Міністерство Освіти і Науки УКРАЇНИ

Міністерство Освіти і Науки УКРАЇНИ

Запорізький державний технічний університет

Методичні вказівки

До виконання лабораторних робіт

з дисципліни “Електричні машини”

Трансформатори. Асинхронні машини

для студентів спеціальностей 8.092206

”Електричні машини та апарати”

Усіх форм навчання

 

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Електричні машини” Трансформатори. Асинхронні машини для студентів спеціальності 8.092206 “Електричні машини та апарати“ усіх форм навчання /Склали: О.М.Андрієнко, І.В.Лєвєнков.- Запоріжжя: ЗДТУ, 2005,- 69с.

 

Укладачі: О.М. Андрієнко, доцент, к.т.н.

І.В. Лєвєнков, асистент

Т.В. Попова, асистент

 

Рецензент: В.П. Метельський, професор, к.т.н.

 

 

Відповідальний

за випуск З.І. Дударенко, доцент, к.т.н.

 

 

Затверджено

на засіданні кафедри

“Електричні машини”

 

Протокол №

від “ ” 2005 р.

 

 

З М І С Т

 

І Загальні вказівки …………….................................. …………....…..4

2 Лабораторна робота №1-Т. Визначення орієнтованих

паспортних данних трифазного трансформатора ….………………..16

3 Лабораторна робота № 2-Т. Випробування трифазного трансформатора в дослідах холостого ходу та короткого замикання ………....23

4 Лабораторна робота № З-Т. Паралельна робота трифазних

трансформаторів і визначенняи груп з'єднань обмоток.………….....33

5 Лабораторна робота № 1-А. Вивчення конструкції та принципу

роботи асинхронних машин...……………………………………........42

6 Лабораторна робота № 2-А. Випробування асинхронного

двигуна з фазним ротором в режимах холостого ходу і короткого

замикання..............................................................................................…45

7 Лабораторна робота № З-А. Випробування трифазного

асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором методом

безпосереднього навантаження..............................................................55

8 Лабораторна робота № 4-А. Випробування трифазного

асинхрон-ного двигуна воднофазному режимі …..………….……….61

9Література.........................…………...……………………….……...66

10Додаток...........….................………………………………………….67

Загальні вказівки

 

Лабораторні роботи проводяться згідно програми курса електричних машин. Вони закріплюють знання студентів, допомагають придбати навики управління і випробуваннь електричних машин і трансформаторів.

При виконанні лабораторних робіт з електричних машин і транс­форматорів студенти повинні:

•виконувати правила внутрішнього розпорядку в лабораторії;

•додержуватись техніки безпеки в лабораторіі' електричних машин.

 

Електрообладнання лабораторії електричних машин

 

В лабораторії електричних машин змонтовано 13 робочих місць для проведення випробувань трансформаторів та електричних машин.

На робочих місцях 1 - 3 встановленні трифазні двохобмоточні трансформатори з повітряним охолодженням потужністю до 10 кВ А, напругою 380/220 В: асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором потужністю до 4 кВт, напругою 380/220 В, які випробуються в трифазному режимі з навантаженням слектромагнітним гальмом. Для проведення випробувань вищевказанних машии на робочих столах змонтовані стенди.

На стендах змонмтовані автомати, вимикачі, тумблери і вимірювальні прилади за допомогою яких складається схема для випробування трансформатора або асинхронного двигуна. До стендів підведено два джерела живлення змінного струму:

регульованного та нерегульованного напругою О...380 В.

На робочих місцях 7, 9, 11 розташовані машини постійного струму потужністю до 5 кВт, напругою 220 В.

На стендах робочих столів схема двигуна зібрана, схема генератора складається при його випробуванні.

