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三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路實(shí)驗(yàn)

一、三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測定三相變壓器的極性。
    2、掌握用實(shí)驗(yàn)方法判別變壓器的聯(lián)接組。
    3、研究三相變壓器不對稱短路。
    4、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。
二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組有哪幾種。
    2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/Δ-11改為Y/Δ-5聯(lián)接組。
    3、在不對稱短路情況下，哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點(diǎn)偏移較大。
    4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電勢波形的影響。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、測定極性
    2、連接并判定以下聯(lián)接組
    (1) Y/Y-12
    (2) Y/Y-6
    (3) Y/Δ-11
    (4) Y/Δ-5
    3、不對稱短路
    (1) Y/Y₀-12單相短路
    (2) Y/Y-12兩相短路
    4、測定Y/Y₀連接的變壓器的零序阻抗。
    5、觀察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。
四、實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

序號型號名                稱數(shù) 量

1 DQ45 交流電壓表 1件

2 DQ44 交流電流表 1件

3 DQ25 單三相智能功率、功率因數(shù)表 1件

4 DQ05 三相組式變壓器 1件

5 DQ06 三相心式變壓器 1件

6 DQ31 波形測試，開關(guān)板 1件

7 示波器（自配） 1臺(tái)

2、屏上排列順序
     DQ45、DQ44、DQ25、DQ06、DQ05、DQ31
    3、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DQ06，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量P_N=152/152W，U_N=220/55V，I_N=0.4/1.6A，Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z標(biāo)記。低壓繞組標(biāo)記用a、b、c、x、y、z。
    1) 按圖3-8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%U_N的電壓。
    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(biāo)記正確；若U_BC=│U_BY+U_CZ│，則標(biāo)記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標(biāo)記對調(diào)。
    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(lián)，定出每相首、末端正確的標(biāo)記。

3-8 測定相間極性接線圖
    (2) 測定原、副方極性

                 圖3-9 測定原、副方極性接線圖
     1) 暫時(shí)標(biāo)出三相低壓繞組的標(biāo)記a、b、c、x、y、z,然后按圖3-9接線，原、副方中點(diǎn)用導(dǎo)線相連。
    2) 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(diǎn)為同極性。若U_Aa=U_AX+U_ax，則A與a 端點(diǎn)為異極性。
    3) 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相原、副方的極性。
    4) 高低壓三相繞組的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。
   4、檢驗(yàn)聯(lián)接組
    (1) Y/Y-12

    圖3-10 Y/Y-12聯(lián)接組
              (α)接線圖              (ｂ)電勢相量圖
    按圖3-10接線。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-11中。
表3-11

   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算數(shù) 據(jù)

U_AB
(V) U_ab
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V)

根據(jù)Y/Y-12聯(lián)接組的電勢相量圖可知：

                         為線電壓之比
    若用兩式計(jì)算出的電壓U_Bb，U_Cc，U_Bc的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)測取的數(shù)值相同，則表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯(lián)接組。
   (2) Y/Y-6

                     圖3-11 Y/Y-6聯(lián)接組
            (α)接線圖                 (ｂ)電勢相量圖
    將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對調(diào),A、a兩點(diǎn)用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖3-11所示。
   按前面方法測出電壓U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3- 12中。
表3-12

   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算數(shù) 據(jù)

U_AB
(V) U_ab
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V)

根據(jù)Y/Y-6聯(lián)接組的電勢相量圖可得
若由上兩式計(jì)算出電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數(shù)值與實(shí)測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6聯(lián)接組。
  (3)Y/△-11
    按圖 3-12接線。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線相連，高壓方施加對稱額定電壓，測取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-13中

                      圖3-12 Y/Δ-11聯(lián)接組
                (α)接線圖             (ｂ)電勢相量圖
表3-13

   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算數(shù) 據(jù)

U_AB
(V) U_ab
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V)

根據(jù)Y/Δ-11聯(lián)接組的電勢相量可得

    若由上式計(jì)算出的電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數(shù)值與實(shí)測值相同，則繞組連接正確，屬Y/Δ-11聯(lián)接組。
    (4) Y/Δ-5
    將Y/Δ-11聯(lián)接組的副方繞組首、末端的標(biāo)記對調(diào)，如圖3-13所示。實(shí)驗(yàn)方法同前，測取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc和U_Bc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-14中。

                        圖3-13 Y/Δ-5聯(lián)接組
             (α)接線圖                    (ｂ)電勢相量圖
表3-14

   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算數(shù) 據(jù)

U_AB
(V) U_ab
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V) U_Bb
(V) U_Cc
(V) U_Bc
(V)

