实验一   单相变压器实验

一、实验目的

1、通过空载试验和短路试验确定单相变压器的参数

2、通过负载试验测定单相变压器运行特性

二、试验前的预习

1、在变压器空载和短路试验中，各种仪表怎样连接，才能使测量误差最小？

2、如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？

3、变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电源应接在低压边还是高压边合适？

强调：导线绝不能接长使用！

三、实验内容

1、测定电压比

接线图如实验图1所示。

图1  单相变压器变比试验

从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线圈开路，闭合电源开关Q，将低压线圈外施电压调至50％额定电压左右，测量电压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取5组数据，记录于实验表3－1中。

2、空载试验

变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过±1％），其波形应是正弦波。

接线图如实验图2所示。

    

图2  单相变压器空载试验

在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，高压绕组开路。变压器空载电流，依此选择电流表及功率表的电流量程（功率表不用选择量程）。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在0.2以下。

             实验表1   变比及空载实验数据

变压器接通电源开关Q前（绿色按钮），必须将调压器（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏。合上电源开关Q后，调节调节变压器一次侧电压至，然后逐次降压，逐次测量空载电压、电流及损耗（在数字功率因数表上读取），在范围内，读取6～7组，（包括点，在该点附近测量点应较密一些），结果记录于实验表1中。

3、短路试验

进行变压器短路试验时，高压线圈接电源，低压线圈接一电流表短路。如实验图3所示。

图3  单相变压器短路试验

实验表2   短路试验数据

短接线要接牢，其截面积应较大。

变压器短路电压的数值约为，为了避免过大的短路电流，在接通电源前，必须将调压器调至输出电压为最小的

位置，然后闭合电源开关Q，逐渐缓慢地增加电压使短路电流升到（在调节电压时，一定要注意电流表的读数不能超过要求的范围）。在范围内，测量短路功率（在数字功率因数表上读取）、短路电压及短路电流。读取数据5～6组（包括），记录于实验表2。本试验应尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，使绕组电阻增大，读数将会发生偏差。

4、负载试验

接线图如实验图4所示。

图4   单相变压器负载试验

变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开关Q接至电源，负载为流六个1.5A，90Ω可变电阻串联（1.5A，6×90Ω）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合电源开关Q，调节调压器输出电压为，减小负载电阻，即增大负载电流，保持，在负载电流从零（，）至额定值范围内（0A～0.63A），测量负载电流和二次侧电压，每改变一次负载电阻，将和数值记录于实验表3中，共读取数据5～6组（包括点）。

实验表3  负载试验数据（）

若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻负载时相同，此时二次侧需要一个可变电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。

四、实验报告

1、计算变比

根据测变比试验的几组数据，分别计算电压比，取其平均值作为受试验变压器的电压比。

2、根据空载试验所测得的数据求下列曲线及参数

（1）画空载特性曲线

     

（2）计算变压器的励磁参数

从空载特性曲线及上查出额定电压时的及，由此计算励磁参数。

变压器空载时，从电源吸取的功率为变压器的铁耗及空载铜耗，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故，于是励磁参数为

    

 

因空载试验在低压侧进行，折合到高压侧

3、根据短路试验所测得的数据下列曲线及参数

（1）画短路特性曲线

   

（2）计算短路参数

从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流时的短路电压和短路损耗，计算短路参数。

        

4、根据负载试验数据，作纯电阻负载下受试变压器的外特性

            

5、根据实验数据，计算变压器运行性能

（1）计算额定负载功率因数为1时，受试变压器的电压变化率ΔU及效率η。

（2）计算功率因数为1时，受试变压器的效率特性。

第二篇：实验一：单相变压器的特性实验

实验一  单相变压器的特性实验

一、实验目的

通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。

二、实验内容

1．空载实验

（1）测取空载特性I₀、P₀、cosj₀=f(U₀)

（2）测定变比

2．测取短路特性：U_K=f(I_K)，P_K=f(I_K)

三、实验说明

1．实验之前请仔细阅读附录中多功能表的使用说明。

2．实验所用单相变压器的额定数据为：S_N=1KVA，U_1N/U_2N=380/127V。

1) 单相变压器空载实验

（1） 测空载特性

图2-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。本实验采用多功能表测量电路中的电压、电流和功率。接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表U_a接到三相调压器输出端a端上，多功能表U_b、U_c和U_n短接后接到三相调压器输出端N端上，调压器的N端和电网的N端短接。

实验步骤：

① 请参照图1-1正确接线

② 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U₀（低压侧空载电压）由0.7U_2N（0.7*127V=88.9V）逐步调节到1.1U_2N (1.1*127V=139.7V)，测量出空载电压U₀，空载电流I₀及空载损耗P₀，测量数据记入表1-1。

注意 * 在额定电压测量出一组空载数据。

* U_0，I_0，P₀  可以从三相多功能表直接读取。

* 注意实验时空载电压只能单方向调节。

③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。

表1-1  

（2）测定变比

变压器高压侧绕组开路，低压侧绕组接至电源，经调压器调到额定电压U_2N，用万用表测出高压侧、低压侧的端电压，从而可确定变比K。接线图可直接用变压器空载实验接线图。

2) 单相变压器短路实验

实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。

实验步骤：

①  请参照实验接线图1-2正确接线

② 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，缓慢调高电压，使短路电流由1.1I_1N（1.1*2.63A=2.9A）降低到0.5I_1N（0.5*2.63A=1.31A），中间分数次（至少5次）测量短路电压U_K，短路电流I_K及短路损耗P_K，测量数据记入表1-2中。

③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。

*  实验时，为减少因线圈发热引起线圈电阻值的变化而产生误差，短路实验应尽快进行，记下室温q℃。

*  注意：由于短路实验时电压较小时，多功能表不能测取。在电压小于10V时，用万用表量取电压值。

表1-2       室温=   ℃

四、思考题

1．在空载实验及短路实验的接线原理图中，为什么将电压表、电流表及功率表的前后位置作这样的布置，试说明其原因。在空载和短路实验中选择仪表量程时应注意什么问题。

2．为什么做空载实验时电压常常加在低压边？而短路实验时电压加在高压边？

五、实验报告要求

1．作出单相变压器空载特性曲线。

I₀、P₀、cosj₀=f(U₀)，曲线中各量最好用标么值（以下同）。

2．作出单相变压器线圈温度为室温q℃时的短路特性曲线。

3．计算线圈温度为75℃时的参数。

根据短路试验数据，计算线圈温度为q℃时的参数（对应I_K=I_N，在短路特性曲线上取U_K、P_K）。

                                      （1-1）

                                      （1-2）

                                （1-3）

将参数值折算到75℃：

                          （1-4）

                          （1-5）

对铝线线圈，（1-4）式中的铜线线圈对应常数235应换成228。相应有

                            （1-6）

                            （1-7）

                             （1-8）

                                   （1-9）

                                （1-10）

4．根据短路数据，算出额定负载（满载）及cosj₂=1时的电压变比率DU%：

              （1-11）

5．根据空载数据及对应75℃时的P_K，算出cosj₂=1时的变压器效率曲线。

                       (1-12)

取=0.2，0.4，0.8，1.0，1.2，算出各效率，作出效率曲线。

6．计算额定电压对应的励磁参数（有关数据从空载特性上取得）。