На робочому місці 8 встановлена синхронна машина потужністю 4 кВА, напругою 220 б з приводним асинхронним двигуном. Схема складається при проведенні випробувань. На цьому ж робочому столі проводяться випробуванпя трьох однофазних трансформаторів (зняття фороми кривих струму, ЕРС) потужшстю до 0.5 кВА, напругою 380/36 В.

На робочому місці 10 змонтованний однофазний синхронний генератор потужністю 3 кВА, напругою 230 В з привідним двигуном постійного струму 4 кВт, напругою 220 В.

На робочому місці 12 встановленний трифазний генератор потужшстю 10 кВА, напругою 400 В, і приводним двигуном постійного струму потужністю 7.2 кВт, напругою 220 В. Схема стенду на робочому столі змонтована.

На робочому місці 13змонтований трифазний синсхронний генератор, потужністю 5 кВА, напругою 230 В з приводним двигуном

Від підстанції до розподільного щита лабораторії підведено мережу трифазного змінного струму. Від розподільного щита до відповідних стендів і до регульованого джерела змінного струму підведена трифазна нерегульована напруга 380 В.

Для проведення випробувань в лабораторії встановллені автотрансформатор з регульованою напругою змінного струму 0 - 380 В з електроприводом і напівпровідниковим регульованим джерелом постійного струму напругою 220 В.

 

1.2 П ринципова схема стендів 1, 2, 3 для випробувань трансформаторів та асинхронних двигунів

 

На стендах 1-3 змонтовані схеми для випробування трансформаторів, асинхронних двигунів з фазним ротором і асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором у трифазному і однофазному рсжимах. В схемі силове коло накреслене потовщеними лініями, коло напруги і вимірювальні ланцюги -тонкими.

До стенду підведено два джерела живлення - джерело змінного струму напругою 380 В, яке вмикається автоматом АП1, і джерело змінного струму з регульованною напругою 0-380 В, яке вмикається автоматом АП2.

У лінійні проводи кожної фази на різні струми включені амперметри. В лінійні проводи фаз А і С включені ваттметри, які можуть працювати без трансформаторів струму, а при струмі силою більше 5 А - чсрез трансформатор струму.

Державні стандарти встановлюють вимоги безпеки до конструкцій силових трансформаторів і електричних машин [4].

Випобуваний трансформатор підключається до мережі через автомат /1/7-5. Навантаження трансформатора вмикається автоматом АПІО, а при штучному короткому замиканні вторинна обмотка коротко замикається автоматом АП8.

Обмотка статору асинхронного двигуна з фазним ротором підключається до мережі автоматом АП6, обмотка статору асинхронііого двигуна з короткозамкнрким ротором – автоматом АП7.

В залежності від типу випробувань трансформторів і асинхронних двигунів схема складається вмиканням аніоматів, тумблерів, вимикачів і відповідних вимірювальних приладів.

Техніка безпеки в лабораторії електричних машин

 

В лабораторії електричних машин робочою напругою є напруга змінного струму 380/220 (на деяких розподільних щитках і стендах вона досягає 500 В) і напруга постійного струму 220 - 400 В (то являє особливу небезпеку при роботі в лабораторії).

Лабораторія електричних машин належить до сухих приміщень, тобто до приміщень, в яких відносна вологість повітря не перевищує 60%.

З небезпеки враження електричним струмом лабораторія електричних машин належить до приміщень з підвищенною небезпекою, де є можливість одночасного торкання людини до частин, які мають з¢єднання з землею, металоконструкціями, технологічними апаратами, механізмами з одного боку, та до металевих корпусів електрообладнання - з другого.

Тому дотримання правил з техніки безпеки й охорони праці -необхідна передумова попередження електротравматизму та травматизму.

Згідно з [1] при змінному струмі 50 Гц напруга торкання складає не більше 2 В, гранично дозволенний струм - не більше 0.3 мА, при постійному струмі напруга торкання - не більше З В, струм - 0.4 мА.

