4. Контрольные вопросы

1. Устройство и принципы действия однофазного трансформатора.

2. Какие электродвижущие силы индуктируются в обмотках трансформатора и от чего они зависят?

3. Режим холостого хода трансформатора.

4. Работа трансформатора под нагрузкой.

5. Как изменяются токи в обмотках трансформатора при изменении нагрузки и почему?

6. Показать на графике и объяснить внешнюю характеристику трансформатора.

7. Почему потери в стали не зависят от нагрузки трансформатора?

8. Показать на графике и объяснить зависимость к.п.д. от нагрузки.

9. Как зависят от нагрузки потери в обмотках трансформатора?

10. Почему сердечник трансформатора выполняется из листовой электротехнической стали?

Литература

1. Электротехника. Под редакцией проф. В.Г. Герасимова. «Высшая школа», 1985, с.237 – 247, 253 – 256.

2. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. «Энергоатомиздат», 1985, с.301 – 321, 329 – 330.

Лабораторная работа № 2

Исследование трехфазного двухобмоточного

трансформатора

1. Цель работы

Изучение устройства трехфазного трансформатора и исследование его свойств путем проведения опытов холостого хода и короткого замыкания.

2. Домашнее задание

Пользуясь учебником и конспектом, изучите материал по трехфазным трансформаторам. Подготовьте ответы на контрольные вопросы по данной работе.

Внимательно прочитайте методические задания к данной работе. Ознакомьтесь с электрическими схемами испытания трансформатора в режимах холостого хода и короткого замыкания. Обдумайте порядок проведения опыта. Начертите в рабочей тетради таблицы 1,2,3,4.

3. Рабочее задание

1. Ознакомиться с устройством исследуемого трехфазного трансформатора и записать его паспортные данные в таблицу 1.

Таблица 1

Фабричный номер	Тип	Номиналь- ная мощность, кВА	При соединении
			U1H В	U2H В	I1H А	I2H А

При соединении в звезду номинальные значения тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора определяются по формулам:

;

где S_H – номинальная мощность трансформатора;

U_1H, U_2H – номинальные значения линейных напряжений первичной и вторичной цепи.

2. Выбрать электроизмерительные приборы в соответствии с паспортными данными исследуемого трансформатора. Записать паспортные данные приборов в таблицу, показанную на стр. 3. Обозначить приборы в соответствии со схемой рис. 1.

3. Для испытания трансформатора собирается цепь по схеме, приведенной на рис. 1. К зажимам А, В и С обмотки высшего напряжения (первичной) подводят напряжение 380 В. Амперметры и токовые обмотки ваттметров включаются через трансформаторы тока.

4. Опыт холостого хода проводится по схеме (см. рис. 1). Вторичная обмотка исследуемого трансформатора при этом опыте должна быть разомкнута. Перед включением схемы первичные обмотки трансформаторов тока шунтируются. Выключателем В1 подается напряжение на первичную обмотку исследуемого трансформатора. Снимаются шунты с трансформаторов тока и записываются показания всех приборов в таблицу 2.

При записи показаний ваттметров необходимо учитывать знак показаний (+ или - ).

рис. 1.

U1, В	U2, В	IА, А	IВ, А	IС, А	W1, дел	W2, дел	СW, Вт/дел	КI	К

Следует обратить внимание, что ток холостого хода средней фазы I_В будет значительно меньше токов крайних фаз вследствие более короткого пути магнитного потока этой фазы.

По данным таблицы 2 рассчитываются:

коэффициент трансформации

,

мощность холостого хода

, Вт

ток холостого хода

,

коэффициент мощности в режиме холостого хода

.

Активная мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, расходуется на потери в стали трансформатора, так как потери в меди первичной обмотки от тока холостого хода ничтожны, т.е.

Р₀ = Р_с

6. Опыт короткого замыкания проводится также по схеме

(см. рис. 1), в которую вносятся следующие изменения:

1. зажимы вторичной обмотки а, в и с замыкаются накоротко проводниками большого сечения (см. рис. 1, схема справа);

2. изменяются пределы измерения напряжения ваттметров и вольтметра и коэффициент трансформации трансформатора тока;

3. к первичной обмотке трансформатора подводится пониженное напряжение, чтобы токи в обмотках были примерно равны номинальным.

Включив трансформатор на пониженное напряжение U_1K, записывают показания приборов в табл. 3.

IА, А	IВ, А	IС, А	U1К, В	W1, дел	W2, дел	СW, Вт/дел	КI

На основании опытных данных определяется ток и мощность короткого замыкания:

, А;

, Вт,

Коэффициент мощности при коротком замыкании

Если опыт проводится при , то мощность короткого замыкания пересчитывается на номинальный ток

, Вт

Мощность, потребляемая трансформатором при коротком замыкании, расходуется на потери в меди обеих обмоток, так как в связи с резким понижением напряжения магнитный поток, а следовательно, и потери в стали трансформатора очень малы.

7. Зависимость к.п.д. трансформатора от нагрузки определяется расчетным путем. При этом величину нагрузки трансформатора удобно характеризовать коэффициентом загрузки

.

При значениях коэффициента загрузки трансформатора, равных 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,5 рассчитываются:

полезная мощность

, Вт,

потери в обмотках

, Вт,

потребляемая мощность

, Вт

коэффициент полезного действия трансформатора

Расчеты выполняются при cosφ₂ = const. Значение коэффициента мощности задается преподавателем.

Результаты расчета сводятся в таблицу 4.

Таблица 4

β	P2, Вт	PM, Вт	P1, Вт	η	Исходные данные
0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 βопт					P0= Вт PКН= Вт cosφ2=0,8

Особо определяется оптимальный коэффициент загрузки, при которой к.п.д. будет максимальным. Это имеет место при равенстве потерь в обмотках и стали трансформатора. То есть при

,

откуда

.

Полученное значение β_опт также заносится в табл. 4 и по нему определяется η_max.

По табл. 4 строится характеристика и на ней указывается точка номинального режима работы трансформатора.