电力电子技术综合实验讲义（电机学）(1)

电力电子技术综合

——《电机学》

实 验 讲 义

湘南学院物电系电工电子实践教学中心

2012年

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目 录

第一章 电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程 ........ 1

§1.1 实验的基本要求 1 §1.2 实验安全操作规程 2 第二章 直流电机实验 ..................................... 3

§2.1 认识实验 3 §2.2 直流并励电动机 7 第三章 变压器实验 ..................................... 11

§3.1 单相变压器 11 §3.2 三相变压器 17 §3.3 三相变压器的联接组和不对称短路 24 §3.5变压器的并联运行 37 第四章 异步电机实验 .................................... 39

§4.1 三相鼠笼异步电动机的工作特性和参数测定 39 §4.2 三相异步电动机的起动与调速 47 第五章 同步电机实验 .................................... 52

§5.1 三相同步发电机的运行特性 52 §5.2 三相同步发电机的并网运行 57 §5.3 三相同步电动机 62 §5.4 三相同步电机参数的测定 66

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第一章 电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程

§1.1 实验的基本要求

电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生能根据实验目的，实验内容及实验设备来拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。学生在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程对学生提出下列基本要求。

一、实验前的准备

实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、 项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等)，并按照实验项目准备记录抄表等。

实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始做实验。

认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。 二、实验的进行

1、建立小组，合理分工

每次实验都以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。

2、选择组件和仪表

实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。 3、按图接线

根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，一般按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线。 4、起动电机，观察仪表

在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。 5、测取数据

预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。

6、认真负责，实验有始有终

实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。 三、实验报告

实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

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实验报告包括以下内容：

1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。

2、列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据(PN、UN、IN、nN）等。

3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。

4、数据的整理和计算

5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm×8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。

6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。 7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

§1.2 实验安全操作规程

为了按时完成电机及电气技术实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如

下规定的安全操作规程：

1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。 5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制， 其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。

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第二章 直流电机实验

§2.1 认识实验

一、实验目的

1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。

二、预习要点

1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。

2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?

3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果? 4、直流电动机调速及改变转向的方法。

三、实验项目

1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量

程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。

2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。

四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 DD03 DJ23 DJ15 D31 D42 D44 D51 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流并励电动机 直流数字电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 数 量 1 台 1 台 1 台 2 件 1 件 1 件 1 件 2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44

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五、实验说明及操作步骤

1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，

讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。

2、用伏安法测电枢的直流电阻

+ 220V电枢电源-SARVM

图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图

（1）按图2-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用D31上的直流安培表。开关S选用D51挂箱上的双刀双掷开关。

（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。

（3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值

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Ra?(Ra1?Ra2?Ra3)表2-1 3 室温 ℃ 序号 U（V） 1 2 3 表中：

I（A） R（ 平均）（Ω） Ra11= Ra1= Ra12= Ra13= Ra21= Ra22= Ra2= Ra23= Ra31= Ra3= Ra32= Ra33= Ra（Ω） Raref（Ω） 111R?(R?R?R)R? a 1 a 11 a13 a 2 ( R a 21 ? R a22? R a 23 ) Ra3?(Ra31?Ra32?Ra33) a12333（4）计算基准工作温度时的电枢电阻

由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：

235??ref Raref?Raa 式中Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。

235?? Ra——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。 θref ——基准工作温度，对于E级绝缘为75 ℃。

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θa——实际冷态时电枢绕组的温度。（℃） 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择

直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择

如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。 （2）电流量程的选择

因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。 （3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。 （4）变阻器的选择

变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。 4、直流他励电动机的起动准备

按图2-2接线。图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN＜0.16A。校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。直流电流表选用D31。Rf1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用D42的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D42上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作为MG的负载电阻。 接

励磁电源好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。

+ 5、他励直流电动机起动步骤

If2A2

IFA4

220V－励磁绕组IfA1Rf1Rf2V2R1SIA3V1220V+电枢电源－图2－2 直流他励电动机接线图

（1）检查按图2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢固。然后，将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关S，并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。