Напруга торкання - це напруга між двома пунктами кола струму, яких одночасно торкаеться людина. В аварійних режимах електричних установок напругою до 1000 В з глухозаземленною або ізольованою нейтраллю при більш ніж 1 с дії змінного струму 50 Гц і напрузі торкання 36 В гранично дозволенний струм - не більше 6 мА, при постійному струмі і напрузі торкання 40 В гранично дозволений струм - не більше 15 мА.

 

Технічні засоби

 

1.5.1 Вимоги до трифазних трансфрматорів з повітряним охолодженням (сухі) потужністю до 10 кВА. Такі трансформатори повинні виконуватись 1 класу захисту людини від враження електричним струмом, мати робочу ізоляцію, елемент для заземлення і ступінь захисту не нижче ІР20 згідно ГОСТ 14254 - 89 (ступінь захисту від можливості торкання до струмоведучих частин).

Захист трансформаторів від перевантажень і коротких замикань (струмовий захист) здійснюється автоматами АП.

1.5.2 Електричні машини (асинхронні, синхронні та машини постійного струму) повинні мати ступінь захисту ІР22 - машина захищається від попадання твердих сумішей та крапель води (захищена машина).

Виводи статорної та роторної (якірної) обмоток захищаються огорожею (кришками). Обертаючі частини машин (шківи, муфти, вентилятори, вільні частини валів) - закриваються огородженням, зняття яких під час роботи машини забороняється.

Електричні машини також повинні мати захист від перевантаження короткого замикання. Кожну електричну Машину заземлюють (корпус машини). Опір ізоляції електричних м.ашин і трансформаторів, вимірянний мегометром напругою 1000 В, повинен бути менше 1 МОм.

Вмикання стендів під напругу сигналізується лампами червоного кольору з надписом «ВВІМКНУТО», відключення -лампами зеленого кольору з надписом «ВІДКЛ».

Незбудженний генератор, який обертається, розглядається як генератор під напругою.

При роботі з електродвигуном попередньо треба зняти навантаження.

1.5.3 В лабораторії електричних машин повинні бути основні електрозахисні засоби - вказувачі напруги, діелектричні руковички, слюсарно - монтажний інструмент з ізольованим держаками; і додаткові електрозахисні засоби - діелектричні галоші, килимки, плакати та знаки безпеки.

 

Роботи

 

Перед початком роботи студент повинен:

•вивчити схему електроживлення лабораторії, знати який апарат необхідно відключити у разі аварійного режиму або несчастного випадку;

•вивчити захисні засоби від враження електричним струмом, які маються в лабораторії, знати їх місця розташування, вміти їми користуватися;

•вміти надавати першу медичну допомогу людині, яка попала під напругу, методом штучного дихання згідно з правилами «Першої допомоги потерпілим від електричного струму та інших несчасних випадків;

•вивчити методичні вказівки.

Після інструктажу і перевірки знань з техніки безпеки студенти розписуються в журналі про знання й виконання «Правил з техніки безпеки» і розроблених методичних вказівок.

Категорично эаборонясться:

•торкатись обладнання, яке не має відношення до виконуваної студентом лабораторної роботи,

•самочинно вмикати апаратуру на головному розподільному щиті лабораторії і на робочих місцях;

•вмикати і вимикати зібрану схему без дозволу викладача;

•торкатись до струмоведучих зажимів, а також до обертаючих частин електричних машин;

•складати схему з пошкоджених проводників;

•проводити зміни в схемі при ввімкнутому джерелі живлення струму до повної зупинки ротора (якоря) електричної машини;

•проводити іспити при пошкоджених трансформаторах, електричних машинах, апаратах, вимірювальних приладах та з¢днувальних проводах з пошкодженою ізоляціею;

•приступати до виконання лабораторної роботи студентамі, одежа яких може бути захвачена обертаючими частинами машини.

Вмикання схеми під напругу

 

Вмикання схеми під напругу сигналізусться і загоранням відповідної сигнальної лампи. При цьому студенти уважно слідкують за показаннями приладів і в разі відхилення стрілок приладів вправо до упору схему миттєво вимикають.

