ĆWICZENIE 3®

Michał Wiśniewski

Kl. IV technik elektryk

Temat: Badanie transformatora trójfazowego.

1. Pomiar oporności uzwojeń.

    1. Układ połączeń:

0x01 graphic

1.2. Pomiary:

R1A

R1B

R1C

RI śr

Uwagi

Ω

Ω

Ω

Ω

1

1

1,1

1

-

R2A

R2B

R2C

RII śr

Uwagi

Ω

Ω

Ω

Ω

0,4

0,4

0,6

0,46

-

2. Charakterystyka biegu jałowego.

2.1. Układ połączeń:

0x01 graphic

2.2. Pomiary:

Lp.

Pomiary

Obliczenia

L1

L2

L3

-

-

U'

I'

U''

I''

U'''

I'''

ΔPI

ΔPII

Iśr

ΔP

cosϕ

sinϕ

I cosϕ

I sinϕ

V

A

V

A

V

A

W

W

A

W

-

-

A

A

1

220

0,28

220

0,2

220

0,21

44

92

0,23

136

0,89

0,45

0,204

0,103

2

200

0,23

202

0,14

200

0,22

32

64

0,19

96

0,84

0,54

0,159

0,102

3

190

0,18

190

0,12

191

0,20

16

52

0,16

68

0,74

0,67

0,118

0,107

4

180

0,17

180

0,12

180

0,21

12

48

0,16

60

0,69

0,72

0,110

0,115

5

170

0,15

170

0,1

172

0,2

8,5

40

0,15

48,5

0,63

0,77

0,094

0,115

6

160

0,13

162

0,08

161

0,21

8

36

0,14

44

0,65

0,75

0,091

0,105

7

150

0,13

150

0,075

151

0,12

4,5

32

0,11

36,5

0,73

0,68

0,080

0,070

8

140

0,12

142

0,07

140

0,12

4

24

0,10

28

0,66

0,75

0,066

0,075

9

130

0,11

130

0,065

131

0,1

0

20,5

0,09

20,5

0,58

0,81

0,052

0,072

10

120

0,1

122

0,06

121

0,1

0

20

0,08

20

0,69

0,72

0,057

0,057

2.2.1. Pomiary do charakterystyki biegu jałowego:

2.3. Przykłady obliczeń:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

2.4. Wyznaczenie procentowego prądu biegu jałowego:
0x01 graphic

ISr przy U=Un

2.5. Wykres charakterystyki: I'=f(U) I''=f(U) I'''=f(U) cosϕ=f(U) ΔP= f(U)

3. Charakterystyka zwarcia pomiarowego.

3.1. Układ połączeń:
0x01 graphic

3.2. Pomiary:

U

II

III

Un

U%

V

A

A

V

%

6,7

3,6

16

500

1,34

3.3. Przykłady obliczeń:

0x01 graphic

U dla II=Iz=In

4. Charakterystyka obciążenia.

4.1. Układ połączeń:

0x01 graphic

0x01 graphic

4.2. Pomiary:

Lp.

Pomiary

Obliczenia

U1

I1

PI

PII

U2

I2'

I2''

I2'''

Pz

P1

P2

I2śr

cosϕ1

η

V

A

W

W

V

A

A

A

W

W

W

A

-

-

1

224

0,22

-50

100

58

0

0

0

147,8

50

0

0

0,34

0

2

224

0,5

80

220

58

1,7

1,4

1,6

336

300

261

1,5

0,89

0,87

3

224

0,7

180

320

58

2,7

2,5

2,6

470,4

500

452,4

2,6

1,06

0,9

4

224

1

280

400

58

3,7

3,5

3,6

672

680

626,4

3,6

1,01

0,92

5

224

2,3

720

840

58

8,8

8,2

8,6

1546,6

1560

1479

8,5

1

0,94

6

224

3,4

1080

1160

58

17,5

16

17,5

2284,8

2240

2958

17

0,98

1,32

4.3. Przykłady obliczeń:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

6. Wykaz przyrządów:
W LW-1 0,5 2102347/72

W LW-1 0,5 2102220/72

W LW-1 0,5 2101053/72
W LW-1 0,5 06717/95

A LE-3P 0,5 1310038.77

A LE-3P 0,5 0703.93

A LE-3P 0,5 0923.91

A LE-3P 0,5 1311114.77

A LE-3 0,5 11117.91

Uni UM-112B 2,5 03315,95

Uni UM-112B 2,5 98058

Uni UM-112B 2,5 98042

7. Wnioski:

Ad.1.

