实验一单相变压器实验.docx

1、1 实验一单相变压器实验 【实验名称】 单相变压器实验 【实验目的】 1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2. 通过负载实验测取变压器的运行特性。 【预习要点】 1. 变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加 在哪一方较 合适？ 2. 在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最 小？ 3. 如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 【实验项目】 1.空载实验 测取空载特性 U0=f(I0), P0=f(U0)o 2.短路实验 测取短路特性 Uk=f(Ik), Pk=f(I) o 3.负载实验 保持 U 产 U, cos(p2= 1 的条件下，测取 U2=f(

2、I2)o 【实验设备及仪器】 序号名称型号和规格数量 1 电机教学实验台NMEL-11 1 2 三相组式变压器 1 3 三相可调电阻器NMEL-03 1 4 功率表、功率因数表NMEL-20 1 5 交流电压表、电流表MEL-OO1C 1 6 旋转指示灯及开关板NMEL-05 1 2 【实验说明】 1.空载实验 实验线路如图 1 所示，变压器 T 选用单独的组式变压器。实验时，变压器低 压线圈 2U1、 2U2 接电源，高压线圈 1 山、1U2 开路。 A、乂、乂分别为交流电流表、交流电压表。 W 为功率表，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。 a. 在三相交流电源断电的条件下，将调

3、压器旋钮逆时针方向旋转到底。并 合理选择各 仪表量程。变压器 T U1N/U2N=220V/110V,I1N/I2N=0.4A/0.8A b. 合上交流电源总开关，即按下绿色闭合”开关，顺时针调节调压器旋 钮，使变压 器空载电压U0=1.2UN c.然后，逐次降低电源电压，在1.20.5UN的范围内；测取变压器的 U。、 I。、Po, 共取 67 组数据，记录于表 1 中。其中 U 二 5 的点必须测，并在该点附 近测的点应密些。为 了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时测取 副方电压，填入表 1 中。 d.测量数据以后，斷开三相电源，以便为下次实验做好准备。 表1 序号 实验数据计

4、算数据 Uo (V)Io (A)Po (W) Uiui. 1U2 COSpr 1 2 3 4 5 6 7 图图1空载实验接线图空载实验接线图 1U1 3 2.短路实验 实验线路如图 2.（每次改接线路时，都要关断电源） 图图2短路实验接线图短路实验接线图 实验时，变压器 T 的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 A、V、W 分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。 a. 断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，即使输出电压 为零。 b. 合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压， 直到短路电 流等于 1.1 IN为止。在 0. 51. 1IN范围内测

5、取变压器的 Uk、兀、Pk, 共取 67 组数据记录于表 2 中，其中 Ik= IN的点必测。并记录实验时周围环境温 度（C）。 表 2室温 6= C 序号 实验数据计算数据 U(V)1(A)P(W)cospk 1 2 3 4 5 6 3. 负载实验 实验线路如图 3 所示。 变压器 T 低压线圏接电源，高压线圈经过开关接到负载电阻RL上。选 用 NMEL-03 的两只 900 0 电阻相串联。开关 S】、采用 NMEL-05 的双刀双掷开关， 电压表、电流表、功 率表（含功率因数表）的选择同空载实验。 a.未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S|断开，负载电阻值 调节到最大。 4 b

6、.合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压 U1=UN=110Vo C.在保持 U 产UN的条件下，合下开关 逐渐增加负载电流，即减小负载 电阻RL的值， 从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压 U2 和电流 12。 d测取数据时,12=0 和 12=l2N=0. 4A 必测,共取数据 67 组，记录于表 3 中。 表 3cos cp2=1U=UN=110V 序号 12 345 6 7 u2(V) l2 (A) 图图3贞载实验接线图贞载实验接线图 5 实验报告 6 单 相 变 压 器 实 验 实验目的：1通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2通过负载实验测取变压器的运行特

