单相变压器的参数测定实验

单相变压器的参数测定实验

一、实验目的
1、 通过空载试验确定单相变压器的励磁阻抗、励磁电阻和励磁电抗参数。
2、 通过短路试验确定单相变压器的短路阻抗、短路电阻和短路电抗参数。

二、实验线路
单相变压器的空载试验和短路试验的接线图分别为图一、图二，功率表的内部等效结构如图三。

图一  单相变压器空载试验
图二  单相变压器短路试验
图三  功率表内部等效结构图

三、实验内容
1、 测定变比
接线如图一所示，电源经调压器Ty接至低压绕组，高压绕组开路，合上电源闸刀K，将低压绕组外加电压，并逐渐调节Ty，当调至额定电压UN的50%附近时，测量低压绕组电压Uax及高压绕组电压UAX。调节调压器，增大UN，记录三组数据填入表一中。
表一    测变比数据
 

序号	UAX ( V )	Uax ( V )	变比K=

 

2、空载实验

       接线如图一所示，电源频率为工频，波形为正弦波，空载实验一般在低压侧进行，即：低压绕组(ax)上施加电压，高压绕组(AX)开路，变压器空载电流Io = ( 2.5～10%)IN，据此选择电流表及功率表电流线圈的量程。变压器空载运行的功率因素甚低，一般在0.2以下，应选用低功率因素瓦特表测量功率，以减小测量误差。

       变压器接通电源前必须将调压器输出电压调至最小位置，以避免合闸时，电流表功率电流线圈被冲击电流所损坏，合上电源开关K后，调节变压器从0.5UN到1.2UN，测量空载电压Uo，空载电流Io，空载功率Po，读取数据6～7组，记录到表二中。

表二   空载试验数据

Uo(伏)
Io(安)
Po(瓦)

 

3、短路实验

    变压器短路实验线路如图二所示，短路实验一般在高压侧进行，即：高压绕组(AX)上施加电压，低压绕组(ax)短路，若试验变压器容量较小，在测量功率(功率表为高功率因素表)时电流表可不接入，以减少测量功率的误差。使用横截面较大的导线，把低压绕组短接。

变压器短路电压数值约为(5～10%)UN，因此事先将调压器调到输出零位置，然后合上电源闸刀K，逐渐慢慢地增加电压，使短路电流达到1.1I_N,快速测量Uk，Ik，Pk，读取数据6～7组，记录在表三中。

注意：短路试验一定要尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，使绕组电阻增大，读数会发生偏差。

表三   短路实验数据

U k (伏)
I k (安)
P k(瓦)

 

四、数据处理及实验报告

1、根据测变比试验所得三组数据，分别计算变比，取其平均值作为被测变压器的变比。

2、根据空载试验所得测量数据画出变压器的空载特性曲线，如图四所示

图四  变压器空载特性曲线
3、计算变压器的励磁参数
 从空载特性曲线Io = f ( Uo )及Po = f ( Uo )上查出额定电压UN时的Io及Po，由此计算励磁参数。
 变压器空载时，从电源吸收的功率Po就是变压器的铁耗Pfe和空载铜耗Pcu，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故P Fe ≈ Po，于是励磁参数为：

图五  变压器短路特性曲线
5、计算短路参数
 从短路特性曲线上查得短路电路等于额定电流时的短路电压和短路损耗Pk，从而计算短路参数，因试验时电压很低，主磁通很小，可以忽略励磁铁耗，即：P k ≈ Pcu