1.5 技能訓練

1.5.1 單相變壓器運行特性

1.目的

1）通過空載和短路試驗測定變壓器的變比和參數。

2）通過負載試驗測量并獲取變壓器的運行特性。

2.設備

訓練用設備見表1-2。

3.內容

（1）空載試驗

1）在三相調壓交流電源斷電的條件下，按圖1-23接線。被測變壓器選用三相變壓器組DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量P_N=77W，U_1N/U_2N =220V/55V，I_1N/I_2N =0.35A/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。

2）選好所有電表量程。將控制屏左側三相調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉到底，將其調到輸出電壓為零的位置。

3）合上交流電源總開關，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調節三相調壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U₀=1.2U_N，然后逐次降低電源電壓，使之在1.2～0.2U_N的范圍內，測量并獲取變壓器的U₀、I₀、P₀。

4）測量并獲取數據時，對U=U_N點必須測量，并在該點附近取點測量，共測量并獲取數據7～8組并記錄于表1-3中。

5）為了計算變壓器的變比，在U_N以下測量并獲取一次電壓的同時測出二次電壓數據，并將其記錄于表1-3中。

（2）短路試驗

1）按下控制屏上的“關”按鈕，切斷三相調壓交流電源，按圖1-24接線（以后每次改接線路時都要關斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。

2）選好所有電表量程，將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置。

3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1I_N為止，在（0.2～1.1）I_N范圍內測量并獲取變壓器的U_K、I_K、P_K。

4）測量并獲取數據時，對I_K=I_N點必須測量，共測量并獲取數據6～7組并記錄于表1-4中。試驗時記下周圍環境溫度（℃）。

（3）負載試驗

試驗線路如圖1-25所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經過開關S₁和S₂，接到負載電阻R_L和電抗X_L上。R_L選用D42型900Ω加900Ω共1800Ω的阻值，X_L選用D43，功率因數表選用D34-3，開關S₁和S₂選用D51掛箱。

1）純電阻負載。

① 將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置，打開S₁、S₂，將負載電阻值調到最大。

② 接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U₁=U_N。

③ 保持U₁=U_N，合上S₁，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻R_L的值，從空載到額定負載的范圍內，測量并獲取變壓器的輸出電壓U₂和電流I₂。

④ 測量并獲取數據時，對I₂=0A和I₂=I_2N=0.35A兩點必測，共取數據6～7組并記錄于表1-5中。

2）阻感性負載（cos?₂=0.8）。

① 用電抗器X_L和R_L并聯作為變壓器的負載，打開S₁、S₂，將電阻及電抗值調至最大。

② 接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U₁=U_N。

③ 合上S₁、S₂，在保持U₁=U_N及cos?₂=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額定負載的范圍內，測量并獲取變壓器的輸出電壓U₂和電流I₂。

④ 測量并獲取數據時，對I₂=0，I₂=I_2N兩點必測，共測量并獲取數據6～7組并記錄于表1-6中。

4.注意事項

1）在變壓器試驗中，應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。

2）短路試驗操作要快，否則線圈發熱引起電阻變化。

1.5.2 三相變壓器的聯結組別

1.目的

1）掌握用試驗方法測定三相變壓器的極性。

2）掌握用試驗方法判別變壓器的聯結組。

2.設備

訓練用設備見表1-7。

3.內容

（1）測定極性

1）測定相間極性。

被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量P_N=152W/152W，U_N=220V/55V，I_N=0.4A/1.6A，Y/Y接法。高壓繞組用A、B、C、X、Y、Z標記，低壓繞組標記用a、b、c、x、y、z。

① 按圖1-26接線。A、X接電源的U、V兩端子，Y、Z短接。

② 接通交流電源，在繞組A、X間施加約50%的額定電壓。

③ 用電壓表測出電壓U_BY、U_CZ、U_BC，若U_BC=|U_BY-U_CZ|，則首、末端標記正確；若U_BC=|U_BY+U_CZ|，則標記不對，這時須將B、C兩相任一相繞組的首、末端標記對調。

④ 用同樣方法，將B、C兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯，可以定出每相首、末端正確的標記。

2）測定一、二次側極性。

① 暫時標出三相低壓繞組的標記a、b、c、x、y、z，然后按圖1-27接線，一、二次側中點用導線相連。

② 對高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓U_AX、U_BY、U_CZ、U_ax、U_by、U_cz、U_Aa、U_Bb、U_Cc，若U_Aa=U_Ax-U_ax，則A相高、低壓繞組同相，并且首端A與a端點為同極性。若U_Aa=U_AX+U_ax，則A與a端點為異極性。

③ 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相一、二次側的極性。

④ 高、低壓三相繞組的極性確定后，根據要求連接出不同的聯結組。

（2）檢驗聯結組

1）Y/Y-12。

檢驗聯結組Y/Y-12的接線如圖1-28所示。A、a兩端點用導線聯結，對高壓三相繞組施加三相對稱的額定電壓，測出U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數據記錄于表1-8中。

根據Y/Y-12聯結組的電勢相量圖（圖1-28b）可知：

U_Bb=U_Cc=（K_L-1）U_ab

若用兩式計算出的電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數值與試驗測量并獲取的數值相同，則表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯結組。

2）Y/Y-6。

將Y/Y-12聯結組的二次繞組首、末端標記對調，A、a兩點用導線相聯，如圖1-29所示。

按Y/Y-12聯結組檢驗部分的方法測出電壓U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數據記錄于表1-9中。

根據Y/Y-6聯結組的電勢相量圖（圖1-29b）可得

U_Bb=U_Cc=（K_L+1）U_ab

若由上兩式計算出電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數值與實測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6聯結組。

3）Y/D-11。

檢驗聯結組Y/D-11的接線如圖1-30所示。A、a兩端點用導線相連，對高壓三相繞組施加對稱額定電壓，測量并獲取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數據記錄于表1-10中。

根據Y/D-11聯結組的電勢相量可得

若由上式計算出電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數值與實測值相同，則繞組連接正確，屬Y/△-11聯結組。

4）Y/D-5。

將Y/D-11聯結組的二次繞組首、末端的標記對調，如圖1-31所示。試驗方法同Y/Y-12聯結組檢驗部分，測量并獲取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數據記錄于表1-11中。

根據Y/D-5聯結組的電勢相量圖（圖1-31b）可得

若由上式計算出電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數值與實測相同，則繞組聯結正確，屬于Y/△-5聯結組。