实验二 变压器的空载及短路实验

一、实验目的

通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。

二、预习要点

1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。

三、实验项目

1、空载实验

测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosφK=f(IK)。

四、实验方法

1、实验设备 序号 型 号 名 称 数 量 1 D33 交流电压表 1件 2 D32 交流电流表 1件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1件 4 DJ11 三相组式变压器 1件 5 D42 三相可调电阻器 1件 6 D43 三相可调电抗器 1件 7 D51 波形测试及开关板 1件 2、屏上排列顺序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43

*

A*WA

I0U

VV155VV2UAX U0 W x X图3-1 空载实验接线图

3、空载实验

1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图3-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。

2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输

DD01三相调压交流电源出电压为零的位置。

3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2UN 的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。

4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表3-1中。

5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。

表3-1 实 验 数 据 计算数据 序号 U0(V) I0(A) P0(W) UAX(V) cosφ0 4、短路实验 1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图3-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

图3-2 短路实验接线图

2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。 3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN 为止，在(0.2～1.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。

4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表3-2中。实验时记下周围环境温度(℃)。

表3-2 室温 ℃ 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 UK（V） IK（A） PK（W） cosφK 五、注意事项

1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。

六、实验报告

1、计算变比

由空载实验测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。

K=UAX/Uax

2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数

（1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。 式中：

P0cos 0U0I0

（2）计算激磁参数

从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数

P

rm02 I0 U0Zm I0 22XmZmrm

3、绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosφK=f(IK)。 （2）计算短路参数

从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度为θ(℃)时的短路参数。 UKZ' K

IK

P rK'K2IK

'2'2 XK'ZKrK折算到低压方

Z'ZKK2

K

r' rKK2K

X'XKKK2由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。

234.575

rK75CrK 234.522 ZK75CrK75CXK

式中：234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228。 计算短路电压(阻抗电压)百分数

IZ

uKNK75C100% UN INrK75Cu100%Kr UN

IX uKXNK100%UN

IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75℃

4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。