Опыт №2 Короткого замыкания трансформатора.

8) Собрать схему опыта короткого замыкания.

9) Установить пределы по приборам

вольтметр V₁ = 20 В. БЛОК P1

амперметр А₁ = 2А.

ваттметр по U = 30 В БЛОК P2

по I = 1 А

Реостаты выставить на пределе 2×50 Ом (блок А13).

При выполнении опыта, ток увеличивать не более, чем до 0,5 А; напряжение не более чем до 18,19 (В).

10) Включите выключатели “Сеть” блоков, задействованных в эксперименте и активизируйте мультиметры блока P1.

11) Вращая регулятор автотрансформатора А1, изменяйте напряжение U₁ в диапазоне от 0 до 19 (В) и измеряйте значения тока I₁; мощности активной P_1K и мощности реактивной Q_1K.

Данные измерений занести в таблицу 3.3

12) По окончанию опыта, отключить выключатели “сеть” блоков, задействованных в эксперименте.

Таблица 3.3.

I1K	А
U1K	В
PK	Вт
QK	ВАр
Cos K

13) . По данным таблицы, определить Cos _K, и также занести в таблицу 3.3.

14) По данным таблицы 3.3. построить характеристики короткого замыкания I_1K=ƒ(U₁); P_K=ƒ(U₁); Cos _к=ƒ(U_K).

15) . определить: Cos _{к ;}; электрические потери Р_к;

Опыт №3 Испытание трансформатора под нагрузкой.

16) . Собрать схему испытания трансформатора под нагрузкой. Для этого два блока сопротивлений (А13) необходимо подключить в цепь нагрузки и установить R=2×100 (Ом). В цепь первичной обмотки подключить A₁; V₁; блок P₂; в цепь вторичной обмотки подключить вольтметр V₂.

Рисунок 3.7 – Электрическая схема

17) Установить пределы по приборам. V₁-700(В); V₂-200(В); А₁-2А; U_ном=300В по блоку А13 R=2×100 (Ом); I_ном=1 А.

18) Включить выключатели “Сеть” блоков, задействованных в опыте.

19) Вращая регулятор автотрансформатора, установить U₁=220 (В), и изменяя сопротивление нагрузки, измерить показания U₁; U₂; I₁; P₁; Q₁.

Данные занести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4.

Измеренные параметры	Вычесляемые параметры
U1	U2	I1	P1	Q1	I2	P2	Cos	ŋ
В	В	А	Вт	ВАр	А	Вт		%

20) По данным таблицы рассчитать следующие параметры:

1) I₂ = K·I₁

2)

3) ŋ =

21) По данным таблицы 3.4 построить графики зависимости U₂ = ƒ(I₂); I₁ = ƒ(I₂);

Cos = ƒ(I₂); ŋ = ƒ(I₂).

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоит принцип работы трансформатора?

2. Как определить номинальные токи однофазного трансформатора, если известны его номинальные напряжение и мощность?

3. В чем состоит опыт холостого хода трансформатора, и что по нему определяют?

4. В чем состоит опыт короткого замыкания трансформатора, и что по нему определяют?

5.С какой целью проводят испытание трансформатора под нагрузкой?

6. Что называется внешней характеристикой трансформатора?

7. Как можно определить процентное изменение вторичного напряжения трансформатора для заданной нагрузки?

8. Чем физически можно объяснить повышение вторичного напряжения с ростом тока при емкостной нагрузке?

9. С какой целью производятся опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора?

10. Что называется схемой замещения трансформатора и как определяются её параметры?

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ТРЁХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Цель работы:

1. Изучить условия включения трансформаторов на параллельную работу.

2. Проверить фазировку трансформаторов.

Общее положение

На трансформаторных подстанциях часто возникает потребность в добавлении установленной трансформаторной мощности. В этом случае трансформаторы включаются на параллельную работу.

Параллельно включённые трансформаторы работают в наилучших условиях, если соблюдены следующие условия:

1. номинальные первичные напряжения и соответственно номинальные вторичные напряжения всех параллельно работающих трансформаторов должны быть равны, т.е. практически первое условие сводится к требованию, чтобы были равны коэффициенты трансформации;

2. параллельно работающие трансформаторы должны принадле­жать к одной группе соединения обмоток;

3. должны быть равны напряжения короткого замыкания;

4. должны быть равны номинальные мощности.

