ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а «Электромеханика и нетрадиционная энергетика»

Э.Т. ГАЛЯН

Испытание однофазного трансформатора

при работе под нагрузкой

Методическое указание

Самара

Самарский государственный технический университет

2008

Печатается по решению Редакционно-издательского совета СамГТУ

УДК621. 313

Испытание однофазного трансформатора при работе под нагрузкой: метод. указ. к лаб. работе/ Сост. Э.Т. Галян. – Самара; Самар. гос. техн. ун-т, 2008. - 11с.: ил.

Содержат практические рекомендации по экспериментальным методам определения основных характеристик однофазного трансформатора, по

обработке опытных данных и оформлению отчетов, а также контрольные вопросы.

Предназначены для студентов обучающихся по специальностям 140601, 140211

УДК 621.313

Составитель канд. техн. наук Э.Т. Галян

Рецензент канд. техн. наук В.В. Булгаков

© Э.Т. Галян, составление, 2008

© Самарский государственный

технический университет,2008

ВВЕДЕНИЕ

Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется посредством электромагнитных устройств, называемых трансформаторами. Трансформатор не является электрической машиной, так как его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую и наоборот; он преобразует лишь напряжение электрической энергии. Трансформатор представляет собой электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Различают двух-, трех- и многообмоточные трансформаторы по количеству гальванически несвязанных обмоток.

Данное пособие включает лабораторные работы только по двухобмоточным силовым трансформаторам, предназначенным для преобразования электрической энергии в электрических сетях или для непосредственного питания приемников энергии. В двухобмоточном трансформаторе различают обмотку высокого напряжения (ВН) и обмотку низкого напряжения (НН).

ГОСТ предусматривает стандартные обозначения начал и концов фазных обмоток. В однофазных трансформаторах они обозначаются буквами А, Х у обмоток высокого напряжения, а, х—у обмоток низкого напряжения. В трехфазных трансформаторах начала и концы фазных обмоток высокого напряжения соответственно обозначают А, В, С и X, Y, Z, а для обмоток низкого напряжения — а, b, с и x, y, z. Зажим нейтральной точки при соединении обмоток в звезду обозначается знаком «0».

В зависимости от конструкции магнитопровода трансформаторы делятся на стержневые и броневые. Настоящее руководство включает лабораторную работу, в которой применяются однофазные стержневые трансформаторы и трехфазная трансформаторная группа.

Номинальная мощность трансформаторов S_н определяется в виде его кажущейся мощности, а не активной. Это связано с тем, что потери, а следовательно, и нагрев обмоток и магнитопровода определяются соответственно величинами токов обмоток и приложенного напряжения и не зависят от характера нагрузки.

За номинальное вторичное напряжение U_2н принимается напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе. Это связано с тем, что вторичное напряжение при номинальной нагрузке зависит от коэффициента мощности (cosφ) нагрузки.

Вторичный номинальный ток — это ток, определяемый из соотношений:

для трехфазного трансформатора (ток и напряжение линейные)

для однофазного трансформатора

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы необходимо ознакомиться с количеством аппаратуры и характеристикой применяемых блоков, представленных в табл.1 и 2.

Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра

Для измерения трех базовых электрических величин (тока, напряжения и омического сопротивления) используется мультиметр. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции:

• установить род тока (постоянный/переменный);

• выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому результату измерений;

• п равильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи.

Присоединение мультиметра (как амперметра) для измерения тока

Присоединение мультиметра

(как вольтметра) для измерения

напряжения

Присоединение мультиметра (как омметра) для измерения омического сопротивления

Таблица 1

Описание и технические характеристики функциональных блоков

Наименование и описание	Параметры	Код	Ширина, мм
1	2	3	4
Емкостная нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных источников реактивной мощности. Регулируется вручную.	220 В 50Гц 3х0…40 Вар	317.2	285
Регулируемый автотрансформатор Предназначен для получения регулируемого однофазного напряжения промышленной частоты. Регулируется вручную.	220 / 0..240 В 2А	318.1	190
Реостат Предназначен для изменения активного сопротивления электрической цепи. Регулируется вручную.	2´0..100 Ом 1 А	323.2	285
Индуктивная нагрузка Предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей реактивной мощности. Регулируется вручную.	220 В 50Гц 3х0…40 Вар	324.2	285
Коннектор Предназначен для обеспечения удобного доступа к входам/выходам платы ввода/вывода данных PCI 6023E (PCI 6024E) персонального компьютера.	8 аналоговых диф. входов; 2 аналоговых выхода; 8 цифровых входов/выходов	330	285
Трехфазная трансформаторная группа Предназначена для преобразования энергии однофазного/трехфазного тока. Коэффициент трансформации регулируется вручную.	380 ВА 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В	347.1	285
Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения Предназначен для получения нормированных гальванически не связанных с сетью сигналов, пропорциональных синусоидальным токам и напряжениям промышленной частоты.	3 трансформатора напряжения 600/3В; 3 трансформатора тока 0,3 А/3 В	401.1	142,5
Измеритель мощностей Предназначен для измерения активной и реактивной мощностей в однофазной цепи, и отображения их в аналоговой форме. Имеет выходные гнёзда для подключения к ПЭВМ.	15; 60; 150; 300; 600 В 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.	507.2	285
Блок мультиметров Предназначен для измерения токов, напряжений и омических сопротивлений в цепях постоянного или синусоидального токов.	3 мультиметра MY-60	508.2	285
Персональный компьютер Предназначен для сбора, обработки и отображения режимных параметров процессов, моделируемых на комплекте лабораторного оборудования.	Windows, плата PCI 6023E (PCI 6024E)	550	—