Sprawdzanie transformatora jednofazowego

Transkrypt

1 Sprawdanie transformatora jednofaowego SPRAWDZANIE TRANSFORMATORA JEDNOFAZOWEGO Cel ćwicenia Ponanie budowy i asady diałania ora metod badania i podstawowych charakterystyk transformatora jednofaowego. I. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE Budowa i asada diałania Transformatorem naywamy urądenie służące do miany napięć i natężeń prądów premiennych na asadie indukcji elektromagnetycnej be udiału ruchu mechanicnego. Transformator składa się rdenia, wykonanego cienkich stalowych blach (ogranicenie strat wiroprądowych) i dwóch uwojeń: pierwotnego, które pobiera energię elektrycną e źródła ( sieci) i wtórnego, które oddaje energię elektrycną (odbiornikom). Pod wpływem pryłożonego napięcia premiennego w uwojeniu pierwotnym płynie prąd premienny. Prąd ten wywołuje w rdeniu transformatora premienny strumień magnetycny Φ wany strumieniem głównym, który jest skojarony obydwoma uwojeniami i indukuje w tych uwojeniach siły elektromotorycne o wartościach skutecnych: E 4, 44fΦ m i E 4, 44fΦ m Dieląc powyżse równania stronami, otrymamy: E ϑ - stosunek ten naywamy prekładnią transformatora. E.. Stan jałowy Stanem jałowym naywamy taki stan transformatora, w którym jedno uwojeń, np. uwojenie górnego tn. wyżsego napięcia, asilane jest napięciem, o wartości namionowej, a uwojenie drugie, dolnego tn. niżsego napięcia jest rowarte (cyli I). Prąd I pobierany w stanie jałowym pry namionowym napięciu w transformatorach - faowych, wynosi najcęściej (5...)% In. W stanie jałowym E, E więc prekładnia transformatora równa jest dość dużą dokładnością stosunkowi wartości skutecnych napięć, wynaconych w stanie jałowym: ϑ Premienny strumień magnetycny Φ powoduje powstanie w rdeniu strat histerey ora od prądów wirowych. Całość tych strat naywamy stratami w rdeniu lub stratami jałowymi transformatora P i są one proporcjonalne do kwadratu napięcia. Straty mocy w uwojeniu pierwotnym (RI ) są bardo małe i je pomijamy. Współcynnik mocy P na biegu jałowym transformatora: cosϕ I Charakterystyki stanu jałowego transformatora jednofaowego to prebiegi P, I ora cosϕ w funkcji napięcia pierwotnego: Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str.

2 Sprawdanie transformatora jednofaowego.. Stan warcia pomiarowego Próbę warcia pomiarowego transformatora preprowadamy w celu pomierenia strat mocy w jego uwojeniach ora dla określenia napięcia warcia. Napięciem warcia transformatora naywamy napięcie, jakie należy pryłożyć do acisków uwojenia pierwotnego, aby pry wartych aciskach uwojenia wtórnego spowodować prepływ prądu namionowego w obu uwojeniach. Napięcie warcia jest wykle niewielkie i wynosi kilka lub kilkanaście procent napięcia namionowego. Napięcie warcia: Z IN, impedancja warcia: Z, reystancja I P warcia: R IN Napięcie warcia wyrażone w procentach napięcia namionowego: u % % W ależności od mocy i konstrukcji transformatorów napięcie warcia waha się w granicach,5 5 % N. Znając napięcie warcia można wylicyć prąd, jaki popłynąłby podcas warcia N awaryjnego: I IN Moc pobierana pry warciu P praktycnie w całości pokrywa straty obciążeniowe w uwojeniach: P P R I + R I Współcynnik mocy w stanie warcia: Z u N N P cos ϕ I N Charakterystyki stanu warcia, to prebiegi strat warciowych, prądu warcia i współcynnika mocy w funkcji napięcia warcia. N N Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str.

3 Sprawdanie transformatora jednofaowego.4. Stan obciążenia W stanie obciążenia transformatora można wynacyć jego charakterystykę ewnętrną ora charakterystykę sprawności. Charakterystyką ewnętrną transformatora naywamy ależność napięcia na aciskach uwojenia wtórnego od prądu wtórnego I pry nconst, fconst, cosφconst. Charakterystyki sprawności transformatora jednofaowego Sprawność transformatora można również wynacyć tw. metodą strat poscególnych. Moc cynna P pobierana pre uwojenie pierwotne jest równa sumie mocy cynnej P, oddawanej pre uwojenie wtórne ora stratom mocy; w uwojeniach Pu (wynaconym w próbie warcia) ora w rdeniu P (wynaconym w próbie stanu jałowego). Sprawność transformatora Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str.

