МУЛР 4 (Лабы ТОЭ в показательных программках)

22

Лабораторная работа №2. ИССЛЕДОВАНИЕ

ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК

ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

Программа работы

1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного трансформатора малой мощности.

2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством трансформаторов той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию типоразмер. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему трансформатора.

3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого трансформатора.

4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер трансформатора.

5. Ознакомьтесь со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора и нарисуйте ее в тетради.

6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого трансформатора:

• характеристики холостого хода (ХХ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U₁ потребляемых первичной обмоткой тока I_О = f(U₁ ) и активной составляющей мощности P_О = f(U₁ ), а также коэффициента мощности cos_О = f(U₁ ) при разомкнутой вторичной обмотке; в процессе снятия этих характеристик проведите опыт ХХ;

• характеристики короткого замыкания (КЗ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U₁ потребляемых первичной обмоткой тока I_К = f(U₁ ) и активной составляющей мощности P_К = f(U₁ ), а также коэффициента мощности cos_К = f(U₁ ) при замкнутой накоротко вторичной обмотке; при снятии характеристик проведите опыт КЗ.

1. По результатам опыта ХХ определите ориентировочное значение коэффициента трансформации k.

2. Нарисуйте в тетради схему замещения трансформатора с последовательным соединением элементов ветви намагничивания и по результатам опытов ХХ и КЗ рассчитайте ее параметры - r₁ , x₁ , , , r_m и x_m - для режимов работы трансформатора при номинальном напряжении на первичной обмотке, т.е. при U₁ = U_1Н .

3. Рассчитайте значение аварийного тока КЗ исследуемого трансформатора I_{К ав} .

4. Снимите и постройте в тетради внешнюю характеристику трансформатора - зависимость напряжения на вторичной обмотке от тока в нагрузке U₂ = f(I₂ ), а также зависимости от тока в нагрузке тока в первичной обмотке I₁ = f(I₂ ) и КПД  = f(I₂ ) при номинальном напряжении на первичной обмотке и чисто активном характере нагрузки, т.е. при U₁ = U_1Н и cos_Н = 1 соответственно. Обозначьте на внешней характе-ристике точку, соответствующую номинальному режиму рабо-ты трансформатора.

5. Сравните полученные характеристики трансформатора со справочными.

Указания по выполнению работы

Лабораторно-исследовательский модуль загружается файлом с:\LabWorks\Транс\ТРАНС.EXE.

Ознакомиться с конструктивным устройством трансформаторов малой мощности серии ТС можно, обратившись к пункту главного меню «Конструкция» . О конструкциях трансформаторов других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.

При обращении к пункту ниспадающего подменю «Выбор трансформатора» пункта меню «Параметры» открывается диалоговое окно, в котором можно выбрать либо трансформатор типоразмера ТС-31-1, данные о котором встроены в модуль, либо отметить пункт «Произвольный тип» (в этом случае обозначение типоразмера трансформатора в модуль не вводится).

Технические (справочные) данные на трансформатор ТС-31-1 можно наблюдать в окне, открывающемся при выборе пункта подменю «Технические данные трансформатора» пункта главного меню «Параметры» . Если же ранее выбран «Произвольный тип» , технические данные на трансформатор вводятся в модуль самостоятельно в том же окне (с использованием справочных материалов).

Пункт меню «Схема» позволяет ознакомиться со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора.

Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований трансформатора, открывается при выборе пункта меню «Эксперимент» (см. рис.5).

Стенд реализует следующие возможные режимы работы трансформатора (в зависимости от положений переключателей):

• режим холостого хода (при разомкнутой вторичной обмотке) - оба переключателя в положении «Выкл» ;

• режим короткого замыкания (при замкнутой накоротко вторичной обмотке) - левый переключатель в положении «Вкл» , правый - в произвольном положении;

• режим работы трансформатора под нагрузкой (в цепь вторичной обмотки включено сопротивление нагрузки) - левый переключатель в положении «Выкл» , правый - в положении «Вкл» .

Напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора, задается в окне ввода «U_ВЫХ » регулятора переменного напряжения, питающего данную обмотку (ввод значения напряжения заканчивается нажатием клавиши «Enter» ). Сопротивле-

Рис.5. Стенд для исследования параметров

и характеристик трансформатора

ние нагрузки в цепи вторичной обмотки изменяется перемещением ползунка на реостате (текущее значение сопротивления высвечивается в соответствующем индикаторном окне). После задания конкретного режима работы трансформатора в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих этот режим.

При проведении исследований учитывайте, что задание режимов с U₁  1.2U_1Н или I₂  1.2I_2Н не допускается, так как такие режимы являются опасными или даже аварийными для трансформатора.

Перед началом исследования характеристик ХХ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 8  10 точек (см. табл.2.1).

Значения U₁ целесообразно задавать в диапазоне от 0.2U_1Н

Таблица 2.1

до величины, близкой к 1.2U_1Н , уменьшая интервалы изменения напряжения по мере его увеличения. Напряжение на вторичной обмотке U_2О можно зафиксировать только при проведении опыта ХХ, т.е. в режиме ХХ при U₁ = U_1Н .

При расчетах используйте формулу:

.

Перед началом исследования характеристик КЗ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6  8 точек (см. табл.2.2).

Таблица 2.2

Значения U₁ целесообразно задавать примерно с равными интервалами в диапазоне от 0.2U_К до величины, близкой к 1.2U_К , где U_К - напряжение короткого замыкания, определяемое по формуле:

, В,

причем u_К % - напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах от U_1Н .

Опыт КЗ теоретически необходимо проводить при I₁ = I_1Н , что практически должно примерно соответствовать заданию U₁ = U_К .

При расчетах используйте также формулу:

.

Ориентировочное значение коэффициента трансформации можно определить по результатам опыта ХХ, используя выражение:

.

Значения параметров ветви намагничивания в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта ХХ с использованием следующих формул:

, Ом; , Ом, где , Ом.

Значения параметров ветвей первичной и вторичной обмоток в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта КЗ с использованием формул:

, Ом, где , Ом;

, Ом, где , Ом,

причем , Ом.

Значение аварийного тока КЗ определяется из выражения:

, %.

Перед снятием зависимостей U₂ = f(I₂ ), I₁ = f(I₂ ) и  = f(I₂ ) подготовьте таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6  8 точек (см. табл.2.3).

Таблица 2.3

При проведении эксперимента целесообразно задавать режимы работы трансформатора с примерно равными интервалами изменения I₂ в диапазоне от 0 (режим ХХ) до величины, близкой к 1.2I_2Н , подбирая соответствующие значения R_Н . Учтите при этом, что ориентировочное значение R_Н , при котором I₂ будет иметь требуемое значение, можно определить из выражения:

, Ом,