7、性。 实验项目：1空载实验测取空载特性Uh (lo),P。二 f (Uo) 2. 短路实验测取短路特性 Ukh(lk),PLf(l) 3负载实验 保持 U 匸 U 些 COS 佟=的条件下，测取 U 尸 f（l （一）填写实验设备表 名称型号和规格用途使用注意事项 电机教学实验台NMEL-II用于实验 使用前调节输出电 压 为 0 三相组式变压器实验设备 短路实验时操作要 快， 以免线路过热 三相可调电阻器NMEL-03改变输出电流 实验开始时置于电 阻 为零位置 功率表、功率因数表NMEL-20 测量功率及功率因 数 不得超量程 交流电压表、电流表MEL-OO1C 测量交流电压和电 流 接线

8、正确 旋转指示灯及开关板NMEL-05通断电及指示 电路连完 E 闭合拆 电 路前斷开 （二）空载实验 7 1.填写空载实验数据表格 表 1-1 序号 实验数据计算数据 u0（v） I(A)P(W) UlU1. 1U2COS02 1119.80. 1351.94224. 70. 12 2 113.50. 089 1.62 212.7 0. 16 3109.90. 0771.48206.20. 17 4105.20. 0661.31196.90. 19 599. 070. 0571.14185.80. 20 686.10 0. 0430. 84 161.0 0. 23 774. 750. 035

9、0. 63139.60. 24 2.根据上面所得数据计算得到铁损耗匕.、励磁电阻心、励磁电抗心、电压比 表 1-2 序 号 实验数据计算数据 u（v）I(A)P(W)Uiui. 1U2&X”,k 1119.70. 1321.93224.41.93110.89000.53 2 113.50. 089 1.62212.81.62 204.51258.80. 531 3109.90. 0771.48206.31.48249.61405.30.53 4105.20. 0661.31196.91.31300.71565.30.53 599. 060. 0571. 14185.81. 14350.9170

10、2. 10.53 686. 030. 0430.84161.30. 84454.31948.40.53 774. 780. 0350.63139.60. 63514.32073. 80.53 （三）短路实验 1.填写短路实验数据表格 表 2室温 e 二 25C 序号 实验数据计算数据 U(V)1(A)P(W)COSK=f(IK)O 3、 负载实验 (1)纯电阻负载 保持Ui=UH, cos 0 2=1的条件下，测取U2=f (12) o (2)阻感性负载 保持Ui=UN,COS0FO.8的条件下，测取0(12)。 四、实验方法 1、实验设备 序号型号名称数量 1MET01电源控制屏1台 2D3

11、4-2智能型功率、功率因数表1件 3DJ11三相组式变压器1件 4D51波形测试及开关板1件 2、屏上排列顺序 DJ11 D34-2、D51 3、空载实验 (1)在三相调压交流电源断电的条件下，按图3-1接线。被测变压器选用三相组式变压被测变压器选用三相组式变压 器器DJ11中中 的一只作为单相变压器，其額定容量的一只作为单相变压器，其額定容量PF77VA,UMU3F220/55V , I1K/I3F0.35/1.4A.变压器的低压钱变压器的低压钱 圏圏a、x接电源，高压线圈接电源，高压线圈A、X开路。开路。 序叩矢限出医衆川 SI3M 11 (2)选好所有测量仪表量程。将控制屏左侧调压器旋钮

12、向逆时针方向旋转到底，即将其 调到输出电 压为零的位置。 (3)合上交流电源总开关，按下“启动”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压 器旋钮，使 变压器空载电压Uo=1.2UH，然后逐次降低电源电压，在1.20.35的范围内， 测取变压器的U。、I。、 Poo (4)测取数据时，U二山点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录 于表3-1 中。 (5)为了计算变压器的变比，在 5 以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录 于表3-1中。 表3-1 序 _o. 实验数据计算数据 Uo(V)Io (A)Po(W)UAX(V)cos 4o 166 0. 1091 2. 1 2