4 Sprawdanie transformatora jednofaowego P η P % P P + P + P % u Ponieważ moc strony wtórnej P P I cosϕ, cosϕ I wobec tego sprawność I cosϕ η % I cosϕ + P + P u Sprawność nowocesnych transformatorów jest duża i wykle prekraca 97%, w jednostkach wielkiej mocy dochodi do 99%. Najcęściej maksimum achodi pry obciążeniach (4...6)% namionowego. Pry obciążeniu namionowym, tn. dla IIn, straty obciążeniowe są kilkakrotnie więkse od strat jałowych. Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str. 4

5 II. POMIARY Sprawdanie transformatora jednofaowego. Oględiny i dane namionowe Należy aponać się budową transformatora i anotować jego dane namionowe tablicki namionowej.. Pomiar reystancji uwojeń Reystancję uwojeń należy pomieryć mostkiem Wheatstone'a lub Thomsona. Wyniki pomiarów: wojenie górnego napięcia R... wojenie dolnego napięcia R.... Pomiar prekładni należy wykonać wg schematu pry napięciu pierwotnym namionowym, ora pry napięciach różniących się od namionowego o 5%. Na podstawie danych namionowych należy oblicyć prekładnię namionową transformatora i porównać ją wartością prekładni obliconej na podstawie pomiarów. Wyniki pomiarów ora obliceń estawić w tablicy. Lp. ϑ pom Oblicenia ϑ V V - - n 4. Próba stanu jałowego Badanie transformatora w stanie jałowym należy wykonać w układie: n n należy wykonać dla kilku wartości napięcia w granicach (...,)N. Jeden pomiarów należy wykonać dla napięcia namionowego. Na podstawie pomiarów oblicyć współcynnik mocy cos ϕ P Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str. 5 I

6 Sprawdanie transformatora jednofaowego Wyniki pomiarów i obliceń estawić w tabelce. Lp. P Obliceni a I cosϕ P I α Cw P wagi V d W/d W A - Na podstawie pomiarów i obliceń wykreślić charakterystyki stanu jałowego: Pf(); If(); cos ϕf(). 5. Próba warcia pomiarowego kład połąceń dla próby warcia pomiarowego: wojenie wtórne (wykle uwojenie niskiego napięcia) wieramy krótkim prewodem o dużym prekroju, a do uwojenia pierwotnego doprowadamy napięcie autotransformatora. Napięcie to regulujemy tak, aby prąd mieniał się w granicach (,...,)IN. Jeden pomiarów należy wykonać dla prądu namionowego. Wyniki pomiarów i obliceń estawić w tabelce. Oblicenia Lp. I P R Z X cos α Cw P V A d W/d Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str. 6 φ u W Ω Ω Ω - % % I

7 9 Sprawdanie transformatora jednofaowego Na podstawie pomiarów i obliceń wykreślić charakterystyki warcia pomiarowego: If(); Pf(); cosφf(). 6. Wynacenie charakterystyki ewnętrnej Charakterystykę należy wynacyć w układie: Zamykamy wyłącnik w i nastawiamy napięcie namionowe na uwojeniu pierwotnym. Podcas pomiarów, napięcie to należy doregulowywać tak, aby miało ono stałą wartość. Następnie amykamy wyłącnik w i mniejsając reystancję odbiornika, więksamy stopniowo prąd. Należy wykonać kilka pomiarów dla prądu I w granicach (,...,)In, pry obciążeniu reystancyjnym i reystancyjno-indukcyjnym. Na podstawie pomiarów oblicyć cosϕ, cosφ, ora sprawność transformatora η według woru: η P % P Wyniki pomiarów i obliceń estawić w tabelce. Oblicenia Lp. I P I P cos ϕ cos ϕ η ϑ α Cw P α Cw P V A d W/d W V A d W/d W - - % Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystyki ewnętrną i sprawności transformatora. III. WNIOSKI Opracowała: mgr inż. Marlena Krusyńska Kin str. 7