变压器实验报告

变压器实验报告 Prepared on 22 November 2020
专业：电子信息工程：
实验报告
课程名称：电机与拖动指导老师：卢琴芬成绩：
实验名称：单相变压器同组学生姓名：刘雪成李文鑫
一、实验目的和要求（必填）二、实验
内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填）四、操作
方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验
结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的
1．通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。

2．通过负载实验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)。

2．短路实验
测取空载特性U K=f(I K), P K=f(U K)。

3．负载实验
(1）纯电阻负载
保持U1=U1N, cos φ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。

四、实验线路及操作步骤
1.空载试验
实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三相组式变压器，实验用其中的一相，其额定容量P N=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0．345/1．38A。

变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。

接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2 U N，然后，逐次降低电源电压，在1．2～0．5U N的范围内，测取变压器的U0、I0、 P0共取6－7组数据，记录于表2－1中，其中U=U N的点必测，并在该点附近测的点应密些。

为了计算变压器的变化，在U N以下测取原方电压的同时，测出副方电压，取三组数据记录于表3－1中。

图3－1 空载实验接线图
COSφ2=1 U1= U N= 220 伏
2．短路实验：
实验线路如图3－2所示：
变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电
源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1．1 I N 为止，在0．5～1．1 I N 范围内测取变压器的 U K 、I K 、 P K ，共取4～5组数据记录于表2－2中，其中I= I K 的点必测。

并记下实验时周围环境温度θ（℃）。

3．负载实验
实验线路如图3－3所示：
变压器高压线圈接电源，低压线圈经过开关S 1，接到负载电阻R L 。

R L 选用DT20，开关S 1选用DT26。

L
接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S 1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U 1=U N ，在保持U 1=U N 的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻R L 的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U 2和电流I 2，共取5～6组数据，记录于表3～3中，其中I 2=0和I 2= I 2N 两点必测。

五、实验数据记录与分析
1.计算变比
K=（++）3=
2. 绘出空载特性曲线和计算激磁参数
U 0/V
U0=f(I0)
P 0/W
P0=f(U0)
c o s
cos=f(U0)
计算激磁系数 U0=；I0=；P0=
2
20
020
m
m m I U m I P m r Z X z r -==
=
得 Rm=240Ω
Zm=556Ω Xm=495Ω
3. 绘出短路特性曲线和计算短路参数
计算短路参数：
Ik=; Uk=; Pk=; T0=26°C
2'2''
''2K
K K I P K I U K r Z X r Z K
K
K K
-=
=
=
0.1
0.20.3
0.4
Ik/A
U k /V
Uk=f(Ik)
0.1
0.2
0.3
0.4
-1
1234
5
6Ik/A
P /W
P=f(Ik)
0.1
0.2
0.30.4
0.10.2
0.3
0.40.5
Ik/A
c o s
cos=f(Ik)
得 Zk ’=77Ω
Xk ’=Ω
rk ’=Ω
折算到低压侧
2
'2
'2'K X K K r K K Z K K K K X r Z =
=
=（K=）
得
rk=Ω Xk=Ω
22
75755.2347505.23475K
C
k C K K C K X
r
Z r r +=
=︒︒++︒θθ（T=26°C ）
得 rk=Ω
Zk=Ω
%
100%100%10027575⨯=
⨯=
⨯=
︒︒N
K N N C
K N N C
K N U X I K U r I r K U Z I K U U R
得 Uk=% Ukr=%
Ukx=%
Pkn= IN2 rK75℃=
4.低压侧“Г”型等效电路
5. 变压器的电压变化率Δ
u
I2/A
U
2
/
V
U2=f(I2)
由特性曲线计算
%
100
20
2
20⨯
=
∆-
U
U
U
u
=%
由实验参数计算Δu
)
sin
cos
(
2
2
2
1
φ
φ
k
k
U
U+
==%
实验参数计算得结果略大一点，近似相同
感性负载的电压变化率较大，输出电压较低
容性负载的电压变化率较小，输出电压较高
‘V
6. 绘出被试变压器的效率特性曲线
（1）用间接法算出COS φ2= 不同负载电流时的变压器效率
表3－5 COS φ2= P 0= W P KN W
（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f (I 2* )
0.2
0.30.40.50.6
0.70.8
0.91 1.1 1.2
I2*
效率
效率=f （I2*)
（3）计算被变压器η=ηmax 时的负载系数βm I2*=时，η=ηmax
KN
P P m 0=
β=76=%
六、实验心得
这次实验的完成包括实验报告的撰写，让我真正体会到不懂原理是不可能做好实验的，做好实验才能深化对理论的理解。

实验做得很简单，测测数据就完了，但是对于实验数据的处理特别是算折算参数，对于理论掌握不清楚，导致算的时候糊里糊涂，原边副边搞混一万次。

认真复习完书本才搞清楚折算的算法。

但随着而来的疑问是，前几问算的都是折算到低压侧的参数，但负载实验是在高压侧做的，那岂不是分析负载试验时很多参数要重算。

带着这个疑问，我又从高压侧算了一遍，结果发现电压变化率和短路损耗无论是在低压侧还是高压侧都是不变的，因此利用低压侧算出的在74°C下的数据，完全可以用到最后两问上。

接着我又在理论上想通了为什么证明了这几个值在两侧都是相同的，满满的成就感。