实验一 单相变压器实验

实验一单相变压器实验

一、实验目的

1、通过空载试验和短路试验确定单相变压器的参数

2、通过负载试验测定单相变压器运行特性

二、试验前的预习

1、在变压器空载和短路试验中，各种仪表怎样连接，才能使测量误差最小？

2、如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？

3、变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电源应接在低压边还是高压边合适？

强调：导线绝不能接长使用！

三、实验内容

1、测定电压比

接线图如实验图1所示。

图1 单相变压器变比试验

从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线圈开路，闭合电源开关Q，将低压线圈外施电压调至50％额定电压左右，测量电压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取5组数据，记录于实验表3－1中。

2、空载试验

变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过±1％），其波形应是正弦波。

接线图如实验图2所示。

图2 单相变压器空载试验

在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，高压绕组开路。变压器空载电流N I I %)10~%5.2(0≈，依此选择电流表及功率表的电流量程（功率表不用选择量程）。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在0.2以下。

实验表1 变比及空载实验数据

变压器接通电源开关Q 前（绿色按钮），必须将调压器（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏。合上电源开关Q 后，调节调节变压器一次侧电压至N U 2.1，然后逐次降压，逐次测量空载电压0U 、电流0I 及损耗0p （在数字功率因数表上读取），在N U )5.0~2.1(范围内，读取6～7组，（包括N U U =0点，在该点附近测量点应较密一些），结果记录于实验表1中。 3、短路试验

进行变压器短路试验时，高压线圈接电源，低压线圈接一电流表短路。如实验图3所示。

图3 单相变压器短路试验 实验表2 短路试验数据

短接线要接牢，其截面积应较大。

变压器短路电压的数值约为N U %)10~%5(，为了避免过大的短路电流，在接通电源前，必须将调压器调至输出电压为最小的

位置，然后闭合电源开关Q ，逐渐缓慢地增加电压使短路电流升到N I 1.1（在调节电压时，一定要注意电流表的读数不能超过要求的范围）。在N I )5.0~1.1(范围内，测量短路功率K P （在数字功率因数表上读取）、短路电压K U 及短路电流K I 。读取数据5～6组（包括N K I I ），记录于实验表2。本试验应尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，使绕组电阻增大，读数将会发生偏差。 4、负载试验

接线图如实验图4所示。

Z F 6×90Ω1.5A

图4 单相变压器负载试验

变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开关Q 接至电源，负载为流六个1.5A ，90Ω可变电阻串联（1.5A ，6×90Ω）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合电源开关Q ，调节调压器输出电压为V U U N 22011==，减小负载电阻，即增大负载电流，保持N U U 11=，在负载电流从零（02=I ，202U U =）至额定值范围内（0A ～0.63A ），测量负载电流2I 和二次侧电压2U ，每改变一次负载电阻，将2I 和2U 数值记录于实验表3中，共读取数据5～6组（包括N I I 22=点）。

实验表3 负载试验数据（N U U 11=）

若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻负载时相同，此时二次侧需要一个可变电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。

四、实验报告 1、计算变比

根据测变比试验的几组数据，分别计算电压比，取其平均值作为受试验变压器的电压比。

2、根据空载试验所测得的数据求下列曲线及参数 （1）画空载特性曲线

)(00U f I = )(00U f p = （2）计算变压器的励磁参数

从空载特性曲线)(00U f I =及)(00U f p =上查出额定电压N U 1时的0I 及0p ，由此计算励磁参数。

变压器空载时，从电源吸取的功率0p 为变压器的铁耗Fe p 及空载铜耗Cu p ，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故0p p Fe =，于是励磁参数为

01

'I U Z m =

2

00

'I p r m =

2

'2''m m m r Z X -=

因空载试验在低压侧进行，折合到高压侧

'

2m m r K r = '

2m m X K X = '2m

m Z K Z = 3、根据短路试验所测得的数据下列曲线及参数

（1）画短路特性曲线

)(K K U f I = )(K K U f p =

（2）计算短路参数

从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流N K I I =时的短路电压K U 和短路损耗K p ，计算短路参数。

K K

K I U Z =

K

K

K I p r =

2

2K k K r Z X -=

4、根据负载试验数据，作纯电阻负载下受试变压器的外特性

N U U 11= 1c o s =ψ

)(22I f U = 5、根据实验数据，计算变压器运行性能

（1）计算额定负载功率因数为1时，受试变压器的电压变化率ΔU 及效率η。 （2）计算功率因数为1时，受试变压器的效率特性)(2P f =η。