根據(jù)Y/Δ-5聯(lián)接組的電勢相量圖可得

    若由上式計(jì)算出的電壓U_Bb、U_Cc、U_Bc的數(shù)值與實(shí)測相同，則繞組聯(lián)接正確，屬于Y/Δ-5聯(lián)接組。
5、不對稱短路
    (1) Y/Y₀連接單相短路
    <1> 三相心式變壓器
按圖3-14接線。被試變壓器選用三相心式變壓器。將交流電壓調(diào)到輸出電壓為零的位置，接通電源，逐漸增加外施電壓, 直至副方短路電流I_2K≈I_2N為止，測取副方短路電流I_2K和原方電流I_A、I_B、I_C。將數(shù)據(jù)記錄于表3-15中。

                  圖3-14 Y/Y₀連接單相短路接線圖
表3-15

I_2K(A) I_A(A) I_B(A) I_C(A) U_a(V) U_b(V) U_c(V)

U_A(V) U_B(V) U_C(V) U_AB(V) U_BC(V) U_CA(V)

<2> 三相組式變壓器
    被測變壓器改為三相組式變壓器，接通電源，逐漸施加外加電壓直至U_AB=U_BC=U_CA=220V，測取副方短路電流和原方電流I_A、I_B、I_C。將數(shù)據(jù)記錄于表3-16中。
表3-16

I_2K(A) I_A(A) I_B(A) I_C(A) U_a(V) U_b(V) U_c(V)

U_A(V) U_B(V) U_C(V) U_AB(V) U_BC(V) U_CA(V)

(2) Y/Y聯(lián)接兩相短路
  <1> 三相心式變壓器
    按圖3-15接線。將交流電源電壓調(diào)至零位置。接通電源，逐漸增加外施電壓，直至I_2K≈I_2N為止，測取變壓器副方電流I_2K和原方電流I_A、I_B、I_C將數(shù)據(jù)記錄于表3-17中。

              圖3-15 Y/Y連接兩相短路接線圖
表3-17

I_2K(A) I_A(A) I_B(A) I_C(A) U_a(V) U_b(V) U_c(V)

U_A(V) U_B(V) U_C(V) U_AB(V) U_BC(V) U_CA(V)

<2> 三相組式變壓器
   被測變壓器改為三相組式變壓器，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測取數(shù)據(jù)記錄于表3-18中。
        表3-18

I_2K(A) I_A(A) I_B(A) I_C(A) U_a(V) U_b(V) U_c(V)

U_A(V) U_B(V) U_C(V) U_AB(V) U_BC(V) U_CA(V)

6、測定變壓器的零序阻抗
    (1) 三相心式變壓器
    按圖3-16接線。三相心式變壓器的高壓繞組開路，三相低壓繞組首末端串聯(lián)后接到電源。將電壓調(diào)至零，接通交流電源，逐漸增加外施電壓，在輸入電流I₀=0.25I_N和I₀=0.5I_N的兩種情況下，測取變壓器的I₀、U₀和P₀，將數(shù)據(jù)記錄于表3-19中。

                        圖3-16 測零序阻抗接線圖
            表3-19

I_0L(A) U_0L(V) P_0L(W)

0.25I_N=

0.5I_N=

(2) 三相組式變壓器
    由于三相組式變壓器的磁路彼此獨(dú)立，因此可用三相組式變壓器中任何一臺(tái)單相變壓器做空載實(shí)驗(yàn)，求取的激磁阻抗即為三相組式變壓器的零序阻抗。若前面單相變壓器空載實(shí)驗(yàn)已做過，該實(shí)驗(yàn)可略。

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三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路實(shí)驗(yàn)

我們的優(yōu)勢：

序號	型號	名稱	數(shù) 量
1	DQ45	交流電壓表	1件
2	DQ44	交流電流表	1件
3	DQ25	單三相智能功率、功率因數(shù)表	1件
4	DQ05	三相組式變壓器	1件
5	DQ06	三相心式變壓器	1件
6	DQ31	波形測試，開關(guān)板	1件
7		示波器（自配）	1臺(tái)

實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)					計(jì) 算數(shù) 據(jù)
U_AB (V)	U_ab (V)	U_Bb (V)	U_Cc (V)	U_Bc (V)		U_Bb (V)	U_Cc (V)	U_Bc (V)

I_2K(A)	I_A(A)	I_B(A)	I_C(A)	U_a(V)	U_b(V)	U_c(V)

U_A(V)	U_B(V)	U_C(V)	U_AB(V)	U_BC(V)	U_CA(V)