Laboratorium Maszyn Elektrycznych WEiP AGH
Ćwiczenie T1 Transformator trójfazowy. Pomiary parametrów.
Imię i Nazwisko
1 . BARBARA BANASZKIEWICZ
2 . KATARZYNA BOGDAŁ
3 . FILIP DOMAŃSKI
4. AGNIESZKA PĘCAK
5. DANIEL WOJTALIK
6. GRZEGORZ WOLSKI
7. ILONA WRÓBEL
8.

1. Dane znamionowe i opis badanego transformatora:

Transformatorem nazywamy urządzenie służące do zmiany wartości napięć i natężeń prądów przemiennych dzięki indukcji elektromagnetycznej, bez udziału ruchu mechanicznego.

Transformator trójfazowy:

S_N =7,5kVA Y_y0

U_1N= 380/240V U_2N=240V

I₁ =11,4A I₂=18,1A

2. Opis metod pomiarowych, schematy układów pomiarowych, tabele wyników

pomiarów, wykresy funkcji:

- I₀ (U ), P₀ (U ), cos ϕ₀ (U )

- I_z (U ), P_z (U ), cos ϕ_z (U )

a) Opis metod pomiarowych i schematy układów

W celu obliczenia parametrów schematu zastępczego transformatora, należy wykonać pomiary w stanie jałowym i w stanie zwarcia. Dla stanu jałowego strona wtórna jest nieobciążona (I₂=0, a U₁=U_1N), a dla stanu zwarcia (U₂=0, a I_1K=I_1N).

Schematy układów pomiarowych:

Wyniki pomiarów:

a)bieg jałowy:

U 1[V]	U2[V]	I0 [A]	P0[W]	S0[VA]	cos(φ0)
283,0	166,8	1,84	177,3	925,9	0,194
234,2	137,3	0,953	111,9	396,1	0,282
205,4	120,7	0,671	86,1	242,5	0,354
166,1	97,6	0,436	58,2	127,7	0,457
126,3	74,2	0,301	36,0	67,2	0,537
98,9	57,9	0,238	23,8	41,6	0,573
64,7	37,8	0,172	11,3	19,6	0,579
34,3	20,3	0,119	3,74	7,27	0,515

Wykresy dla biegu jałowego:

b) stan zwarcia:

U[V]	Cu	Uk[V]	I[A]	Cl	Ik[A]	P[W]	Cp	Pk[W]	S[VA]	Cs	Sk[VA]	cosφ
26,6	0,2	5,32	3,02	4	12,08	331,5	0,8	265,2	371,5	0,8	297,2	0,89
20,7	0,2	4,13	2,18	4	8,72	209,9	0,8	167,92	234,6	0,8	187,68	0,893
18,8	0,2	3,75	1,95	4	7,8	170,5	0,8	136,4	191	0,8	152,8	0,896
15,5	0,2	3,09	1,58	4	6,32	114,4	0,8	91,52	127,3	0,8	101,84	0,898
13,2	0,2	2,64	1,33	4	5,32	81,8	0,8	65,44	90,5	0,8	72,4	0,901
10,5	0,2	2,09	1,02	4	4,08	50,1	0,8	40,08	55,5	0,8	44,4	-
7,6	0,2	1,51	0,73	4	2,92	26	0,8	20,8	28,7	0,8	22,96	-
4,2	0,2	0,84	0,4	4	1,6	7,9	0,8	6,34	8,7	0,8	6,99	-

Wykresy dla stanu zwarcia:

4. Obliczenia parametrów schematu zastępczego:

a)bieg jałowy:

Stanem jałowym nazywamy taki stan transformatora, w którym jedno z uzwojeń, np. uzwojenie górnego tzn. wyższego napięcia, zasilane jest napięciem, o wartości znamionowej, a uzwojenie drugie, dolnego tzn. niższego napięcia jest rozwarte (czyli I₂=0).

Obliczenia przeprowadzone dla pomiaru nr 3 :

$K = \frac{U_{1}}{U_{2}} = \frac{205,4}{120,7}$=1,7

K² = 2, 9

$$R_{\text{Fe}}^{'} = 3\frac{U_{1}^{2}}{P_{0}} = 1470\ \Omega$$

R_Fe = R_Fe^′ * K² = 4263 Ω

$$I_{\text{Fe}} = \frac{U_{1}}{R_{\text{Fe}}} = 0,05\ A$$

$$I_{\mu} = \sqrt{I_{0}^{2} - I_{\text{Fe}}^{2}} = 0,67\ A$$

$$X_{\mu}^{'} = \frac{U_{1}}{I_{\mu}} = 306,6\ $$

X_μ = X_μ^′K² = 889, 04 

W powyższych obliczeniach zakładamy, że: X₁ << X_μ .

b) stan zwarcia:

Obliczenia dla pomiaru nr 3:

$$Z_{k} = \frac{U_{k}}{I_{N}} = 1,92\ $$

$$R_{k} = \left( R_{1} + {R'}_{2} \right) = \frac{P_{k}}{3I_{k}^{2}} = 0,75\ $$

$X_{k} = \left( X_{1} + {X^{'}}_{2} \right) = \sqrt{\left( Z_{k}^{2} - R_{k}^{2} \right)} = 1,77$ Ω

$$R_{1} = R_{2}^{'} = \frac{R_{k}}{2} = 0,375\ $$

$$X_{1} = X_{2}^{'} = \frac{X_{k}}{2} = 0,885\ $$

$$R_{2} = \frac{R_{2}^{'}}{\vartheta^{2}} = 0,13\ $$

$$X_{2} = \frac{X_{2}^{'}}{\vartheta^{2}} = 0,31$$

5. Obliczenie sprawności transformatora dla warunków znamionowych metodą strat poszczególnych:

P_wyd = 7500VA

$$\sum_{}^{}P_{\text{di}} = P_{\text{dCu}} + P_{\text{dFe}}$$

P_dCu= 3 ⋅  I_N ² ⋅ R_z = 136, 89 W

P_dFe = 101, 62 W

$$\eta = \frac{P_{\text{wyd}}}{P_{\text{wyd}} + \sum_{}^{}P_{\text{di}}} = \frac{7500}{7500 + 136,89 + 101,62}100\% = 96,92\%$$