电机及电气技术实验装置单相变压器实验
一、实训目的
1、通过空载和短路实训测定变压器的变比和参数。
2、通过负载实训测取变压器的运行特性。
二、预习要点
1、变压器的空载和短路实训有什么特点？实训中电源电压一般加在哪一方较合适？
2、在空载和短路实训中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
3、如何用实训方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实训项目
1、空载实训
测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。
2、短路实训
测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosφK=f(IK)。
3、负载实训
（1）纯电阻负载
保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实训方法
1、实训设备
| 序号 | 型 号 | 名 称 | 数 量 |
| 1 | DQ45 | 数/模交流电压表 | 1件 |
| 2 | DQ44 | 数/模交流电流表 | 1件 |
| 3 | DQ25 | 单三相智能功率、功率因数表 | 1件 |
| 4 | DQ05 | 三相组式变压器 | 1件 |
| 5 | DQ27 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 6 | DQ31 | 波形测试及开关板 | 1件 |
DQ45、DQ44、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31
图3-1 空载实训接线图
3、空载实训
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DQ05中的一只作为单相变压器，其额定容量 PN=77V.A，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
| 序号 | 实 验 数 据 | 计算数据 | |||
| U0(V) | I0(A) | P0(W) | UAX(V) | cosφ0 | |
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 短路实训接线图
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。实训时记下周围环境温度(℃)。
表3-2 室温 ℃
| 序号 | 实 验 数 据 | 计 算 数 据 | ||
| UK（V） | IK（A） | PK（W） | cosφK | |
实训线路如图3-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL上。RL选用DQ27上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，功率因数表选用DQ25，开关S1选用DQ31挂箱
图3-3 负载实训接线图
（1）纯电阻负载
1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，S1打开，负载电阻值调到最大。
2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。
3）保持U1=UN，合上S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。
4）测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6-7组，记录于表3-3中。
表3-3 cosφ2=1 U1=UN= V
| 序 号 | |||||||
| U2（V） | |||||||
| I2（A） |
1、在变压器实训中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
2、短路实训操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。
六、实训报告
1、计算变比
由空载实训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：
（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
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值由下式算出实训环境温度为θ(℃)时的短路参数。
折算到低压方
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。
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
IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75℃
4、利用空载和短路实训测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。
5、变压器的电压变化率
（1）绘出cosφ2=1外特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N 时的电压变化率
（2）根据实训求出的参数，算出I2=I2N、cosφ2=1时的电压变化率Δu。