4.3. Программа работы

1. Ознакомиться с устройством трансформатора, записать его паспортные данные, а также данные измерительных приборов и регулятора напряжения.

2. Исследовать трансформатор методом холостого хода и короткого замыкания.

3. Исследовать трансформатор методом нагрузочного режима.

4.4. Порядок выполнения работы Исследование трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания

1. На передней панели выполнить схему (рис. 4.1) опыта холостого хода (х.х.).

Рис. 4.1. Схема опыта холостого хода

2. Вращая против часовой стрелки регулятор напряжения трехфазного АТ, установить напряжение на выходе равным нулю.

3. C помощью кнопки Q4 подключить исследуемый трансформатор Т4 к сети. Плавно увеличивая напряжение на первичной обмотке трансформатора, снять параметры режима х.х. Всего делают не менее пяти замеров через приблизительно равные интервалы тока х.х, изменяя подводимое к трансформатору напряжение от 0,5U_1ном до 1,15U_1ном . Показания измерительных приборов заносят в табл. 4.1.

Таблица 4.1

П.п.	Измерения						Вычисления
	U10, В	U20, В	I10, А	P0, Вт	Q0, вар	cos φ0		I10, %	cos φ0	k

Затем выполняют расчеты:

- Ток х.х. в процентах от номинального первичного тока,

I₁₀ = ( I₀/I_1ном ) 100;

- Коэффициент мощности в режиме х.х.

cos φ₀ = P₀/(U₁I₁₀);

- Коэффициент трансформации

k = U₁₀/U₂₀ .

Полученные значения вычисленных величин занести в табл. 4.1. По данным таблицы строят характеристики х.х. трансформатора ( на общей координатной сетке ): I₁₀, P₀, cos φ₀ = f (U₁). На характеристиках отмечают точки, соответствующие номинальному напряжению U_1ном.

4. На передней панели выполнить схему (рис. 4.2) опыта короткого замыкания (к.з.).

Рис. 4.2. Схема опыта короткого замыкания

5. С помощью регулятора установить входное напряжение на первичной обмотке Т4 равным нулю. Кнопкой Q4 подключить схему и плавно увеличивая напряжение на первичной обмотке трансформатора, снять параметры режима к.з. Всего делают не менее пяти замеров через приблизительно равные интервалы тока к.з, изменяя подводимое к трансформатору напряжение от U₁ = 0 до U₁ = U_кз при котором ток к.з. во вторичной обмотке будет равен I₂ = 1,2I_{2 ном} (I_{2 ном} = 2,4 А). Показания измерительных приборов, снятые через приблизительно равные интервалы тока к.з., заносят в табл. 4.2.

Таблица 4.2

П.п.	Измерения						Вычисления
	Uк , В	I1к , А	I2к , А	cos φк	Pк , Вт	u к , %		cos φк

Затем выполняют расчеты:

- напряжение к.з. в процентах от номинального первичного напряжения

u_к = (U_к/U_1ном) 100;

- коэффициент мощности при опыте к.з.

cos φ_к = P_к/(U_кI_1к).

По данным таблицы строят характеристики к.з. (на общей координатной сетке) : I_1к; P_к; cos φ_к = f(U_к).

Данные опытов х.х. и к.з. позволяют построить внешние характеристики трансформатора. С увеличением нагрузки трансформатора напряжение на клеммах его вторичной обмотки изменяется. При любой нагрузке напряжение на клеммах вторичной обмотки трансформатора

U₂ = U₂₀(1 – 0,01ΔU),

где U_{20 –} напряжение на вторичной обмотке в режиме х.х., принимаемое за номинальное напряжение на выходе трансформатора, В; ΔU – изменение вторичного напряжения, вызванное нагрузкой трансформатора.

Для построения внешней характеристики необходимо рассчитать не менее пяти значений напряжения U₂ при разных значениях коэффициента нагрузки β = I₂/I_2ном, например при β = 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,2.

Расчеты ΔU выполняют три раза: при cosφ₂ = 1; 0,8 (нагрузка активно-индуктивная); 0,8 (нагрузка активно-емкостная). В последнем случае получают отрицательные значения ΔU. Результаты вычислений заносят в табл. 4.3 и строят на общей координатной сетке три внешние характеристики.

Таблица 4.3

β	cos φ2 = 1		cos φ2 = 0,8 (инд)		cos φ2 = 0,8 (емк)
	ΔU, %	U2, В	ΔU, %	U2, В	ΔU, %	U2, В

Расчетным путем также может быть построена зависимость КПД трансформатора от нагрузки. Для построения графика η = f(β) при cos φ₂ = 1 и cos φ₂ = 0,8 определяют КПД трансформатора для ряда значений коэффициента нагрузки β = 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,2, воспользовавшись для этого выражением (52). Результаты вычислений заносят в табл. 4.4.

Таблица 4.4

β		0,25	0,50	0,75	1,0	1,2
η	при cos φ2 = 1
	при cosφ2 = 0,8

По этим данным строят графики η = f(β). Максимальное значение КПД трансформатора определяют по коэффициенту нагрузки, определяемому в соответствии с выражением (54).

6. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.