Лабораторные работы по дисциплине «Электрические машины». Часть II

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Электроснабжение»

Лабораторные работы

по дисциплине

«Электрические машины»

для студентов электротехнических специальностей

Часть II

Трансформаторы и асинхронные машины

Минск

2003

ПРАВИЛА

техники безопасности и работы

в лаборатории электрических машин

1. Работа в лаборатории разрешается только после инструктажа по технике безопасности.

2. При работе необходимо быть предельно внимательным и осторож­ным, чтобы избежать соприкосновения с токоведущими или враща­ющимися частями, нельзя проникать за ограждения.

3. Включать установку можно только после получения разрешения преподавателя.

4. Изменения в схеме производить только при обесточенной установ­ке.

5. При выполнении задания нельзя заниматься посторонними делами, ходить без дела по лаборатории.

6. При перерывах необходимо обесточивать установку.

7. Запрещается выполнение работы при отсутствии преподавателя или лаборанта, а также одному студенту.

8. При неисправностиили несчастном случае немедленно отключить установку и известить преподавателя.

Лабораторная работа №10

Опытное определение групп соединения обмоток трехфазного трансформатора

Цель работы

Изучение способов определения группы соединения, практическое определение группы соединения трехфаз­ного трансформатора.

План выполнения работы

1. Ознакомиться с установкой и записать паспортные данные исследуемого трансформатора и измерительных приборов.

2. Соединить обмотки испытуемого трансформатора по схеме рис. 10.1 и подать пониженное напряжение (220В) на обмотку высшего напряжения.

3. Измерить линейные напряжения обмоток высшего (U_AB) и низшего (U_ab) напряжения. Определить коэффициент трансформации трансфор­матора при данной схеме соединения как отношение линейных напряжений обмоток.

4. Соединив между собой одноименные зажимы двух обмоток (на­пример, А-а), измерить напряжения U_Bb и U_Cc между зажимами В-b и С-c. Они должны быть одинаковы (U_Bb = U_Cc) и отно­шение U_Bb/U_ab=U_Cc/U_ab равно одному из значений, указанных в табл. 10.2. Измерить напряжение U_cB между зажимами с-В и проверить, будет ли оно равно, больше или меньше напряжения U_Bb. На основании этих измере­ний по табл. 10.2 определить группу соединения. Результаты занес­ти в табл. 10.1.

5. Соединить первичную обмотку трансформатора в треугольник. Подать пониженное напряжение (220В) на обмотку высшего напряжения. Выполнить измерения, аналогичные пп. 3, 4. Определить группу соединения трансформато­ра. Результаты занести в табл. 10.1.

6. Не изменяя схемы соединения обмотки, поменять маркировку начал и концов фаз первичной обмотки. Соединить между собой точ­ки А-а обмоток. Выполнить измерения, аналогичные пп. 3, 4 и на основании табл. 10.2 определить группы соединения. Результаты занести в табл. 10.1.

       Рис. 10.1.                                                     Рис. 10.2.

    Рис. 10.3.                                                            Рис. 10.4.

7. Согласно данным опыта начертить схемы соединения обмоток трансформатора и построить векторные диаграммы (пп. 4, 5, 6). За­полнить табл. 10.1.

Таблица 10.1

Методические указания

Сдвиг между линейными ЭДС обмоток высшего и низшего напря­жения трансформатора принято характеризовать положением стрелок на часовом циферблате. ЭДС обмотки высшего напряжения изображают большой (минутной) стрелкой и устанавливают на цифре 12. Линейную ЭДС одноименных фаз принимают за малую стрелку и располагают ее на циферблате относительно большой стрелки под углом, равным уг­луих сдвига на векторной диаграмме. Схемы соединения обмоток трансформатора Y/Y и D/D позволяют получить четные группы, т.е. 0 (или 12) 2, 4, 6, 8, 10, а схемы Y/D - нечетные, т.е. 1, 3, 5, 7, 9, 11. В СНГ стандартизованы только две группы сое­динения - 11 и 0.

Группа соединения трансформатора (угол сдвига ЭДС) зависит от направления, в котором намотаны обмотки, от способа обозначе­ния зажимов обмоток, т.е. отих маркировки и от схемы соедине­ния обмоток трехфазных трансформаторов. Рассмотрим порядок опре­деления групп соединения на двух примерах. Пусть обмотки транс­форматора соединены по схеме Y/Y (рис. 10.1). Этой схеме соеди­нения и принятой маркировке соответствует векторная диаграмма рис. 10.1. Если положить, что вектор ЭДС обмотки высшего напряже­ния Е_AB совпадает с цифрой 12 на циферблате часов, то вектор ЭДС обмотки низшего напряжения Е_ab также совпадает с цифрой 12. Это соответствует группе 0. Замеряя с помощью вольтметра напряжения U_Bb = U_Cc и напряжение U_cB, можно установить соотношение, соответствующее группе 0:

U_AB – U_ab = U_Bb.

Разделив левую и правую части на U_ab, получаем:

,

где k - отношение линейного напряжения обмотки высшего напря­жения к линейному напряжению обмотки низшего напряжения.

На основании аналогичных рассуждений составлена табл.10.2, в соответствий с которой по результатам измерения напряжений оп­ределяется группа соединения трансформаторов.

Таблица 10.2

Пример: Определить группу соединения трансформатора ТМ-320/6 с номинальными данными: U₁ = 6000В; U₂ = 400В.

При питании обмотки высшего напряжения трансформатора напря­жением 200В, при соединении его зажимов А-а получены следующие значения напряжений: U_Bb = U_Сс = 193 В, U_сB = 186,7 В.

Определяем: 1) коэффициент трансформации

k = 6000 / 400 = 15;

2) линейное напряжение обмотки низшего напряжения

U_ab = 200 / 15 = 13,3 В;

3) отношение

= 14,5.

4) поскольку U_сB < U_Bb, в соответствии с табл. 10.2, транс­форматор может принадлежать к одной из групп соединения: 0, 6, 7, 8, 9 или 10;

5) проверяем по порядку соответствие указанным группам на основании величины k = 15 и отношения = 14,5.

Находим, 14,5 = , что соответствует группе соединения 10. Четная группа может соответствовать схеме соеди­нения Y/Y или D/D.

Содержание отчета

1. Данные исследуемого трансформатора и технические характе­ристики используемых приборов.

2. Описание методики определения групп соединения трансформа­тора и справочная таблица 10.2.

3. Результаты опытов, сведенные в табл. 10.1. Схемы соединения и векторные диаграммы, соответствующие пп. 4, 5, 6.

Контрольные вопросы

1. Пояснить, что такое группа соединения обмоток трансфор­матора. Что означают цифры 0, 1... 11 в обозначении группы соединения трансформатора. Какие группы соединения стандартизованы в СНГ?