Методичні вказівки

 

Організація роботи в лабораторії.

Специфіка проведення іспитів електричних машин і трансформаторів в лабораторії (одночасний відлік декількох величин, регулювання параметрів схеми) така, що потребує розподіл групи студентів на дві підгрупи, а підгрупи на три бригади. З кожною підгрупою працює викладач, який призначує бригадира в кожній бригаді.

Студенти повинні за тиждень до виконання лабораторної роботи получити завдання у викладача, ведучого лабораторні эаняття. Получивши завдання, вони повинні поза сіткою розкладу підготуватись до виконання наступної лабораторної роботи, вивчити теоретичний матеріал з питань вказаної роботи, порядок проведення іспитів, підготовити формуляр звіту (схеми, розрахункові формули, таблиці для запису данних іспитів і розрахункових данних).

 

Порядок складання схеми

Перед початком складання схеми необхідно впевнетись у тому, що всі автомати, та тумблери встановлені у вимкненому положенні.

Схему рекомендується набирати в такій послідовності:

Спочатку набирають схему силового кола, починаючи від випробуваного трансформатора або електричної машини до джерела живлення, вмиканням відповідних автоматів, вимикачів та рубильників.

Потім набирають паралельні ланцюги машини і відповідні вимірювальні прилади. При наборі в схемі амперметрів з невеликими межами вимірювання струму на час їх вмикання вони повинні шунтуватись автоматом (тумблером) або амперметром з великими границями вимірювання струму.

Зібрана і перевірена схема пред¢являється бригадиром для ії перевірки викладачу або лаборанту.

Схему силового кола машини або трансформатора складають проводами відповідного діаметру і кольору, починаючи з кола живлення електричної машини (трансформатора). Потім складають паралельні ланцюги і вмикають відповідні вимірювальні прилади.

В наборі (складанні) і перевірці схеми повинен приймати участь усі учасники бригади. Вимірювальні прилади для відліку їх показань розподіляють між студентами, що значно прискорює проведення випробувань і підвищує якість вимірювань. При необхідності проводиться коррекція положень стрілок вимірювальних приладів і показників на регулюючих пускових реостатах.

 

Захист лабораторної роботи

 

Перевірка звіту і бесіда проводяться з кожним студентом. Під час бесіди студент повинен відповідати на питання теоретичного і практичного характеру в обсязі виконаної роботи, а також знати схему і метод проведення випробування. При незадовільних відповідях на запитання, неохайному виконанні звіту, невідповідності його вимогам програми та ЕСКД лабораторна робота не зараховується, звіт треба переоформити і лабораторна робота повинна бути захищена поза сіткою розкладу до слідуючого лабораторного заняття.

При захисті лабораторної роботи викладач ставить дифференційовану оцінку, яка враховується при заліку поточної успішності та при заліку за семестр.

Лабораторна робота № 1-Т

 

Тема: Визначення орієнтованих паспортних данцих трьохфазного трансформатора.

 

Мета роботи - вивчити будову окремих елементів (вузлів) трансформатора і машини в цілому; визначити орієнтовані паспортні данні трансформатора за геометричними розмірами магнітного кола та обмоток трансформатора.

 

Порядок виконання роботи

2.1.1 Визначити і записати параметри трансформатора:

а) кількість фаз трансформатора;

б) кількість обмоток на стрижні;

в) спосіб охолодження;

г) тип трансформатора.

2.1.2 Накреслити ескіз магнітного кола трансформатора.

а) накреслити ескізи перерізу стрижня і ярма, вказати розміри, розрахувати їх площу з точністю до 1см² визначити співвідношення перерізу ярма і перерізу стерижня Пс/Пя.

б) виміряти товщину листів трансформаторної сталі магнітопроводу, вказати спосіб шихтовки та опресовки магнітної системи.