13、63.60. 292 2600. 06691.7237. 70.424 3550. 0531.5220. 10.515 4500. 04391.3199.20. 592 5400. 0320.7159.40. 647 6300. 0240.5121. 10. 709 720.50. 0180.382.60. 856 816.50.0150.366. 10.937 4、短路实验 (1)按下控制屏上的按下控制屏上的“停止停止”按钮，切断三相调压交流电源，按图按钮，切断三相调压交流电源，按图3-2接线接线( (以后每以后每 次改接线路，都矣关断电源。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。次改接

14、线路，都矣关断电源。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 图3-2短路实验接线图 (2)选好所有测量仪表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。 (3)接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止，在(0.21.1)IN范国内 测取变压器的UK、IK、PKO (4)测取数据时，IK=IN点必须测， 共测取数据6-7组记录于表3-2中。 实验时记下周 围环境温度(C)。 表3-2室温24 C w-tf坦炽也霭霁|101 13 序 号 实验数据计算数据 UK(V)IK(A)PK(W) COS0K 125.70. 3854.90.495 224.20. 3614.

15、30.492 323.30. 354.10. 503 419.60. 2932.90. 505 516. 930. 2512. 10.494 613. 700. 2031.30.467 710.180.1520.70.452 85.970. 090.30.56 5、负载实验 实验线路如图实验线路如图3-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关，和接到负载电所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关，和接到负载电 阻阻RL和电和电抗抗 XL上上。 毗选用毗选用R1、R3上上4只只900Q变阻器相串联共变阻器相串联共3600Q阻值阻值， 人选用人选用RL,功率因数表选用功率因数表选用D34

16、-2, 开关开关S,和和$ $选用选用D51挂箱挂箱 图3-3负载实验接线图 （1）纯电阻负载 1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，Si、S2打开，负载电阻值调到最大。 2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压UI=UNO 3）保持U,=UN,合上Si,逐渐增加负载电流，即减小负载电阻&的值，从空载到额定负 载的范国内，测 取变压器的输出电压U2和电流12。 4）测取数据时,12=0和12=14）. 35A必测，共取数据6-7组，记录于表3-3中。 表3-3cos 0)2=1ULUF55 V 序号 12 345 6 7 U2(V)207.5208.5210.4212.8214.

17、6216.5219. 1 l2(A)0. 350. 300. 2502010. 1490. 0950 （2）阻感性负载（cos。2=0.8） 1）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S,. S2打开，电阻及电抗值调至最大。 2）接通交流电源，升高电源电压至UFUIN,且保持不变。 3）合上Sx S2,在保持UFUN及COS|）2=08条件下，逐渐增加负我电流，从空载到额定 负载的范囤内，测取变压器戊和I 4)测取数据时，其12二0, l2=l2N两点必测，共测取数据6-7组记录于表3-4中。表3-4c o s p 2=0. 8UFUF55V 序号 12 345 6 7 U2(V)199.3

18、200.5204.5207210211.8220 12 (A)0. 350. 3020. 251.0.2000. 1530. 1150 五、注意事项 1、 在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、 短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。 六、实验报告 仁计算变比 由空载实验测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压 器的变比 K。 K=UAX/U3X 2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数 (1)绘出空载特性曲线Uo=f(lo), Po=f (Uo) , COS 0=f (Uo) o 式中：cos厂旦 (2)计算激磁参数 从空载特性曲线

19、上查出对应于UO=UN时的I。和Po值，并由下式算出激殘参数 刃J2 1 0 乙.=b 0 3、绘出短路特性曲线和计算短路参数 (1)绘出短路特性曲线Ux=f(lJ、pK=f(lj、COS0K=f(lK)o (2)计算短路参数 从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值,由下式算出实验环境温度 为e(c) 时的短路参数。 r ZJZ K - AK2 * x 随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温 式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228o计算短路电压(阻抗电压)百分数 I 7 =5*0 x100% 00% JY M=LVLX100%13 折算到低压方: 由于短路电阻 度75C时的阻值。 234.5 + 75 234.5 + 0 V rK759C + X 75C IK=I N时短路损耗PKFFI /rK75 C 4、绘出cos 2=1外特性曲线U2=f(l2) 18 5、绘出cos 2=0.8外特性曲线U2=f(l2)