（2）开启控制屏上的钥匙开关，按下其上方的“启动”按钮，接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不变，

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并励绕组再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动。

（3）M起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转 ，若不正确，可拨动转速表上正、反向开关来纠正。调节控制屏上电枢电源“电压调节”旋钮，使电动机电枢端电压为220伏。减小起动电阻 R1阻值，直至短接。

（4）合上校正直流测功机MG的负载开关S，调节R2 阻值，使MG的负载电流IF 改变，即直流电动机M的输出转矩T2 改变（调不同的IF值，查对应于If2=100mA时的校正曲线T2=f(IF)，可得到M不同的输出转矩T2值）。 （5）调节他励电动机的转速

分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。

（6）改变电动机的转向

将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表显示的转向。

六、注意事项

1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小，先接通励磁电源,

使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正常工作。

2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。

3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。

4、若要测量电动机的转矩T2 ，必须将校正直流测功机MG的励磁电流调整到校正值：100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。

七、实验报告

1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1

和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么?

2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？

3、用什么方法可以改变直流电动机的转向？

4、在他励直流电动机启动时，为什么要先加励磁电源后加电枢电源？

5、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢固？起动时电枢回路必须串联起动变阻器？

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§2.2 直流并励电动机

一、实验目的

1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2、掌握直流并励电动机的调速方法。

二、预习要点

1、什么是直流电动机的工作特性和机械特性？

2、直流电动机调速原理是什么？

三、实验项目

1、工作特性和机械特性

保持U=UN和If=IfN不变，测取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。 2、调速特性

（1）改变电枢电压调速

保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f（Ua）。 （2）改变励磁电流调速

保持U=UN，T2=常数，测取n=f（If）。 3、观察能耗制动过程

四、实验方法 1、实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 DD03 DJ23 DJ15 D31 D42 D44 D51 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流并励电动机 直流数字电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 数 量 1台 1台 1台 2件 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并励电动机的工作特性和机械特性

（1）按图2-6接线。校正直流测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rf1选用D44的900Ω阻值，按分压法接线。Rf2 选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

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图2-6 直流并励电动机接线图

（2）将直流并励电动机M的磁场调节电阻Rf1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。

（3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流If2为校正值（100 mA），再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻Rf1，使电动机达到额定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M的励磁电流If即为额定励磁电流IfN。

（4）保持U＝UN，If=IfN，If2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流Ia，转速n和校正电机的负载电流IF（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2）。共取数据9-10组，记录于表2-7中。

表2－7 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA 实 验 数 据 计 算 数 据 Ia（A） n（r/min） IF（A） P2（W） P1（W） η（％） Δn（％） 4、调速特性

（1）电枢绕组串电阻调速

1）直流电动机M运行后，将电阻R1调至零，If2调至校正值，再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN记下此时MG的IF值。

2）保持此时的IF值（即T2值）和If＝IfN不变，逐次增加R1的阻值，降低电枢两端的电压Ua，使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia。 3）共取数据8-9组，记录于表2-8中

表2－8 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA

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T2（N·m）

图3-3 负载实验接线图

（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、S2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） （2）阻感性负载（cosφ2=0.8）

1）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗值调至最大。 2）接通交流电源，升高电源电压至U1=U1N，且保持不变。

3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cosφ2=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2。

4）测取数据时，其I2=0，I2=I2N两点必测，共测取数据6-7组记录于表3-4中。 表3-4 cosφ2=0.8 U1=UN= V 序 号 U2（V） I2（A） 五、注意事项

1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。

六、实验报告

1、计算变比

由空载实验测变压器的原副边电压的数据，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)。

P0 U 0 I0式中：

cos?0? （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

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rm?Zm?P02I0U0I022Zm?rmXm?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,由下式算出实验环境温度为θ(℃)时的短路参数。