2.1.3 Накреслити ескізи обмоток, розташованих на одному стрижні. На ескізі вказати основні розміри: висоту, діаметри, радіальні розміри обмоток і каналів. Вказати тип, марку і клас ізоляції проводу обмоток.

2.1.4 Визначити зажими фазних обмоток за допомогою мегометра.

2.1.5 Визначити однополярні зажими фазних обмоток індуктивним методом за допомогою джерела постійного струму та магнітоелектричного приладу.

При полярності, вказаній на схемі 2.1 і при включенні вмикача S стрілка гальванометра повинна відхилитись на право, в цьому випадку зажими А і а - однополярні.

2.1.6 Виміряти мегометром опір ізоляції обмоток стягуючих болтів ярмових балок. Данні вимірювань записати в табл. 2.1, при цьому опір ізоляції болтів заносити в останню графу, вибираючи болти в довільному порядку.

Таблиця 2.1 - Опір ізоляції обмоток і елементів конструкції і магнітної системи

Обмотка ВНЗ осереджена (земля)	Обмотка ННЗ осереджена (земля)	Між обмотками	Між фазними обмотками ВН	Між фазними обмотками НН	Стягувальний болт зосереджений (земля)
А - з	a - з	А - а	А - В	а – в
B - з	d - з	B - в	B - С	b - с
С - з	c - з	С - с	C - A	c - a

Рисунок 2.1 - Схема для знаходження однополярних зажимів обмоток трансформатора

Рисунок 2.2 - Схема вимірювання омічного опору фазних обмоток

2.1.7 Виміряти омічний опір фазних обмоток трансформатору постійним струмом методом падіння напруги згідно схеми 2.2. Ввімкнути тумблер Т13 (в положенні 1 вимірюється опір обмотки ВН, в положенні 2 - опір обмотки НН) та Т14.

Якщо розрахункове значення вимірюванного опору складає 0-5% і більше опору вольтметра, значення визначаємого опору:

де R - опір, розрахований згідно вимірянним значенням струму та напруги. Ом,

R_v, - опір вольтметра. Ом.

При вимірюваннях вольтметр вмикають при встановившихся показниках амперметру.

При вимірюванні опору враховувати температуру обмоток, при якій проводиться вимірювання. Для сухих трансформаторів, які знаходяться в приміщенні з незмінною температурою повітря, за температуру обмотки взяти температуру зовнішнього повітря, вимірен-ного при температурі зовнішнього середовища, до номінальної температури + 75°С.

Омічний опір повинен бути r_О.АХ r _ОВУ r_ОСZ і не повинні відрізнятись по фазам більше, ніж на 5%×r_СЕР.

Опір обмоток трансформатора привести до температури+75°С

де r_{сер.раб} - середній опір фазної обмотки трифазного трансформатора

при номінальній робочій температурі +75°С;

r_{сер.окр} - теж при температурі навколишнього середовища, визначене як середнє арифметичне, наприклад для обмотки ВН;

Q - коефіцієнт, залежний від матеріалу обмоток.

Для міді Q=234,5°С, для алюмінію Q=245°С;

Q_опр. - температура навколишньою середовища, °С.

Q Виміряні і розрахункові данні записати в табл. 2.2

Таблиця 2.2 – Виміряні і розрахункові омічні опори фазних обмоток

Параметри	Одиниця	Фазні обмотки напруги	Температура навколишньогосередовища
A-X	B-Y	С-Z	a-x	b-y	c-z
U	В
I	А
rокр.	Ом
rсер.окр.	Ом
rсер.раб.	Ом

В табл. 2.2 r_окр - опір відповідної фазної обмотки при температурі навколишнього середовища.

2.1.8. Визначити число витків і ЕРС фазних обмоток. При визначенні числа витків на одному з стерижнів на обмотку вищої

напруги намотана додаткова обмотка з числом витків W_дод. = 10. Зібрати схему (рис. 2.3) і провести вимірювання. Ввімкнути автомати А1, А2, А3, АП3, АП4, АП5.

