单相变压器空载与短路试验报告

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单相变压器空载与短路试验

一．试验目的

1学习把握做单相变压器空载、短路试验的方法。2通过空载、短路试验，测定变压器的参数和性能。

二．试验器材

交流电压表，交流电流表，单三相智能功率因数表，三相组式变压器

三．预习要点解答

1通过空载、短路试验，求取变压器的参数和损耗作了哪些假定？

答：有如下假定：空载试验

在做变压器的空载与短路试验的时候，首先我们假设变压器的铜耗足够小使得我们可以忽略它对试验的影响，这样我们才能够认为空载损耗P0完全用来抵偿铁耗PFe,也就是我们认为P0PFe，在这个假设下我们才能用后面的公式计算变压器的各项参数。

由于一次漏电抗X1Xm，一次绕组电阻R1Rm，所以

ZmZ1，故我们认为ZmU/I0,RmP0/I0^2。

短路试验

由于做短路试验时电压很低，所以磁路中磁通很小，所以我们可以忽略励磁电流和铁耗，认为Zm，电源输入的功率完全消耗在一

二次侧的铜耗上。

2作空载、短路试验时，各仪表应怎样接线才能减小测量误差？

答：变压器空载试验中应当采用电流表内接法。由于空载试验测量的是励磁阻抗，阻抗值较大，若采用电流表外接法，电压表会有明显的分流作用，从而产生较大误差。

变压器短路试验应当采用电流表外接法。由于短路试验中测量的是漏阻抗，阻抗值较小，若采用电流表内接法，会产生明显的分压作用，导致测量不确凿。

3作变压器空载、短路时，应注意哪些问题？一般电源加在哪一方比较适合？

答：在做变压器空载试验时，为了便于测量同时安全起见，应

当在变压器低压侧加电源电压，让高压侧开路。在试验过程中应当将激磁电流由小到大递升到1.15NU左右时，只能一个方向调理，中途不得有反方向来上升降。否则，由于铁芯的磁滞现象，会影响测量的确凿性。

在做变压器短路试验时，电流较大，外加电压很小，为了便于测量，寻常在高压侧加电压，将低压侧短路。在试验过程中应注意为了避免过大的短路电流，短路试验在较低的电压下进行，寻常以短路电

流达到额定值为限；外加电压应从零开始逐渐增大，直到短路电流约等于1.2倍额定电流；在试验过程中要注意变压器的温升。

四．试验内容

1变比K的测定

A

380V

K

三相调压器

BC

xX

图1变比测定和空载试验接线图

接线如图1所示，变压器低压绕组a、x经调压器接电源，高压绕组AX开路。闭合开关K，调理调压器使加在付绕组上的电压为该绕组额定电压的50%以下，测量原付边之空载电压UAX和Uax，对应不同输入电压，测取三组数据记录于表。

由试验数据得，K=3；

注：试验中误差基本可以忽略，产生误差的原因可能是电网电压波动、仪表精度不够、变压器老化，测量时读数稳定就读数或者读数处于小幅跳变状况。

2空载试验：试验接线宛如图6—1所示，低压绕组经过调压器接电源，高压绕组开路，仪表接线如图6—2。选择仪表时应当注意ax绕组的额定电压和额定电流，空载时由于功率因数很低，应选择低功率因数瓦特表，空载电流只有额定电流的百分之几，应选低量程的电流表，为了减少测量误差，电压表应接在图6—1中的1，2位置。

试验步骤：将调压器手柄置于输出电压为零的位置，合上开关K。作空载特性曲线，调理调压器输出，使加在低压绕组ax的电压等于ax绕组额定电压的1.2倍左右开始进行测量，然后逐渐降低电压，在1.2U2N到0.3U2N之间测量8终究组数据记录于表6—2中，注意记录下来额定电压时（即Uo＝U2N)的电流Io和功率Po。

表6—2

由于做空载试验时是在低压侧加电压，试验所测的电流、功率均为低压侧的值，所以要归算到高压侧去。试验中U2N值是U2N

220V，由于220V是线电压，所以可得相电压的额定

220/127V，由于试验时只测量了130V时的数

值，所以低压侧的额定电压取130V，所计算的值非为标幺值，还需要经过进一步的归算才能标在高压侧。

空载特性曲线Uo＝f(Io)

由试验数据计算相应空载参数

试验计算公式如下：

/zm

z

0,r/

0m

r0

/0

2,XmI0

X0Z02r02;

带入数据得：

Zm’=3*Uo/(Io/3)=11700Rm’=Po/((Io/3)*(Io/3))=6120

/

XmX0Z02r02=9971.74

计算Zm*、rm*、Xm*，取基准值Zm=10000，rm=6000，Xm=9000

所以Zm*=1.17，rm*=1.02、Xm*=1.11

3短路试验：接线如图6—3所示，高压绕组AX通过调压器接电源，低压绕组ax通过较粗导线短接，仪表接线如前面，为了减小测量误差，应将电压表测针接在图6—3中的A，X两端。同时仪表量程的选择应注意变压器原边的额定电流，短路时功率因数较高，帮一般选用高功率因数瓦特表即cos＝1的功率表，短路电压仅有额定电压的百分之几，所以应选择低量程电压表。

A

380V

K

电压BC

三相调压器

a

X

x

功率表电压表电流表的接法

图6—2短路试验接线图

试验步骤：合电源开关K之前，一定要将调压器手柄置于输出电压为零的位置。先将电流、电压、功率表接入，闭合开关K，缓慢调理调压器，使短路电流从Ik＝I1N到0.3I1N之间均匀地测取5到6组数据，同时读取Ik对应的Uk和Pk记录于表6—3中。

表6—3

短路特性曲线

求取参数

Z

k

K=6.1/1.7=3.59K

r=1.5/(1.9*1.9)=0.42

k

k2Ik

X

k

Zk2rk2=3.57

折算到基准工作温度75C时的短路参数：

r75r

k

k

235=0.51

Z75

k

rk275Xk2=3.66

额定短路损耗：PkNPkk=1.82

k选取基准值如下：Zk75=3、rk75=0.5、Xk=3

所以Zk75*=1.20、rk75*=1.02、Xk*=1.19

五．思考题

4.计算短路电压百分数：

1Nk75100%1Nk75100%Uk1N=Ukr=1N

1Nk100%=Ukx1N

5.计算cos2＝0.8滞后时的电压变化百分率：

U%UkrcosUkxsin=

2

2

6.计算当

cos2＝0.8、β＝1时的变压器效率：

2

P0PkN

(1)100%=2