U

ZK'?KIKPK2IK'2'2ZK?rKrK'?XK'?ZK'K2

rK'r? K 2

K

XK'X? KK2折算到低压方：

ZK?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。

rK75?C?rK?234.5?75234.5??22ZK75?C?rK75?C?XK 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

uK?uKr?uKX?INZK75?C?100%UNINrK75?C?100%UNINXK?100%UN IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75℃

4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。 要分离一次侧和二次侧电阻，可用万用表测出每侧的直流电阻，设R/1为一次绕组的直流

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电阻折算到二次侧的数值，R2为二次绕组的直流电阻。rk已折算到二次侧应有

rk?r1??r2r1?r2

??R2R1联立方程组求解可得r1及r2。一次侧和二次侧的漏阻抗无法用实验方法分离通常取X/1=X2= 5、变压器的电压变化率?u

（1）绘出cosφ2=1和 cosφ2=0.8两条外特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N 时的电压变化率 Δu。

/

XK 2?u?U20?U2?100%U20 （2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、cosφ2=1和I2=I2N、cosφ2=0.8时的电压变化率

?u?uKrcos?2?uKXsin?2将两种计算结果进行比较,并分析不同性质的负载对变压器输出电压U2的影响。 6、绘出被试变压器的效率特性曲线

(1)用间接法算出cosφ2=0.8不同负载电流时的变压器效率,记录于表3-5中。

?2P0?I2PKN??(1??)?100%?2I2PNcos?2?P0?I2PKN?式中： I2PW)Ncos?2?P2( PKN为变压器IK=IN时的短路损耗(W)； P0为变压器U0=UN 时的空载损耗(W)。 I 2 ? I 2 I 2 N 为副边电流标么值

表3-5 cosφ2=0.8 P0= W PKN= W I*2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 (3)计算被试变压器η=η

P2(W) max时的负载系数βm。

*η (2)由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f(I*2)。

?m?P0PKN 16

§3.2 三相变压器

一、实验目的

1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。 2、通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。

二、预习要点

1、如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。 2、三相芯式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？ 3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。

4、变压器空载和短路实验时应注意哪些问题？一般电源应加在哪一方比较合适？

三、实验项目

1、测定变比 2、空载实验

测取空载特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cosφ0=f(U0L)。 3、短路实验

测取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IKL) ，cosφK=f(IKL)。 4、纯电阻负载实验

保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。

四、实验方法

1、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 2、屏上排列顺序

D33、D32、DJ12、D34－3、D51、D42 3、测定变比

DD01三相调压交流电源UbaxA型 号 D33 D32 D34-3 DJ12 D42 D51 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 智能型功率、功率因数表 三相芯式变压器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 cU1V17 XVyYBW

zZVU2C图3-4 三相变压器变比实验接线图

实验线路如图3-4所示，被测变压器选用DJ12 三相三线圈心式变压器，额定容量PN=152/152/152V·A，UN=220/63.6/55V，IN=0.4/1.38/1.6A， Y/△/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈,低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到输出电压为零的位置。开启控制屏上钥匙开关，按下“启动”按钮，电源接通后，调节外施电压U=0.5UN＝27.5V测取高、低线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表3-6中。 表3-6 高压绕组线电压(V) UAB UBC UCA

计算变比K：K AB?

平均变比：K ? 4、空载实验 DD01三相调压交流电源低压绕组线电压(V) Uab Ubc uca KAB KBC KCA 变比(K) UUUAB KBC?BC KCA?CAUabUbcUca1(KAB?KBC?KCA)3**W1A1axXA

UV1VV2V3A2byYBW*W2*A3czZC图3-5三相变压器空载实验接线图

(1) 将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮逆时针旋转到底使输出电压为零，按下“停止”按钮,在断电的条件下，按图3-5接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。 (2) 按下“启动”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压U0L=1.2UN。 (3) 逐次降低电源电压，在(1.2～0.2)UN范围内， 测取变压器三相线电压、线电流和功率。

