ваттметр W).
Рис. 1. 6. Схема для проведения опыта короткого замыкания трансформатора
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с оборудованием стенда, а также с устройством испытуемого трансформатора и измерительного трансформатора тока. Записать их паспортные данные. Используя номинальные значения напряжений и токов, определить коэффициенты трансформации по формулам (1. 1) и (1. 2).
2. Ознакомиться со схемой (рис. 1. 5) и провести опыт холостого хода. Отключить тумблерами SA1…SA5 лампы EL1…EL5. Измерить напряжения U1 и U2 на выводах трансформатора, ток I0 и мощность потерь P0 холостого хода. Результаты измерений занести в табл. 1. 1.
|
|
|
Таблица 1. 1
Экспериментальные и расчетные данные для режимов холостого хода и нагрузки однофазного трансформатора U1н= ___ В=const, fн=50 Гц, соsj 2=1
| Режим работы | Измерено | Вычислено | |||||||
| I1, А | U2, В | I2, А | Р1, Вт | Р2, Вт | Δ Рм, Вт | Δ Рэ, Вт | сosj1 | h | |
| Холостой ход | »0 | ||||||||
| Нагрузка 1 | |||||||||
| Нагрузка 2 | |||||||||
| Нагрузка 3 | |||||||||
| Нагрузка 4 | |||||||||
| Нагрузка 5 | |||||||||
3. Провести испытание трансформатора в режиме нагрузки в соответствии со схемой (рис. 1. 5). Подключая поочередно лампы EL1…EL5, ступенчато увеличивать ток нагрузки. Для всех ступеней результаты измерений вторичного напряжения U2, первичного I1 и вторичного I2 тока, потребляемой из сети мощности P1, занести в табл. 1. 1.
Примечание. Для расширения предела измерения амперметр А2 включен во вторичную цепь испытуемого трансформатора Т через измерительный трансформатор тока ТА (коэффициент трансформации тока kТА должен быть рассчитан в п. 1). Поэтому силу вторичного тока испытуемого трансформатора необходимо определять по формуле I2=kТАIА2 (IА2 – показания амперметра А2).
4. Рассчитать по паспортным данным номинальные токи первичной I1н и вторичной I2н обмоток трансформатора: I1н=Sн/U1н, =Sн/U2н.
5. Ознакомиться со схемой (рис. 1. 6) и провести опыт короткого замыкания трансформатора. С помощью потенциометра RР установить номинальное значение первичного тока. Измерить подведенное к трансформатору напряжение U1к, ток I1к в первичной обмотке, мощность потерь Pк короткого замыкания. Результаты измерений занести в табл. 1. 2.
|
|
|
Примечание. Опыты холостого хода и короткого замыкания, необходимые для определения параметров, должны проводиться на одном и том же трансформаторе. В лабораторной работе с целью упрощения проводимых испытаний опыты проводятся на разных трансформаторах одного типа.
Таблица 1. 2
Экспериментальные и расчетные данные опыта короткого замыкания однофазного трансформатора I1=I1н= ___ А
| Измерено | Вычислено | |||
| Uк, В | Pк, Вт | zк, Ом | rк, Ом | хк, Ом |
6. Определить параметры r0 и х0 намагничивающего контура Г-образной схемы замещения (рис. 1. 3, б) трансформатора по формулам (1. 11).
7. Определить параметры rк и хк короткого замыкания Г-образной схемы замещения (рис. 1. 3, б) трансформатора по формулам (1. 12).
8. Для всех нагрузочных режимов рассчитать и занести в табл. 1. 1:
– мощности магнитных и электрических потерь поформулам (1. 14), (1. 15);
– полезную активную мощность P2 трансформатора по формуле (1. 13);
– КПД и коэффициент мощности по формулам (1. 16), (1. 17).
9. Построить рассчитанные и снятые экспериментально рабочие характеристики: h=f(I2), cosφ 1=f(I2), U2=f(I2) и I1=f(I2).
Контрольные вопросы:
1. Поясните устройство и принцип действия трансформатора.
2. Как маркируются выводы обмоток трансформатора?
3. Назовите номинальные данные трансформатора.
4. Какое соотношение между первичными и вторичными напряжениями, первичными и вторичными токами трансформатора?
5. Поясните уравнение электрического состояния первичной и вторичной обмоток трансформатора.
6. Напишите уравнение равновесия магнитодвижущих сил трансформатора.
7. Объясните принцип саморегулирования трансформатора.
8. Объясните назначение опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора. При каких условиях они проводятся?
9. Изобразите Г-образную схему замещения трансформатора. Как рассчитываются ее параметры?
10. Объясните физический смысл параметров схемы замещения трансформатора.
11. Почему режим короткого замыкания является аварийным для трансформатора?
12. Какие виды потерь учитываются мощностью холостого хода?
|
|
|
13. Какие виды потерь учитываются мощностью короткого замыкания?
14. Перечислите рабочие характеристики трансформатора.
15. Что называется внешней характеристикой трансформатора?
16. Объясните зависимость вторичного напряжения от тока нагрузки.
17. Объясните зависимость вторичного напряжения от характера нагрузки.
18. Как рассчитывается относительное изменение напряжения трансформатора?
19. Напишите уравнение баланса активных мощностей трансформатора.
20. Что называется коэффициентом полезного действия трансформатора?
21. При каком соотношении постоянных и переменных потерь мощности КПД трансформатора имеет максимальное значение?
22. Что называется коэффициентом мощности трансформатора?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
 | |
| |
|
|
|
