Цель работы

Изучение трансформатора
скачать (1622.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc

1623kb.

01.12.2011 13:44

скачать

содержание

1.doc

Ознакомиться с конструкцией трехфазного трансформатора.
Научиться производить маркировку первичной и вторичной обмоток трехфазного трансформатора.
Научиться соединять обмотки трансформатора по заданной группе и определять группу по заданной схеме соединения обмоток.
Научиться фазировать выводы обмоток трехфазных трансформаторов.

Объект и средства исследований

Объект исследований – трехфазный трансформатор

Средства измерений – вольтметр переменного тока и контрольная лампа

Базовые средства – лабораторный стенд с трехфазным источником питания переменного тока

Данные трансформатора:

Тип	Uкз	Sн	ВН				НН
			Υ		Δ		Υ		Δ
			U_ном₁	I_ном₁	U_ном₁	I_ном₁	U_ном₂	I_ном₂	U_ном₂	I_ном₂
ТСШ 4/0,5	%	кВт	В	А	В	А	В	А	В	А
ТСШ 4/0,5	4.7%	4	380	6,1	220	10,6	230		133	17,1

Рабочее задание

Стенд №36, вариант №1

Осуществить маркировку выводов обмоток исследуемого трансформатора
Соединить обмотки трансформатора по следующей схеме и определить группу соединения обмоток трансформатора

Рис. 1 Требуемая схема соединения обмоток трансформатора

Построить векторную диаграмму ЭДС и определить номер группы для следующей схемы

Выполнение заданий

₁

₂

Маркировка выводов обмоток трансформатора

Предварительная маркировка выводов, определение обмоток ВВ и ВН

Выполнение задания осуществлялось с помощью источника напряжения и лампы накаливания. Горение лампы позволяло определить что пара контактов принадлежит одной обмотке. Яркость горения лампы позволяла определить тип обмотки – для обмотки НН горение было ярким (низкое сопротивление обмотки), для ВН горения слабое (высокое сопротивление обмотки).

Рис. 2 Методика предварительной маркировки

Рис. 3 Результат предварительной маркировки

Маркировка вводных (A, B, C) и выводных (X,Y,Z) контактов обмоток ВН

Предварительно произвольно разметим выводные контакты. Затем выбирая пары обмоток ВН и закорачивая их выводные контакты будем замерять напряжения на оставшейся обмотке. Измеряемое напряжение будет зависеть от того как будут складываться магнитные потоки, индуцируемые обмотками. Индуцируемые потоки раскладываются на две составляющие, каждая из которых замыкается через один из оставшихся магнитороводов.

^ Рис. 4 Произвольная маркировка выводов трансформатора

Рис. 5 Схема подключения для определения входных и выходных контактов

№ измерения	Напряжение на контактах	Соединены контакты	Измерено напряжение
№ измерения	Напряжение на контактах	Соединены контакты	Сети, В	U_CZ, В	U_BY, В
1	AB	XY	230	0	130
2	AY	XB	230	230	170
3	AC	XZ	230	130	0
4	AZ	XC	230	130	230

^ Пояснения к проведенным измерениям:

Составляющие магнитных потоков противодействуют в третьем магнитопроводе, ЭДС в обмотке CZ не наводится.
Составляющие магнитных потоков дополняют друг друга в третьем магнитопроводе, наводя ЭДС в обмотке CZ.
Магнитные потоки складываются во втором магнитопроводе, наводя ЭДС.

Проведенный опыт показал, что произвольно выбранная маркировка выводов обмоток ВН отражает реальную картину.

^ Определение пар обмоток ВН и НН расположенных на одном магнитопроводе

Определение пар производится путем замера напряжения на обмотках НН при поочередной подаче питания на обмотки ВН. Наиболее высокое напряжение будет на парной обмотке, т.к. через магнитопровод, на котором расположена парная обмотка НН, проходит весь магнитный поток создаваемый обмоткой ВН. В двух других катушках НН также будет индуцироваться ЭДС, но его величина будет пропорциональна доле магнитного потока, проходящего через нее.

