laboratorium elektrotechniki transformator – ii (e – 20)
Transkrypt
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 %