实验二 单相变压器的特性

实验实训老师： 实验实训地点： 实验实训日期： 2020年5月25日

实验实训题目： 单相变压器的特性

一、实验目的

通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。

二、主要仪器设备

三相调压器、实验工作台。

三、 实验内容与步骤

1. 实验内容

（1） 空载实验

a) 测取空载特性I 0、P 0、cos 0 =f (U 0) b) 测定变比

（2） 测取短路特性：U K =f (I K )，P K =f (I K )

2. 实验步骤

1) 单相变压器空载实验 （1） 测空载特性

图 2-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。本实验采用测量电路中的电压、电流和功率。接线时，多能表 A 相电流测量线圈串接在主回路中，多能表 U a 接到三相调压器输出端 a 端上，多能表 U b 、U c 和 U n 短接后接到三相调压器输出端 n 端上。

操纵步骤：

① 参照图 2-1 正确接线

② 合上“总电源”开关，对应总电源指示灯亮，再合上“操作电

源”空开，对应操作电源指示灯亮。按下“操作电源开关”合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。

③ 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后按下实验台上调压器的合闸按钮，逐渐升高调压器的输出电压，使 U 0 （低压侧空载电压）由 0.7U 2N （U 2N =127V ）变到 1.1U 2N ，（即

从 88.9V ～139.7V ）分数次（至少 7 次）读取空载电压 U 0，空载电流 I 0 及空载损耗 P 0，在额定电压附近多做几点（包括 U 0= U 2N 点），测量数据记入表 2-1。

调压器

a

b c

n

V 4

A 4

图2-1单相变压器空载实验接线

原理图

④ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。 （2） 测定变比

变压器副线圈开路，原线圈（此时一般用低压线圈作为原线圈）接至电源，经调压器调到额定电压，用电压表测出原、副边的端电压，从而可确定变比。

K =U

AX =374127⁄≈2.94 U ax

2)

单相变压器短路实验

实验接线原理如图2-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调

压器接至电源。多能表接线与空载实验类似，只是将多能表U a 的接线从调压器a 端改接到变压器A 端即可。

操纵步骤：

① 请参照实验接线图 2-2 正确接线

② 合上“总电源”开关，对应总电源指示灯亮， 再合上“操作电源”空开，对应操作电源指示灯亮。按下“操作电源开关”合闸按钮，对应的红色指示灯亮； 检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。

③ 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后按下实验台

上调压器的合闸按钮，调节电压，使短路电流由 1.2I 1N （I 1N =2.63A ）变到 0.5I 1N ，分数次（至少 5 次，包括 I k = I 1N 点）读取短路电压 U K ，短路电流 I K 及短路损耗 P K ，测量数据记入表 2-2 中。

④ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。

四、 实验数据记录与分析

1.

实验数据记录

表 2-1

单相变压器空载实验数据记录表

序号 U 0(伏)

I 0(安) P 0(瓦)

1 90.00 0.17 9.00

2 105.00 0.21 10.00

3 110.50 0.26 13.00

4 120.20 0.32 15.00 5

127.00

0.37

17.00

调压器

a

b

c

n

图2-2单相变压器短路实验接线原理图

表2-2 单相变压器短路实验数据记录表室温 = 25℃

2.数据分析

实验所用单相变压器的额定数据为：S N=1kVA，U1N/U2N=380/127V。（1）变比

理论分析，变压器K

理=380

127

≈2.99，而实际测的变比K测≈2.94，相对误差

1.7%，存在一定误差。这可能是由于当外电压变化时，没有及时调节电压表电流表量程，使误差较大。

（2）空载特性

分析数据得知，当I0增大时U0也随之增大，但由于磁路的非线性增长以及原边的漏磁压降所以其变化规律也为非线性的。

当U0增大时P0也随之增大，两者近似为平方关系。

（3）短路特性

分析数据可知，U K与I K成线性关系，因为短路实验时漏磁路不饱和，短路阻抗z可视为常数，故短路电压与短路电流成正比。

五、思考题

为什么做空载实验时电压常常加在低压边？而短路实验时电压加在高压边？

答：（1）空载实验无论在高压还是低压侧加额定电压，铁芯中的主磁通及铁损都相同，并且在空载实验时，实验电流较小，而实验电压很高（达到绕组的额定电压）。低压侧加压不需要高电压，对实验电源和实验设备的要求较易满足，所以通常都在低压侧加压。

（2）短路实验要在一侧短路另一侧加压至额定电流。实验时，实验电流较大（需到绕组的额定电流），而实验电压较低（只需到阻抗电压）。高压侧加压电压值（短路电压）并不高（多在10%左右），且额定电流较低压侧小很多。因此短路实验多在高压侧加压低压侧短路。

六、实验注意事项

1.实验之前请仔细阅读附录中ZDL-565多功能表的使用说明。

2.调压器的n端和电网的n端短接。

3.实验时空载电压只能单方向调节。

4. 实验时，为减少因线圈发热引起线圈电阻值的变化而产生误差，短路实

验应尽快进行，记下室温 ℃