三相变压器的空载和短路实验

一、实验目的

1、通过空载实验，测定变压器的变比和参数。 2、通过短路实验，测定变压器的变比和参数。

二、实验仪器和设备

序 号 1 2 3 4 5 6 型 号 D33 D32 D34-3 DJ12 D42 D51 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 智能型功率、功率因数表 三相心式变压器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 三、实验内容及操作步骤

1、测定变比

（1）实验线路如图1所示，被测变压器选用DJ12 三相三线圈心式变压器，额定容量

PN?152/152/152V?A，UN?220/63.6/55V，IN?0.4/1.38/1.6AI，Y/△/Y接法。实验时只用

高、低压两组线圈,低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到输出电压为零的位置。开启控制屏上钥匙开关，按下“启动”按钮，电源接通后，调节外施电压U?0.5UN?27.5V测取高、低线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表1中。

aDD01三相调压交流电源xXAUVWczZCbyYBU1VVU2

图1 三相变压器变比实验接线图

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表1 变比的测定

平均变比 高压绕组线电压(V) 低压绕组线电压(V) 变比(K) 1K?(KAB?KBC?KCA) 3UAB Uab KAB?UAB UabUBC UbcUCA Uca UBC Ubc KBC? UCA Uca KCA? 2、空载实验

(1) 将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮逆时针旋转到底使输出电压为零，按下“停止”按钮,在断电的条件下，按图2接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。

U*W1*A1axXADD01三相调压交流电源V1VWV3A2byYBV2*W2*A3czZC

图2 三相变压器空载实验接线图

(2) 按下“启动”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压U0L?1.2UN。 (3) 逐次降低电源电压，在(1.2~0.2)UN范围内， 测取变压器三相线电压、线电流和功率。 (4) 测取数据时，其中U0?UN的点必测,且在其附近多测几组。共取数据8-9组记录于表2中。

表2 空载实验 序 号 1 2 实 验 数 据 计 算 数 据 U0L(V) I0L(A) P0(W) U0L (V) I0L (A) P0 (W) Uab Ubc Uca Ia0 Ib0 Ic0 P01 P02 cos?0 第 2 页 共 6 页

3 4 5 6 7 8 9 3、短路实验

(1) 将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零值。按下“停止”按钮，在断电的条件下，按图3接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

(2) 按下“启动”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流

IKL?1.1IN。

DD01三相调压交流电源UVWA1W1**AXxaV3A2V1BYybV2A3W2**CZzc

图3 三相变压器短路实验接线图

(3) 逐次降低电源电压，在1.1~0.3IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。

(4) 测取数据时，其中IKL?IN点必测，共取数据5-6组。记录于表3中。实验时记下周围环境温度(℃)，作为线圈的实际温度。

表3 短路实验 室温 ℃ 实 验 数 据 序 号 计 算 数 据 UKL(V) IKL(A) UCA PK(W) UKL (V) IKL (A) PK (W) UAB UBC IAK IBK ICK PK1 PK2 cos?K 第 3 页 共 6 页

四、注意事项

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。

五、实验报告

1、计算变压器的变比

根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。

KAB?UUUAB　　,　KBC?BC　　,　KCA?CA UabUbcUca 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U0L?f(I0L)，P0?f(U0L)，cos?0?f(U0L)，其中

U0L?Uab?Ubc?Uca3I?I?II0L?abc3

P0?P01?P02P03UOLIOLcos?0?

(2)计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0L?UN时的I0L和P0值，并由下式求取激磁参数。

rm?P03I02?U0?I0??U0L 3I0LZm?22Xm?Zm?rm第 4 页 共 6 页

式中：U0??U0L3 , I0??I0L, P0 ——变压器空载相电压，相电流，三相空载功率（注：

Y接法，以后计算变压器和电机参数时都要换算成相电压，相电流）。

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UKL?f(IKL)，PK?f(IKL)，cos?K?f(IKL)

式中：

UKL?UAB?UBC?UCA3I?IBK?ICKIKL?AK3

PK?PK1?PK2PK3UKLIKLcos?K?(2) 计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IKL?IN时的UKL和PK值，并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数

'rK?PK23IK?UK?IK??UKL 3IKL'ZK?''2'2XK?ZK?rK式中：UK??UKL3 , IK??IKL?IN , PK ——短路时的相电压、相电流、三相短路功率。

折算到低压方

'ZKZK?2K'rKrK?2

K'XKXK?2K换算到基准工作温度下的短路参数rK75?C和ZK75?C，计算短路电压百分数

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uK?uKr?IN?ZK75?CUN??100%INrK75?C?100%

UN?INXK?100%UN?uKX?2计算 IK?IN时的短路损耗PKN?3IN?rK75?C

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