昆明理工大学电气工程和自动化变压器综合实验报告

电机综合实验报告
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实验一：变压器综合实验
三相变压器并联运行
一、实验目的
1、学习三相变压器投入并联运行的方法。

2、测试三相变压器并联运行条件不满足时的空载电流。

3、研究三相变压器并联运行时的负载分配的规律。

二、实验原理
理想的并联运行的变压器应能满足以下各条件：
（1）空载时，各变压器的相应的次级电压必须相等而且同相位。

如
此，则并联的各个变压器内部不会产生环流。

（2）在有负载时，各变压器所分担的负载电流应该与它们的容量成正比例。

如此，则各变压器均可同时达到满载状态，使全部装置容量获得最大程度的应用。

（3）各变压器的负载电流都应同相位，如此，贝卩总的负载电流便是
各负载电流的代数和。

当总的负载电流为一定值时，每台变压器所分担的负载电流均为最小，因而每台变压器的铜耗为最小，运行较为经济。

为要满足第一个条件，并联运行的各变压器必须有相同的电压等级，即各变压器都应有相同的电压变比；即
k i k 2 k 3 ••• k n
且属于相同的连接组，不同连接组别的变压器不能并联运行。

为要满足第二个条件，保证各个变压器所分担的负载电流与其容
量成正比例，各个变压器应该有相同的短路电压标幺值。

为要满足第三个条件，使变压器负载电流同相，即要求各个变压 器短路电阻与短路电抗的比值相等。

因此，要求阻抗电压降的有功分 量和无功分量应分别相等，即各个变压器应该有相同的短路电压有有 功分量和无功分量。

变压器并联运行时的负载分配
当变压器并联运行时，通常短路电压标幺值随着容量的不同而不 各个并联运行的变压器实 S
N1 :
S
N 2
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Nn
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k1 U
k2“ U
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由此可见，各个变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正 比，与短路电压成反比。

如果各个变压器的短路电压相同，则变压器 的负载分配只与额定容量成正比。

三、实验线路：
相同，大容量的变压器有较大的短路电压。

际分担负载的计算公式:
S i : S 2 :…：S N
二
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四、实验结果及分析 1、测试两台三相变压器满足理想条件并联运行时的空载电流 实验参数:
实验结果
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图1:变压器1的参数
图2:变压器2的参数
Units :
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0.034^1
0.03491
0.03斗91
0.03-191
0.D3491
V V V V
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FOwlS values
两台三相变压器满足理想条件并联运行时的空载电流有效值为
0.03491A 分析：当两台变压器变比相同时，变压器之间产生的环流电流比较小, 对变压器的危害可以忽略不计。

（实验结果结合理论知识进行分析）
2、 测试三相变压器并联运行变比不同时的空载电流 实验参数:
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Parameters: Three-phase Transformer (Tv j-Three -
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图3:变压器1的参数 图4:变压器2的参数
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读得三相变压器并联运行变比不同时的空载电流为 865.4A
分析：当其中一台变压器次级电压降低
10%寸，两个台变压器的变比
不相同，产生的环流电流为865.4A 远远大于变比相同时的0.03491A ， 如此大的环流电流通过变压器会产生大量的热，
使线圈绝缘烧坏，所
以为了防止这种危害的产生，两台变压器并联运行需有相同的变比。

3、 测试三相变压器并联运行连接组别不同时的空载电流 实验参数：
实验结果:
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Display :
J~' States
实验结果:
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DW 匕「些ui Steady-马t^t ：£ Tool. model: bincjIianshiyan32
Tools
读得三相变压器并联运行连接组别不同时的空载电流为 4054A
分析：该实验中变压器次级侧的连接组别不一样之间存在相位差，
尽
管它们的变比相同，但由于相位差的存在使变压器产生了 4054A 的环 流，这样大的环流对变压器的绝缘层产生较大损害， 所以变压器并联 运行时要保证变压器的连接组别相同
Block Parameters: Three-phase Transformer (Two
Ihrte-Fhiie
住“ IiAgings) Gna.ik) QirJs)
凶
Thr 芒亡3■Fh 吃!t Ti ,in.s£*k ,ffiik ,
(Twe Wiiiiirkgs) Gi^sk) CLiiskJ 图5:变压器1的参数
图6:变压器2的参数
HEASUEEMENTS :
Voltage Neasuresnent -
!.42e+005 V rms
Three-Phase V-I Measurenen tzVa = 6 744e+004 ¥ rms Three-Phase V-I Heasureftexi Vb =
& 744e+004 V rms Thrse-Ptiase V-I Hessureften t^"Ve = 6 744e+004 V ms Three-FInasB V-I MeaiEureften 11/Va 目
6
744e+004 V rjns Three-Phase V-I Measurenen 11/Vb ■ 6
744&+004 V rfts Thres-Phase V-I McaEurcn&n 11/Vc ■ 6.744e+004 V ras
Three-Phase V^I MeasurenSn t^Ia ■ 4054 i rm® Threes-Fhase V-I Measurenen t-^Ib ■ 424 A ms Three-Phase V-I MeasureniEn t^Ic ■ 4M4 A rns Thrae-Phase V-I MeasureniEn 11^ I a ■ 40E4 A mis Three-Phase V-I Measurenien 11/1 b ■ i0S4 A rns Three-Phase V-I Measurejten 11ZI D ■
4054. A rms
Units :
|RMS valuer
J Frequency :
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Display :
厂 States 应 MeaswiBmcnts
厂 S OMICM
This block lmpleneiils. a three-phase transformer by using
t ture« singlt -'phas* transfQrmqrc Set th* windins to ' Yn 1
* when w-EJLt Ic tile neUti* <1
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ltd 5, block inplefnsnts a three-phase trfiLnEfomer by usin^ thr»e sin£l'«-phits'« tramfornnars Set th? BindiPE tOruleCti^ii
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4、 两台变压器的短路电压标幺值不同时负载分配的测试 实验参数:
Bk>c* iPNnaniebBrs: Thiree-phaise Ijransforroer
实验结果:
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Thrif-Phasa TrMsfflrmsr V^dincr) t^ask) (li ：nk)
Thi s bl^ek implem efi ts 放 lluf-e E~p!iizc tf HJiiffirmet by US a rig. three Eangle^phase trsnsfor^erE Sei th© wmdAiig ronnftclion tc ' Y D .' wken yoo. wwt to «.ci:«s5 the ncu'lraLl pcdiit «£ the Vye.
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图7:变压器1的参数
图8变压器1的参数
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Ma^rL^tirELtion ^e£.iSluice 甌(jiu.)
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注：上为有功功率，下为无功功率
分析：当短路阻抗相同时初级侧和次级侧的有功功率和无功功率相等，当将次级侧的电路阻抗标幺值*0.9时，初级侧的有功功率和无功功率都减小，次级侧的两个变量都增加，儿变压器并联运行应满足的第三个条件就是要有相同的负载电流即有相同的短路阻抗标幺值，所以有相同的无功功率和有功功率，此时各变压器所分担的负载电流与它们的容量成正比。

五、结论：
两台变压器并联运行要保证变压器有相同的变比，相同的连接组别，有相同的短路阻抗标幺值，咯变压器的负载分配与变压器的额定容量成正比。