^ Рис. 6 Определение пар обмоток ВН и НН

№ измерения	Подведено напряжение на зажимы	Измеряно напряжение, В
№ измерения	Подведено напряжение на зажимы	Сети	U_ax	U_by	U_cz
1	AX	230	140	105	<50
2	BY	230	70	145	70
3	CZ	230	<50	105	140

^ Пояснения к проведенным измерениям:

U_ax максимально т.к. обмотки AX и ax находятся на одном стержне. U_by>U_cz т.к. магнитопровод by ближе к первому стержню и через него замыкается мобльшая часть магнитного потока.
U_by максимально т.к. обмотки BY и by находятся на одном стержне. U_ax =U_cz т.к. стержни 1 и 3 магнитопровода равноудалены от стержня 2 и доли замыкающегося через них магнитного потока равны.
Ситуация аналогична первому измерению

^ Окончательная маркировка зажимов обмоток НН

Маркировка производится автотрансформаторным методом, по приведенной ниже схеме. Если конец обмотки ВН подключен к началу обмотки НН, то напряжение между началом обмотки ВН и концом обмотки НН должно быть максимальным т.к. ЭДС наводимые в обмотках будут складываться. Если концы обмотки НН перепутаны, то ЭДС будут вычитаться, напряжение будет минимальным.

^ Рис. 7 Метод определения окончательной маркировки выводов НН

Соединены зажимы	Измерено напряжение, в
Соединены зажимы	U_Ax	U_Aa	U_By	U_Bb	U_Cz	U_Cc
X-a	230	140	-	-	-	-
X-x	140	55	-	-	-	-
Y-b	-	-	230	140	-	-
Y-y	-	-	140	55	-	-
Z-c	-	-	-	-	230	140
Z-x	-	-	-	-	140	55

Объяснение:

При замыкании конца обмотки ВН и начала обмотки НН (согласованное включение обмоток), в обмотке НН наводится ЭДС повышающая напряжение между началом обмотки ВН и концом обмотки НН в силу сложения с ЭДС в обмотке ВН.

При замыкании концов обмоток ВН и НН наводимая ЭДС противодействует ЭДС в первой обмотке, следовательно напряжение между началами обмоток ВН и НН будет минимальным.

Напряжение «начало обмотки ВН – точка присоединения обмотки НН» всегда будет равно приложенному к обмотке ВН.

^ Проверка правильности маркировки выводов НН

Проверить правильность маркировки обмоток НН трансформатора можно методом соединения обмоток ВН и НН в звезду и измерения соответствующих фазных и линейных напряжений. Напряжения должны быть симметричны.

Соединены зажимы	Измеренное напряжение, В
	Линейное			фазное
	Uab	Ubc	Uca	Ua	Ub	Uc
X+Y+Z x+y+z	140	140	140	85	85	85

^ Рис. 8 Схема проверки правильности маркировки выводов НН

Определение группы соединения обмоток трансформатора для заданной схемы

(см. Рис. 1 Требуемая схема соединения обмоток трансформатора)

Соберем схему согласно задания, измерим напряжения и построим векторную диаграмму.

U_AB, В	U_BC, В	U_CA, В	U_Ab, В	U_Bb, В	U_Cb, В	U_Ac, В	U_Bc, В	U_Cc, В
240	240	240	255	123	127	250	350	125

Зададимся масштабом – 240В соответствуют 70мм.

m = 240/70 = 3.43

^ Рис. 9 Векторная диаграмма напряжений

Построение векторной диаграммы и определение номера группы контактов

Для определения группы соединения следует подключить обмотки трансформатора следующим образом:

^ Рис. 10 Соединение для определения группы соединения контактов

Для заданной схемы угол между векторами напряжений одноименных обмоток составит 60°, что соответствует 2-й группе

^ Рис. 11 Диаграмма напряжений для заданной группы

Анализ возможности параллельной работы трансформаторов с разными номерами групп контактов

Предположим, что параллельно запитаны и работают работу два трансформатора с номерами групп контактов 2 и 8. Построим и проанализируем диаграмму напряжений.

Рис. 12 Схема параллельной работы трансформаторов

^ Рис. 13 Диаграмма напряжений включенных параллельно трансформаторов

Как видно из диаграммы между одноименными выводами вторичной обмотки трансформатора будет значительная разность потенциалов. Это значит, что при замыкании этих выводов будут иметь место уравнительные токи, трансформаторы будут работать в аварийном режиме.

Скачать файл (1622.5 kb.)

Изучение трансформатора - файл 1.doc

Доступные файлы (1):

1.doc