Тумблери Т9, Т11 та Т15 ввімкнути в положення1(фазне). Після перевірки схеми викладачем ввімкнути автомат АП1. Виміряні та розрахункові данні записати в таблицю 2.3.

Рисунок 2.3- Схема для визначення числа витків обмоток трансформатора

 

Таблиця 2.3 - Данні вимірювань та озрахункові данні для визначення числа витків обмоток

Данні вимірювань	Розрахункові данні
U1ф В	U2ф В	Uдод В	Wдод витків	W1 витків	W2 витків	e1 В	e2 В	E1ф В	E2ф В	K

В табл. 2.3 прийняті слідуючі позначення:

U­_1ф, U_2ф, U_дод. - відповідно напруги фаз первинної, вторинної та додаткової обмоток;

W₁ - число витків первинної обмотки, ;

W₂ - число витків вторинної обмотки,

e₁,е₂ - відповідно ЕРС одного витка первинної і вторинної обмоток трансформатора, B;

е₁ = е₂ = 4,44צ×П_с×B_c,

де ¦ - частота в мережі, Гц', (¦ = 50);.

Пс - площа перерізу стріжня, м².

B_С - рекомендована індукція в стрижні для трансформаторів потужністю 5..10 кВ×А, Тл;

Вс = (0,9..1,4). Прийняти В_С =1,4Тл.

Е_1,Ф, Е_2,ф = ЕРС фаз відповідно первинної та вторинної обмоток, В.

E_1ф = е₁×W₁; E_2ф = е₂×W₂;

Значення Е₁ U₁ ; Е₁ U₂, прийняти рівними ближчим стандартним величинам (220 В та 127 В).

К - коефіціент трансформації по фазній напрузі;

;

Прийняті стандартні величини номінальних напруг U_1НФ і U_2НФ записати в табл. 2.4,

2.1.9 Визначити номінальний струм і потужність фаз первинної і вторинної обмоток. При визначенні номінальних фазних струмів щильність струму для трансформаторів з мідними обмотками та повітряним охолодженням може бути прийнята

= (1.5 2.5) А /мм². Прийняти = 2,5А/ мм².

Розрахункові данні записати в табл. 2.4.

Таблиця 2.4 - Розрахункові данні для визначення потужності

q1	q2	I1НФ	I2НФ	U1НФ	U2НФ	S1НФ	S2НФ	Sн(3 фаз)
мм^2	мм^2	А	А	В	В	В.А	В.А	В.А

В табл. 2.4 прийняті слідуючі позначення:

q₁, q₂ - переріз проводів відповідно первинної і вторинної обмоток, мм²

I_1НФ -номінальний фазний струм первинної обмотки, А:

I_1НФ = × q₁, А;

I_2НФ - номінальний фазний струм вторичної обмотки А;

I_2НФ = × q₂, А;

U_1НФ, U_2НФ - номінальні фазні напруги відповідно первинної і вторинної обмоток, В;

S_1НФ, S_2НФ-номінальні потужності відповідно первинної і вторинної обмоток:

S_1НФ = I_1НФ×U_1НФ, В×А;

S_2НФ = I_2НФ×U_2НФ, В×А;

S_Н(3ФАЗ) - номінальна потужність трансформатора:

S_{Н (3ФАЗ)} = 3×S_1НФ = 3×S_2НФ, В×А;

Номінальна потужність трансформатора визначається при його випробуванні на нагрівання по допустимій температурі ізоляції.

2.1.10 Орієнтовані паспортні данні трансформатора для схеми з'еднання обмоток У/У і У/Д записати в табл. 2.5.