Если трансформаторы удовлетворяют всем представленым выше, условиям, то в этом случае они нагружаются пропорционально своим номинальным мощностям, а нагрузочные токи трансформаторов арифметически складываются.

На практике должно быть безусловно выполнено только второе условие; первое, третье и четвёртое выполняются с известными отступлениями.

Требование тождественности групп соединения обмоток вызвано тем, что при различных группах соединения всегда существует постоянный сдвиг фаз между вторичными линейными напряжениями, приводящий при включении трансформаторов на параллельную работу по выявлению весьма значительного уравнительного тока между ними.

Так как сопротивление обмоток трансформатора невелико, то уравнительный ток обычно во много раз превышает их номинальные токи, что приводит к быстрому недопустимому перегреву обмоток, исключающему возможность параллельной работы трансформаторов. Неравенство коэффициентов трансформации при питании первичных обмоток от одной и той же сети приводит к значительным уравнитель­ным токам между трансформаторами. При этом трансформатор с меньшим коэффициентом трансформации (более высоким вторичным напряжением х.х) оказывается перегруженным, а с большим коэффициентом трансформации недогруженным.

Практически на параллельную работу допускается включать трансфор­маторы с коэффициентами трансформации, отличающимися не более, чем на 0,5% их среднего значения.

Неравенство напряжений короткого замыкания приводит к не­равномерному распределению токов между трансформаторами. Трансформатор, имеющий меньшее напряжение короткого замы­кания, всегда нагружается больше и работает с перегрузкой.

Необходимо отметить, что при параллельной работе трансфор­маторов с различными значениями напряжения короткого замыкания некоторого перераспределения нагрузок можно достичь изменением их коэффициентов трансформации соответствующим переключением ответвлений первичных обмоток.

Переключения необходимо выполнять тихим образом, чтобы у недогруженных трансформаторов вторичное напряжение при холостом ходе было выше, чем у трансформаторов, работающих с перегрузкой.

Параллельная работа трёхфазных трансформаторов с разными коэффициентами трансформации и неодинаковыми напряжениями короткого замыкания допустима при условии, что ни один из трансформа­торов не будет перегружён сверх установленных норм.

Перед первоначальным включением трансформаторов на парал­лельную работу необходимо проверить группы соединения обмоток трансформаторов, которые должны отличаться не более, чем на единицу.

Перед включением трёхфазных трансформаторов, принадлежащие к одной группе соединения обмоток с маркированными зажимами, на параллельную работу производится их фазировка, т.е. проверка сов­падения по фазе вторичных ЭДС при подключении первичных об­моток к общей сети.

Описание установки

Для лабораторных исследований условий включения трансформаторов на параллельную работу применяются две трехфазных трансформаторных группы А2,А7, блок активной нагрузки А10, Блок мультиметров Р1 и трехфазный источник питания G1. Данные об аппаратуре приведены в таблице 3.1

Перечень аппаратуры

Таблица 4.1

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания	201.2	~ 400 В / 16 А
А2, А7	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	3´80 В×А; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А10	Активная нагрузка	306.1	220 В / 3´0…50 Вт;
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм

Указания по проведению эксперимента

1) Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2) Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

3) Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

4) Переключателями номинальных напряжений блоков А2 и А7 установите коэффициенты трансформации трансформаторов, например, равными соответственно 230/230 В и 230/220 В.

5) Установите переключателями активную нагрузку в фазах блока А10, например, равной 30 %.

6) Включите выключатель «СЕТЬ» блока мультиметров Р1.

7) Активизируйте мультиметры блока Р1, задействованные в эксперименте.

8) Включите источник G1.

9) С помощью амперметров Р1.1 и Р1.2 измерьте токи I₁ и I₂ нагрузки параллельно включенных однофазных трансформаторов.

10) Отключите источник G1.

11) Уравнительный ток, вызванный неравенством коэффициентов трансформации параллельно включенных однофазных трансформаторов, определяйте по формуле

Опыт№ 1. Определение I_ур. При K₁≠K₂.

Рисунок 4.1 - Схема соединения для определения I_ур при к₁≠к₂