实验二 三相变压器

一.实验目的

1．通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。

二.预习要点

1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。

2．三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？

3．如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。

4．变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较合适？

三．实验项目

1．测定变比

2．空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。

3．短路实验：测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。

四．实验设备及仪器

1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）

2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）

3．三相心式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方）

五．实验方法

1.测定变比

实验线路如图2-4所示，被试变压器选用MEL-02三相三线圈心式变压器，额定容量PN=152/152/152W,UN=220/63.5/55V,IN=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用。

a．在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。

b．合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1、U3U1.3V1、U3V1.3W1、U3W1.3U1，记录于表2-6中。

表2-6

KVW= U1V1.1W1/U3V1.3W1

KWU= U1W1.1U1/U3W1.3U1

2.空载实验

实验线路如图2-5a所示，变压器T选用MEL-02三相心式变压器。实验时，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。

A、V、W分别为交流电流表、交流电压表、功率表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。若设备为MEL-I系列，则交流电流表、电压表为三组指针式模拟表，量程可根据需要选择，功率表采用单独的组件（MEL-20或MEL-24）；若设备为MEL-II系列，则上述仪表为智能型数字仪表，量程可自动也可手动选择，功率表含在主控屏上。仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。故不同的实验台，其接线图也不同。

功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。

a．接通电源前，先将交流电源调到输出电压为零的位置。合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN

b．然后，逐次降低电源电压，在1.2~0.5UN的范围内；测取变压器的三相线电压、电流和功率，共取6~7组数据，记录于表2-7中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。

c．测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。

  表2-7

实验线路如图2-6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

接通电源前，将交流电压调到输出电压为零的位置，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK=1.1IN。然后逐次降低电源电压，在1.1～0.5IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取4～5组数据，记录于表2-8中，其中IK=IN点必测。实验时，记下周围环境温度（0C），作为线圈的实际温度。

表2 θ=OC

在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

七．实验报告

1.计算变压器的变比

根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。

2.根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数

(1)绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0) 。式中

(2)计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式求取激磁参数。

3.绘出短路特性曲线和计算短路参数

(1)绘出短路特性曲线UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。

式中

(2)计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IK=IN时的UK和PK值， 并由下式算出实验环境温度OC时的短路参数

 折算到低压方

 换算到基准工作温度的短路参数为和，计算出阻抗电压。

IK=IN时的短路损耗PKN=3I

4.利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。