电机拖动实验报告变压器部分

一 实验目的

1.学习掌握做单相变压器空载、短路实验的方法。

2.通过空载、短路实验，测定变压器的参数和性能。

二 预习要点

1.通过空载、短路实验，求取变压器的参数和损耗作了哪些假定

答：做了如下几点： 空载实验

在做变压器的空载与短路试验的时候，首先我们假设变压器的铜耗足够小使得我们可以忽略它对实验的影响，这样我们才能够认为空载损耗0P 完全用来抵偿铁耗e F P ,也就是我们认为e 0

F P P ≈，在这个假设下我们才能用后面的公式计算变压器的各项参数。

因为一次漏电抗Xm X <<1，一次绕组电阻Rm R <<1，所以1m Z Z >>，故我们

认为0/m

I U Z =,2^/0m 0I P R =。

短路实验

由于做短路实验时电压很低，所以磁路中磁通很小，所以我们可以忽略励磁电流和铁耗，认为∞≈m

Z ，电源输入的功率完全消耗在一二次侧的铜耗上。

2.作变压器空载、短路时，应注意哪些问题一般电源加在哪一方比较适合

空载实验

理论上一二次侧都可以做空载实验，但是由于低压侧的额定电压较低，为了安全起见一般会选择在低压侧进行空载实验，但是这时测得的参数需要经过归算才能标识在高压侧的等效电路中。 短路实验

短路实验将一侧用导线短接，另一侧接入电源，从实验的方法我们可以看出，假如在低压侧加电源，要使高压侧电安全，所以在做短路实验时必须将低压侧短接，在高压侧加电源使低压侧电流达到额定值，一般这时候所加电压为额定电压的5%-10%，所以很安全。

三 实验内容

流达到额定值，低压侧的电压、电流都会很大，这极不 1.变压器变比K 的测定

按图1的实验电路图接入导线，将电压表的探头接到啊，a,x 端，旋转调压器的手柄，使

得Uax=100V ，然后测量UAX ，接着，调节调压器使Uax 依次减少20V ，记录对应的UAX 的值。

序号

UAX （V ） Uax （V ）

U U K ax

AX

=

K

380V

A

B C

三相调压器

a x A

X

图1 表1 由实验实测数据可得，变压器的变比K=3.

注：实验中误差基本可以忽略，产生误差的原因可能是电网电压波动、仪表精度不够、变压器老化，测量时读数稳定就读数或者读数处于小幅跳变情况。

2.做空载实验，求取空载特性曲线Uo ＝f(Io)及额定电压时的参数Zm 、rm 、Xm 和空载损耗Po

电路图如图1所示，高压侧开路，低压侧接入电源，改变调压器手柄位置使Uax=150V,

用多功能功率表测量00I P 、并记录，依次将Uax 降低20V ，记录相应的00I P 、的值。

表2

空载特性曲

线Uo ＝

f(Io)

图2

注：因为做空载试验时是在低压侧加电压，实验所测的电流、功率均为低压侧的值，所以要归算到高压侧去。 实验中

V U N 2202 ，因为220V 是线电压，所以可得相电压的额定值是

1 300

2 239 80

3 180 60 4

119

40

2 3 4 5

6 7 8 130 110 90 70

50 30 10 376 245

V U N 1273/2202==，由于实验时只测量了130V 时的数值，所以低压侧的额

定电压取130V ，所计算的值非为标幺值，还需要经过进一步的归算才能标在高压侧。

由实验数据计算相应空载参数

实验计算公式如下：

I U z z m 000/=≈，20

0/

I P r r m

=

≈，20200/r Z X X m -=≈

实验数据 W P A I V U 08.5m 2.135,70000===，。将数据代入公式计算得：

1123376.0/1303*30/

==≈）（z z m ，

339.9 376.0/2.14*3*30/==≈）（r r m

3093 20200/=-=≈r Z X X m

计算Zm*、rm*、Xm*，取基准值Zm=3000，rm=300，Xm=3000 所以Zm*=，rm*=、Xm*=

3.短路实验

按实验电路图连接好电路之后，调节调压器手柄使I=2A ，记录下相应的电压值和功率值，接着改变电流并记下对应的电压、功率值。

K

380V

A

B C

三相调压器

a

x

A X

图3

短路特性曲线

求取参数

13.1159.1/7.17===I U K

K Z k

8.3)59.1*59.1/(6.92

===

k k

I k P r θ

5.1022=-=θk k k r Z X

折算到基准工作温度C 750

时的短路参数：

62.47523575

2350=•=++θθr r k k

5.1175752020

=+=k k k X r Z

额定短路损耗： 7.1175

=•

=r r k k P P k kN θ

选取基准值如下：

Zk75=12、rk75=5、Xk=11

所以Zk75*=、rk75*=、Xk*= 4. 计算短路电压百分数：

%58.4%100175

1=⨯=•U Z I N

k N U k %8.1%100175

1=⨯=

•U r I N

k N U kr

%18.4%10011=⨯=

•U X I N

k

N U kx 5. 计算cos Ø2＝滞后时的电压变化百分率：

φφ2

2

sin cos %U U kx kr U +=∆=%

6.计算当cos Ø2＝、β＝1时的变压器效率：