 

Таблиця 2.5 - Орієнтовані паспортні данні

Номіналь­ніданні	Одини­ця	При з’єднанні обмоток по схемі
З’єднання У/У	З’єднання У/Д
U1НФ	В
U1Нл	В
U2НФ	В
U2НЛ	В
I1НФ	А
I1НЛ	А
I2НФ	А
I2НЛ	А
SН	кВ× А

За номінальну потужність трансформатора приймати меншу потужність обмоток. При цьому відповідно повинні бути змінений помінальний струм в табл. 2.5.

2.1.11 Визначити номінальний допустимий опір ізоляції обмоток:

, МОм

де U _1нл - лінійна напруга обмотки вищої напруги, В;

S_Н- номінальна потужність трансформатора, кВ× А;

Порівняти виміряний опір ізоляції (див. табл. 2.1) з номинально допустимим і дати висновок про стан ізоляції випробуваного трансформатора.

 

Вказівки по обсягу звіту

 

Звіт повинен мати:

• короткий опис виконаної роботи;

• ескіз магнітного кола і обмоток;

• схеми, формули, таблиці з данними вимірювань і розрахунковими данними;

• oрієнтовані паспортні данні трансформатора;

• висновки.

 

Питання для самопідготовки

 

1. Конструкція і призначення вузлів трансформатора.

2. Сформулювати принцип роботи трансформатора

З.Як по зовнішнім признакам відрізнити в трансформаторі обмотку вищої напруги від обмотки нижчої напруги?

4. Визначити співвідношення між ЕРС одікцо витка первинної і вторинної обмоток;

5. Від яких параметрів трансформатора залежить ЕРС первинної і вторинної обмоток?

6. Що таке коефіцієнт трансформації однофазного і трифазного трансформаторів?

7. Як визначити коефіцієнт трансформації?

8. Вказати різницю між номінальною і дійсною потужностями трансформатора.

Порядок виконання роботи

3.1.1 Випробувати трансформатор в досліді холостого ходу. Згідно паспортних данних з заводського щитка або з лабораторної роботи № І-Т підібрати вимірювальні прилади і скласти схему (рис. 3.1) для зняття характеристик холостого ходу:

I_X, P_X, cosj_x = ¦(U₁) при ¦-50Гц, I₂ = 0.

Ввімкнути автомат АП5 та тумблери Т4, Т5, Т6, Т7, Т8. Тумблери Т9 та Т15 ввімкнути в положення 2 (линійне). Після перевірки схеми викладачем ввімкнути автомат АП2.

Зовнішнє коло вторинної обмотки трансформатора розімкнене. Напругу, підведену до первинної обмотки, змінювати в межах (0.4 1.2)U_1Н. через 0,2U_1Н.

Виміряні і розрахункові данні записати в табл. 3.1.

 

Таблиця 3.1 - Виміряні та розрахункові данні характеристик холостого ходу

Данні вимірювань

Розрахункові данні

U1

U2

I1A

I1B

I1C

a1

a2

UX*

Ix

Ix*

SХ

РX

РX*

xX

rX

cosjx

zX

k

В

В

А

А

А

діл

діл

в.о

А

в.о

ВА

Вт

во

Ом

Ом

-

Ом

-

Рисунок 3.1 - Схема випробування трансформатора в режимсе

холостого ходу

Розрахункові данні в табл. 3.1 визначити по формулам:

U₁* = U₁/U_1Н,

де U_1Н = 380 В

 

, А;

де I_x* - середний струм холостого ходу у відносних одиницях.

;

I_нф - визначити з данних роботи №1-Т.