(4) 测取数据时，其中U0=UN的点必测,且在其附近多测几组。共取数据8-9组记录于表3-7中。 表3-7 序 号 1 2 3

实 验 数 据 U0L(V) Uab Ubc Uca Ia0 I0L(A) Ib0 18

计 算 数 据 P0(W) U0L (V) I0L (A) P0 (W) cosΦ0 Ic0 P01 P02

4 5 6 7 8 9 5、短路实验

(1) 将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零值。按下“停止”按钮，在断电的条件下，按图3-6接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

(2) 按下“启动”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流IKL=1.1IN。 图3-6 三相变压器短路实验接线图

(3) 逐次降低电源电压，在1.1～0.3IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。

(4) 测取数据时，其中IKL=IN点必测，共取数据5-6组。记录于表3-8中。实验时记下周围环境温度(℃)，作为线圈的实际温度。

表3-8 室温 ℃ 实 验 数 据 序 号 UAB UKL(V) UBC UCA IAK IKL(A) IBK ICK PK(W) PK1 PK2 UKL (V) 计 算 数 据 IKL (A) PK (W) cosΦK 19

aUb x X A 6、纯电阻负载实验

A1VyYBA2WczU1VZVU2CA3SRL 图3-7 三相变压器负载实验接线图

(1) 将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，按下“停止”按钮，按图3-7接线。变压器低压线圈接电源,高压线圈经开关S接负载电阻RL，RL选用D42的1800Ω变阻器共三只，开关S选用D51挂件。将负载电阻RL阻值调至最大，打开开关S。

(2) 按下“启动”按钮接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压U1=UN。 (3) 在保持U1=U1N不变的条件下，合上开关S，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取三相变压器输出线电压和相电流。

(4) 测取数据时，其中I2=0和I2=IN两点必测。共取数据7-8 组记录于表3-9中。

表3-9 U1=U1N= V； cosφ2=1 序号

U2（V） UAB UBC UCA 20

I2（A） U2 IA IB IC I2 五、注意事项

在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

六、实验报告

1、计算变压器的变比

根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。

KAB?UUUAB　　,　KBC?BC　　,　KCA?CAUabUbcUca 2、根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数 (1) 绘出空载特性曲线U0L =f(I0L)，P0=f(U0L)，cosφ0=f(U0L) 表3-7中

(2)计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0L=UN时的I0L和P0值，并由下式求取激磁参数。 式

U0L?Uab?Ubc?Uca3I?I?II0L?abc3P0?P01?P02P03UOLIOLcos?0?rm?Zm?P03I02?U0?I0??U0L3I0L中 Xm?22Zm?rmU0??U0L3P0 ——变压器空载相 , I0??I0L ，

电压，相电流，三相空载功率（注：Y接法，以后计算变压器和电机参数时都要换算成相

电压，相电流）。 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 UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosφK=f(IKL) 式中

UKL?UAB?UBC?UCA3I?IBK?ICKIKL?AK3PK?PK1?PK2PK3UKLIKLcos?K? (2) 计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IKL=IN时的UKL和PK值，并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数

21

'rK?PK23IK?UK?IK??UKL3IKL'ZK?''2'2XK?ZK?rK 式中 U K ? ? KL I K ? ? I KL ? I N , PK——短路时的相电压、相电流、三相短路功, 率。

U3折算到低压方 数

'ZKZK?2K'rKrK?2K'XKXK?2K换算到基准工作温度下的短路参数ｒK75℃和ZK75℃，(换算方法见 3-1内容)计算短路电压百分

uK?uKr?IN?ZK75?CUN??100%INrK75?C?100%UN?INXK?100%UN?uKX?计算IK=IN时的短路损耗

2PKN?3IN?rK75?C 4、根据空载和短路实验测定的参数， 画出被试变压器的“T”型等效电路。

要分离一次侧和二次侧电阻，可用万用表测出每相绕组的的直流电阻，然后取其平均值。设R/1为一次绕组的直流电阻折算到二次侧的数值，R2为二次绕组的直流电阻。rk已折算到二次侧应有