- oporności uzwojeń pierwotnych transformatora trójfazowego są takie same w dwóch fazach, w fazie trzeciej jest większe o 10%.

- oporności uzwojeń wtórnych transformatora są takie same w dwóch fazach, w trzeciej jest większa o 50%.

- ponieważ oporność uzwojeń pierwotnych jest większa od oporności uzwojeń wtórnych można stwierdzić, że uzwojenia pierwotne mają większą liczbę zwojów od uzwojeń wtórnych.

- w ćwiczeniu użyty transformator jest transformatorem obniżającym napięcie.

Ad.2.

1. Z przeprowadzonych pomiarów transformatora w stanie jałowym wynika, że zmniejszanie wartości napięcia zasilania powoduje spadek natężenia prądu i spadek mocy pobieranej ze źródła napięcia przez każdą z faz.

2. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń można wyciągnąć następujące wnioski:

- transformator w stanie jałowym pobiera małą moc czynną. Wraz ze spadkiem napięcia zasilania maleje moc czynna pobierana przez transformator ze źródła napięcia.

- współczynnik mocy transformatora cosφ wraz ze spadkiem napięcia zasilania maleje, a więc rośnie kąt przesunięcia fazowego napięcia względem prądu.

- składowa czynna prądu, która jest prądem strat w żelazie IFe=I•cosφ maleje ze spadkiem napięcia zasilania.

- składowa bierna prądu Iμ=I•sinφ, która jest prądem magnesującym rdzeń maleje ze spadkiem napięcia zasilania.

- przy napięciu zasilania 220V składowa czynna prądu ma wartość dwukrotnie większą od składowej bierne. W miarę spadku napięcia zasilania obie składowe osiągają zbliżone wartości.

- obliczona w punkcie 2.4. wartość prądu biegu jałowego stanowi 6,76% prądu znamionowego.

Ad.3.

W stanie zwarcia pomiarowego napięcie zasilania UZ powinno mieć taką wartość, aby w uzwojeniach transformatora płynęły prądy o wartościach nominalnych. Napięcia zwarcia transformatorów energetycznych są znormalizowane i wynoszą 4% - 15% napięcia nominalnego. Obliczona wartość dla transformatora użytego w ćwiczeniu jest dużo mniejsza i wynosi

UZ=1,34% Un

Ad.4.

1. Z przeprowadzonych pomiarów transformatora w stanie obciążenia wynika, że pomimo wzrostu obciążenia napięcie zasilania i napięcia obciążenia były stabilne.

2. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń możemy wyciągnąć następujące wnioski:

- moc pozorna i czynna pobierana przez transformator ze źródła napięcia rośnie w miarę wzrostu obciążenia transformatora.

- moc czynna oddawana przez transformator do obciążenia rośnie w miarę wzrostu obciążenia. W punkcie 6 obliczona mac P2 oddana przez transformator jest większa od mocy P1 pobieranej ze źródła napięcia zasilania. Wynik pomiaru błędny. Błąd wynika prawdopodobnie z niewłaściwego pomiaru wartości prądów w uzwojeniu wtórnym.

- współczynnik mocy cosφ rośnie w miarę wzrostu obciążenia, a więc maleje kąt przesunięcia fazowego napięcia względem prądu. W pozycji 3 i 4 cosφ nieznacznie przekracza 1.

- sprawność transformatora rośnie w miarę wzrostu obciążenia i jest największa, gdy transformator pracuje przy obciążeniu znamionowym. W pozycji 6 obliczona sprawność wyniosła 1.32 co jest wartością błędną. Błąd prawdopodobnie wynika z niewłaściwego pomiaru prądu w uzwojeniu wtórnym transformatora.

1