Потужність холостого ходу

S_Х = mU_1ФI_СР

P_x - втрати при холостому ході:

P_x = C_W×(a₁,+a₂) Вт,

де С_W - постійна ватмeтрів

a₁, a₂ - показання ватметрів, ділень;

P_x* - витрати при холостому ході у відносних одиницях:

P_x* = ;

де S - потужність трансформатору, визначена у попередній роботі №1-Т, Вт

cosj_X, - коефіцієнт потужності при холостому ході:

_;

r_x - активний опір фази намагнічуючого контура:

r_X = P_K/(3I²_КФ), Ом;

x_x - індуктивний опір фази намагнічуючого контуру:

x_x = , Ом;

z_х - повний опір холостого ходу:

, Ом;

k - коефцієнт трансформації: k =

Фазні опори r₁,x₁, z₁ первинної обмотки складають 1-2% фазних опорів намагнічуючого контуру r₁₂, x₁₂, z₁₂ тому можна прийняти r_x = r₁₂, x_x = x₁₂, z_x = z₁₂ .

Згідно данних табл 3.1 накреслити характеристику холостого ходу I_х*, P_x*, cosj_x = ¦(U₁*).

Використовуючи характеристику I_х^* = ¦(U₁ *) визначити коє­фіцієнт насичення сталі трансформатора.

Для номінальної напруги U₁* = 1.0 визначити I_хн%, P_хн%, cos¦_хн і порівняти їх з данними, рекомендованими держстандартами для

S_н = 5 ¸75 кВ×А; I_хн% = 10 ¸7.5 %; P_хн% = 1.2¸1.0 %; cosj_хн =0.1¸0.2 %

Накреслити схему заміщення трансформатора при холостому ході, вказати її параметри.

3.1.2 Випробувати трансформатор в досліді короткого замикання. Згідно паспортним данним трансформатора з заводського щитка або лабораторної роботи №1-Т підібрати вимірювальні прилади і скласти схему (рис. 3.2)

для зняття характеристик короткого замикання:

I_1к=(U_1к), P_к=¦(U_к), cosj_x=¦(U_к).

 

Ввімкнути автомати АП5, АП8, А1, А2, АЗ, АПЗ, АП4. Напруга короткого замикання встановлюється по вольтметру VЗ. Тумблер Т11 ввімкнути в положення 2. Після перевірки схеми викладачем ввімкнути автомат АП2.

Вторинна обмотка закорочена, U₂ = 0. Під час досліду слід намагатись того, щоб зміна активного опору обмоток, обумовлена їх нагріванням, була мінімальна. Тому не слід допускати збільшення струму короткого замикання більше ніж I_k = 1.5×I_н і трансформатор залишати під напругою лише мінімально необхідний для досліду час.

При проведенні досліду виміряти температуру обмоток, яка в охолодженому стані дорівнює температурі навколишнього середовища. При знятті характеристик КЗ до первинної обмотки

Рисунок 3.2 - Схема випробування трансформатора

в режимі короткого замикання.

 

трансформатора підводити знижену напругу від регулювача напруги таку щоб получити слідуючі значення струму короткого замикання:

I_1k = (0.25; 0.5, 0.75, 1.0, 1.25)×I_н

Виміряні і розрахункові данні записати в табл. 5.2.

Таблиця 3.2 - Виміряні та розрахункові данні характеристик короткого замикання

Данні вимірювань

Розрахункові данні

I1

I2

Uk

a1

a2

I1ф*

Uкф

Uкф*

Pk

Рk*

Sk

cosjk

rk

xk

zk

А

А

В

діл

діл

в.о.

В

в.о

Вт

во.

ВА

-

Ом

Ом

Ом

Для трифазного трансформатора при з¢єднанні первинної обмотки в зірку розрахункові данні в табл. 3.2 визначити по формулам:

; I_н- взяти з роботи 1Т

Потужність короткого замикання

S_к = mU_кФI₁

P_k - втрати при короткому замиканні:

Р_k = (a₁±a₂)×C_w×C_тт,Вт,

де a - число ділень по шкалі ватметру;

С_w, - постійна ватметру, Вт/діл;

С_тт. - коефіцієнт трансформації (С_тт = 3);

a₁, a₂ – показання ватметрів, ділень;

P_К* - витрати при холостому ході у відносних одиницях:

P_К* = P_К/S;