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 холстого хода и нагрузки однофазного трансформатора U_1н= ___ В=const, f_н=50 Гц, соs ₂=1

Режим работы	Измерено				Вычислено
	I1, А	U2, В	I2, А	Р1, Вт	Р2, Вт	ΔРм, Вт	ΔРэ, Вт	сos1	
Холостой ход			0		0		0		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 k_ТА должен быть рассчитан в п. 1). Поэтому силу вторичного тока испытуемого трансформатора необходимо определять по формуле: I₂k_ТАI_А2 (I_А2 – показания амперметра А2).

4. Рассчитать по паспортным данным номинальные токи первичной I_1н и вторичной I_2н обмоток трансформатора: I_1нS_н/U_1н, I_2нS_н/U_2н.

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 U_1к, ток I_1к в первичной обмотке, мощность потерь P_к 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.

6. Определить параметры r₀ и х₀ намагничивающего контура Г-об­разной схемы замещения (рис.1.3,б) трансформатора по формулам (1.11).

7. Определить параметры r_к и х_к короткого замыкания Г-образной схемы замещения (рис.1.3,б) трансформатора по формулам (1.12).

Таблица 1.2

Экспериментальные и расчетные данные опыта короткого замыкания однофазного трансформатора I₁=I_1н

Измерено		Вычислено
Uк, В	Pк, Вт	zк, Ом	rк, Ом	хк, Ом

9. Для всех нагрузочных режимов рассчитать и занести в табл. 1.1:

– мощности магнитных и электрических потерь (формулы (1.14), (1.15));

– полезную активную мощность P₂ трансформатора (формула (1.13));

– КПД и коэффициент мощности (формулы (1.16), (1.17)).

10. Построить рассчитанные и снятые экспериментально рабочие характеристики: f(I₂), cosφ₁f(I₂), U₂f(I₂) и I₁f(I₂).