М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ институт химии и энергетики

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

(направленность (профиль) / специализация)

лабораторная работа: «испытание однофазного трансформатора»

по учебному курсу «_Теоретические основы электротехники__________»

(наименование учебного курса)

Вариант ____ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Шлыков Сергей Викторович (И.О. Фамилия)

Тольятти 2020

Бланк выполнения лабораторной работы «Испытание однофазного трансформатора»

Цель работы: изучение устройства и принципа действия однофазного трансформатора.

Оборудование: лабораторный стенд.

Схема

Паспортные и расчётные данные режима холостого хода

Таблица 1

Паспортные данные			Вычислено
SH, ВА	f, Гц	U1H	U2H	I1H	I2H	UКЗ	Рст	РМ
160	50	220	127	0,7	1,2	11	27,5

Экспериментальные и расчётные данные режима холостого хода

Таблица 2

Измерено				Вычислено
U10	U20	P0	I10	k	cos	I10	Z0	R0	X0
220	127	27,5	0,1	1,7	0,9	0,2	2200	687,5	2089,8

Экспериментальные и расчётные данные режима короткого замыкания

Таблица 3

Измерено					Вычислено
U1к	U1Н	PK	I2Н	U1k		Zk	Rk	Xk	R1	X1
220	220	165	10	220		314,2	306,7	67,7	153,3	33,8

Экспериментальные и расчётные данные нагрузочного режима

Таблица 4

Измерено					Вычислено
U1Н	I1	P1	U2	I2		cos	P2	U2	β	cos2
220	0,1	27,5	127	1,5	0,1	1	19	0	0,1	0,1
220	0,4	110	127	4,5	0,2	1	57,1	0	0,5	0,1
220	0,5	330	127	7	0,3	1	88,9	0	0,7	0,1
220	0,6	632	127	9,5	0,5	1	120,6	0	0,8	0,1
220	0,8	1000	127	12,5	0,7	1	358,7	0	1	0,1

Зависимости U₂(I₂) при U_1Н = const.

Зависимость: (I₂)

Зависимость: cos₁(I₂)

Схема замещения трансформатора с параметрами элементов схемы замещения:

Выводы: изучил устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Провёл экспериментальные режимы х.х. и к.з. Изучил свойства трансформатора в этих режимах. Построил и изучил схему замещения трансформатора.

Ответы на контрольные вопросы.

1. Трансформатор представляет собой устройство, состоящее из стального сердечника и двух обмоток. При подаче в первичную обмотку переменного напряжения, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС той же частоты. Если ко вторичной обмотке подключить некоторый электроприёмник, то в ней возникает электрический ток и на вторичных зажимах трансформатора устанавливается напряжение, которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой относительно малой степени зависит от нагрузки. Отношение первичного напряжения ко вторичному (коэффициент трансформации) приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

2. Потери энергии в трансформаторе – обусловленные активным сопротивлением обмоток потери в меди и вызванные вихревыми токами и гистерезисом в сердечнике потери в стали – обычно настолько малы, что кпд трансформатора, как правило, выше 99 %. Несмотря на это, тепловыделение в мощных трансформаторах может оказаться настолько сильным, что необходимо прибегать к эффективным способам теплоотвода. Чаще всего активная часть трансформатора размещается в баке, заполненном минеральным (трасформаторным) маслом, который, при необходимости снабжается принудительным воздушным или водяным охлаждением.

3. Схема замещения трансформатора позволяет отдельно расчитывать цепи первичной и вторичных обмоток. В схему замещения трансформатора входят поля рассеивания магнитного потока, а вторичные цепи пересчитываются в первичную через коэффициенты трансформации.

4. В режиме х.х. сопротивление нагрузки равно бесконечности, в результате чего можно не учитывать вторичную обмотку и трансформатор работает как обычная катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником. Кроме того, в режиме холостого хода трансформатора определяют его коэффициент трансформации.

5. Режим к.з. в условиях эксплуатации является аварийным. Он применяется только для экспериментального определения индуктивности рассеивания трансформатора. Измерения проводят в следующей последовательности. Входное напряжение устанавливают равным нулю. Замыкают выходные клеммы (U₂ = 0). Плавно поднимают входное напряжение (U₁) до тех пор, пока в обмотках не установятся номинальные токи. Величина U₁ = U_КЗ называется напряжением короткого замыкания, является паспортной величиной трансформатора и обычно составляет 5...10% от номинального напряжения U_1ном. При этом, ток холостого хода I₁₀ весьма мал по сравнению с номинальным и им можно пренебречь (считать равным нулю).

6. Опытное к.з. –контролируемый экспериментальный процесс. Аварийное к.з.-стихийный не контролируемый процесс, который может привести к выходу из строя оборудования, а в крайнем случае-пожару и т.д.

7. Коэффициент полезного действия трансформатора определяется отношением мощности P2, отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности Р1, потребляемой из сети. Он имеет максимальное значение при нагрузке, когда потери в обмотках равны потерям в стали. Трансформатор имеет практически постоянный коэффициент полезного действия в широком диапазоне изменения нагрузки от 0,5 до 1,0. При малых нагрузках η трансформатора резкого снижается.

1 Оставить нужное