laboratorium elektrotechniki transformator – ii (e – 20)

POLITECHNIKA L SKA
WYDZIAŁ IN YNIERII RODOWISKA I ENERGETYKI
INSTYTUT MASZYN I URZ DZE ENERGETYCZNYCH
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
TRANSFORMATOR – II
(E – 20)
www.imiue.polsl.pl/~wwwzmiape
Opracował: Dr in . Jan Około-Kułak
Sprawdził: Dr in . Włodzimierz Ogulewicz
Zatwierdził: Dr hab. in . Janusz Kotowicz
1. Cel wiczenia.
Celem wiczenia jest poznanie budowy i działania autotransformatora oraz
zdj cie jego charakterystyk zwarcia, biegu jałowego oraz zale no ci napi cia
zwarcia od przekładni.
2. Wprowadzenie.
Autotransformator nazywany te transformatorem jednouzwojeniowym lub
oszcz dnym jest stosowany w energetyce do sprz gania układów sieciowych o
napi ciach niezbyt ró nych oraz w laboratoriach. Przekładnia ,,n”
autotransformatora mo e by podobnie jak w transformatorze: stała, zmienna
skokowo i zmienna w sposób prawie ci gły (skokowo co zwój).Zaletami
autotransformatora s mniejsze od klasycznego transformatora: masa, gabaryty
i cena. Do wad autotransformatora mo na zaliczy galwaniczne poł czenie
uzwojenia zasilanego i zasilaj cego oraz małe napi cie zwarcia (b d ce w czasie
awarii przyczyn du ych pr dów zwarciowych).
2.1. Moce w autotransformatorze.
W autotransformatorze wyró nia si nast puj ce trzy moce pozorne:
S1 S2 S – Moc pozorna przechodnia autotransformatora.
Sp – Moc pozorna przewodzenia autotransformatora (przenoszona przez
transformator bez udziału pola magnetycznego).
Sw – Moc pozorna własna lub transformacji autotransformatora (przenoszona
przez transformator za po rednictwem pola magnetycznego).
Zwi zki pomi dzy tymi mocami i przekładni autotransformatora ,,n” s
nast puj ce:
1
Sp = S
n
n −1
Sw =
S
n
Ilustracj tych zwi zków jest schemat:
I1
Sw
S1
S2
I2
U1
Sp
U2
Rys.1. Schemat przepływu mocy przez autotransformator.
2.2. Charakterystyki biegu jałowego.
W czasie zdejmowania charakterystyk biegu jałowego napi cia uzwoje
transformatora osi gaj warto ci znamionowe. Pozwala to na wst pn ocen
stanu rdzenia transformatora poprzez oszacowanie strat w rdzeniu oraz napi cia
przy którym nast puje nasycenie rdzenia (szacowanie parametrów poprzecznych
transformatora).
2.3. Charakterystyki zwarcia.
W czasie zdejmowania charakterystyk zwarcia pr dy w transformatorze osi gaj
warto ci znamionowe. Pozwala to na wst pn ocen stanu uzwoje oraz
oszacowania wyst puj cych w nich strat i rozprosze strumienia (ocena
parametrów gał zi podłu nej transformatora). Napi cie zwarcia najcz ciej
wyra a si w procentach napi cia znamionowego i jest ono równe napi ciu przy
którym w zwartym transformatorze płyn pr dy znamionowe.
3. Badania i pomiary.
3.1 Okre lenie wielko ci mierzonych.
Wielko ciami mierzonymi s warto ci: napi , przekładni, pr dów i mocy.
3.2. Schemat układu pomiarowego.
L1 L2 L3
U1
V1
W1
U2
Walizka pomiarowa
P, Q, UU-V-W, IU,V,W
Rys.2. Schemat stanowiska pomiarowego.
V2
W2
3.3. Przebieg wiczenia.
1. Odczyta dane znamionowe transformatora z tabliczki.
2. Sprawdzi czy pokr tła przekładników walizki pomiarowej ustawione s
na warto ci maksymalne a pokr tło autotransformatora na warto
minimaln .
3. Sprawdzi czy badany autotransformator nie jest zwarty.
4. Wł czy stanowisko powoli zwi kszaj c napi cie autotransformatora do
maksimum.
5. Odczeka 15 minut dla ustalenia si temperatur w badanym
autotransformatorze.
6. Zdj charakterystyk biegu jałowego (proponowane warto ci
napi :400V;380V;300V;200V;100V) mierz c: napi cia, pr dy i moc .
Zmierzone warto ci nale y wpisywa do tabeli pomiarowej najpierw z
mno nikami wynikaj cymi z zastosowanych przekładników a po
przeliczeniu bez nich (w czasie pomiarów nastawy przekładników
ulegaj zmianom).
7. Wył czy stanowisko i zewrze badany autotransformator.
8. Zdj charakterystyk zwarcia (uwa aj c aby pr dy w
autotransformatorze zasilaj cym i badanym nie przekroczyły warto ci
znamionowych) mierz c: napi cia, pr dy i moc. Zmierzone warto ci
nale y wpisywa do tabeli pomiarowej najpierw z mno nikami
wynikaj cymi z zastosowanych przekładników a po przeliczeniu bez nich
(w czasie pomiarów nastawy przekładników ulegaj zmianom).
4. Opracowanie wyników pomiarów.
1. Wypełni cz ci obliczeniowe tabel pomiarowych stosuj c wzory:
a.
cosϕo =
b.
U + U uw + U vw
U o = uv
3
I +I +I
Io = u v w
3
Po
3U o I o
I +I +I
Iz = u v w
3
U + U uw + U vw
U z = uv
3
cosϕz =
c. uz%=f(U1/U2) i
Pz
3U z I z
U • 4[ A]•100[%]
U
u = z
≈1,053[ A /V ]• z [%]
z%
Iz
380[V ]• I z
2. Sporz dzi wykresy zale no ci:
a. Io=f(Uo) ; Po =f(Uo) ; cos o=f(Uo) ; (f=const.).
b. Iz=f(Uz) ; Pz =f(Uz) ; cos z =f(Uz) ; (f=const.).
c. uz%=f(U1/U2) ; (f=const.).
5. Sprawozdanie.
Sprawozdanie powinno zawiera :
1. Stron tytułow (nazw wiczenia, numer sekcji, nazwiska i imiona
wicz cych oraz dat wykonania wiczenia).
2. Dane znamionowe maszyny (moc, napi cie, pr d).
3. Schemat układu pomiarowego.
4. Tabele wyników pomiarowych.
5. Wykresy podanych (w pkt. 4 podpkt. 2) zale no ci.
6. Uwagi i wnioski (dotycz ce przebiegu charakterystyk, ich odst pstw od
przebiegów teoretycznych, poprawno ci metod pomiaru itp.).
E – 20 ZAŁ CZNIK.
Tabela pomiarowa dla charakterystyk biegu jałowego:
l.p.
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
Uuv
V
Uuw
V
Uvv
V
Iu
A
Iv
A
Iw
A
Po
W
Uo
V
Io
A
cos o
----
Iz
A
cos z
----
Tabela pomiarowa dla charakterystyk zwarcia:
l.p. Uuv
V
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
Uuw
V
Uvv
V
Iu
A
Iv
A
Iw
A
Pz
W
Uz
V
Tabela pomiarowa dla wyznaczenia zale no ci napi cia zwarcia
,,uz%” autotransformatora od jego przekładni.
l.p.
1
2
3
4
5
6
7
8
POŁO ENIE
DZWIGNI
Działki
U1/U2 Uuv Uuw Uvv Iu Iv Iw Uz Iz uz%
-
V
V
V
A A A V A
%