4. Экспериментальные исследования

     Работа выполняется на одном трехстержневом трехфазном трансформаторе, на котором изменяются только схемы соединения обмоток.

     4.1. Исследование трехфазного трансформатора при несимметричной (однофазной) нагрузке

     Поочередно соединяют обмотки трансформатора в соответствии со схемами, представленными на рис. 3.3a, рис.3.3б и рис.3.3в. В качестве нагрузки используется одна фаза трехфазного реостата. На первичной обмотке трансформатора с помощью автотрансформатора устанавливают напряжение равное примерно половине номинального и нагружают трансформатор однофазной нагрузкой так, чтобы ток во вторичной обмотке был примерно равен номинальному значению (I_a = I_нг = 6 А). Показания амперметров и значения линейных и фазных напряжений обмоток записывают в табл. 3.1.

Таблица 3.1

     4.2. Определение величины сопротивления нулевой последовательности трансформатора

     Для определения величины сопротивления нулевой последовательности поочередно собирают схемы, приведенные на рис.3.7а, рис.3.7б и рис.3.7в.

     Поскольку при несимметричной нагрузке ток нулевой последовательности возникает во вторичной обмотке трансформатора, последнюю при определении опытным путем сопротивления нулевой последовательности Z_0п используют в качестве питающей обмотки, подводя к ней напряжение U однофазного переменного тока. Однофазный ток I при этом будет соответствовать току нулевой последовательности (см. рис.3.7).

     Величина сопротивления нулевой последовательности Z_0п и его составляющих рассчитывается по формулам:

     Z_0п =U/3I, R_0п =P/3I₂, X_0п=( Z_0п² – R_0п² )^1/2,
где P - активная мощность потребляемая трансформатором из сети

     Перед включением схемы необходимо автотрансформатором установить минимально возможное напряжение.

     После включения схемы, регулируя напряжение автотрансформатором, установить ток I в схеме равным току однофазной нагрузки I_a = I_нг = 6 А по п. 4.1 (см. табл. 3.1). Результаты измерений и расчетов занести в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Схема	U	P	I	Eп	Z0п	R0п	X0п	I0п=Iнг/3	Е0п
-	В	Вт	А	В	Ом	Ом	Ом	A	B
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
У/Ун			6					2
Д/Ун			6					2
У/Zн			6					2

*столбцы 2-5 - измерение; столбцы 6-10 - расчёт

     4.3. Аналитическое определение распределения токов трехфазного трансформатора при несимметричной (однофазной) нагрузке

     Распределение линейных токов I_A, I_B, I_C первичной обмотки рассчитывается для схемы У/У_н по формулам (9), для схемы Д/У_н по формулам (14), для схемы У/Z_н по формулам (18) раздела 3. Результаты расчетов заносят в табл. 2.1 (графа Расчет) и сравнивают с распределением токов, полученным из опыта (табл. 2.1, графа Измерение). При сравнении необходимо учитывать, что при выводе формул (9), (14) и (18) величина тока холостого хода принималась равной нулю.

     4.4. Определение величины смещения нейтрали на основе векторной диаграммы

     Для анализа величины смещения нейтрали (ЭДС E_п) при схемах соединения обмоток У/У_н, У/Z_н, Д/У_н необходимо построить векторную диаграмму линейных U_аb, U_bc, U_ca и фазных U_аф, U_bф, U_cф напряжений вторичной обмотки для каждой из указанных схем. На миллиметровой бумаге, в масштабе, (например, 10 В/см) с помощью циркуля строится треугольник линейных напряжений и звезда фазных напряжений (данные из табл. 2.1, графа Вторичная обмотка). Для определения величины ЭДС E_п необходимо найти центр тяжести (точка пересечения медиан) треугольника линейных напряжений и измерить расстояние между центром тяжести и нейтральной точкой звезды фазных напряжений. Полученная величина, в масштабе, является ЭДС Eп. Результаты записываются в табл. 2.2 (графа Измерение).

     4.5. Аналитическое определение величины смещения нейтрали

     Величина смещения нейтрали может быть также определена по формуле:

     E_0n ~ I_0n Z_0n,
где величина тока нулевой последовательности определяется как

     I_0п = I_n/3 = I_нг/3 = 2 A,
здесь I_нг = Ia = 6 А есть ток однофазной нагрузки (см. табл. 2.1).

     Расчетные значения ЭДС E_0n для рассматриваемых схем заносятся в табл. 2.2. (графа Расчет) и сравниваются со значениями ЭДС E_п, полученными из векторных диаграмм (табл. 2.2, графа Измерение).

     5. Содержание отчета

     Отчет должен содержать программу лабораторной работы, паспортные данные трансформатора, схемы испытаний, результаты опытных и теоретических исследований в табл. 2.1 и табл. 2.2, векторные диаграммы вторичных напряжений трансформатора.

     6. Контрольные вопросы

     1. Какая схема соединения обмоток трансформатора обусловливает неуравношенность его магнитной системы (по отношению к основному потоку нулевой последовательности)?

     2. Как влияет конструкция магнитной системы на работу трансформатора при несимметричной нагрузке?

     3. С какой целью в силовых трансформаторах стремятся уменьшить величину потоков нулевой последовательности, каким образом это делается?

     4. Из каких соображений ограничивается величина тока в нейтральном проводе? Какова его допустимая величина, если на подстанции установлен трансформатор со схемой соединения обмоток У/У_н? Какова величина допустимой несимметрии напряжений?

     5. Что такое сопротивление нулевой последовательности трансформатора в целом, почему схема соединения обмоток влияет на его величину?

Вернуться назад
Возврат на начальную страницу