rk?r1??r2r1?r

?2?R2R1联立方程组求解可得r1?及X/1=X2=

r2。一次侧和二次侧的漏阻抗无法用实验方法分离通常取

XK 2 5、变压器的电压变化率

(1) 根据实验数据绘出cosφ2=1时的特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率

?u?U20?U2?100%U20(2) 根据实验求出的参数，算出I2=IN，cosφ2=1时的电压变化率

22

?u??(uKrcos?2?uKXsin?2) 6、绘出被试变压器的效率特性曲线

(1) 用间接法算出在cosφ2=0.8时，不同负载电流时变压器效率，记录于表3-10中。 表3-10 cosφ2=0.8 P0= W PKN= W I2* 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

P2(W) η ?2P0?I2PKN??(1?*)?100%*2I2PNcos?2?P0?I2PKN 式中 I*2PNcosφ2=P2 PN为变压器的额定容量

PKN为变压器IKL=IN时的短路损耗 P0为变压器的U0L=UN时的空载损耗 (2) 计算被测变压器η=η

max时的负载系数βm。

?m?P0PKN 23

§3.3 三相变压器的联接组和不对称短路

一、实验目的

1、掌握用实验方法测定三相变压器的同名端。 2、掌握用实验方法判别变压器的联接组别。 3、研究三相变压器不对称短路。

4、观察三相变压器不同绕组联接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。

二、预习要点

1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。 2、如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/Δ-11改为Y/Δ-5联接组。 3、在不对称短路情况下，哪种联接的三相变压器电压中点偏移较大。 4、三相变压器绕组的连接法和磁路系统对空载电流和电势波形的影响。

三、实验项目

1、测定极性

2、连接并判定以下联接组 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/Δ-11 (4) Y/Δ-5 3、不对称短路 (1) Y/Y0-12单相短路 (2) Y/Y-12两相短路

4、测定Y/Y0连接的变压器的零序阻抗。

5、观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电势波形的影响。

四、实验方法

1、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 2、屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51 3、测定极性

24

型号 D33 D32 DJ11 DJ12 D51 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 三相组式变压器 三相芯式变压器 波形测试及开关板 单踪示波器（另配） 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1台 D34-3 智能型功率、功率因数表 (1) 测定相间极性

被测变压器选用三相芯式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组，额定容量PN=152/152V·A，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。测得阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。 1) 按图3-8接线。A、X接电源的U、V两端子，Y、Z短接。 2) 接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%UN的电压。

3) 用电压表测出电压UBY、UCZ、UBC，若UBC=│UBY-UCZ│，则首末端标记正确；若UBC=│UBY+UCZ│，则标记不对。须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。 4) 用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。

DD01三相调压交流电源

AUXxaVBYybWCZzc3-8 测定相间极性接线图

(2) 测定原、副边极性

DD01三相调压交流电源

AUXxaVBYybWCZzc图3-9 测定原、副边极性接线图

1) 暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z,然后按图3-9接线，原、副边中点用导线相连。

2) 高压三相绕组施加约50%的额定电压，用电压表测量电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，则A相高、低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性。若UAa=UAX+Uax，则A与a 端点为异极性，若UAa都不符合上述关系式，则不是对应的低压绕组。

3) 用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副边的极性。 4) 高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。 4、检验联接组 (1) Y/Y-12

25

ADD01三相调压交流电源XxaEAB

BUbVBYyEabbZXYc(b)CW Ccz图3-10 Y/Y-12联接组 ZA (α)接线图 (ｂ)电势相量图

按图3-10接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-11中。 表3-11 实 验 数 据 UAB (V)

根据Y/Y-12联接组的电势相量图可知：

Uab (V) UBb (V) UCc (V) UBc (V) 计 算 数 据 KL? UABUBb (V) UCc (V) UBc (V) UabUBb?UCc?(KL?1)Uab2UBc?UabKL?KL?1KL?UABUab为线电压之比

若用两式计算出的电压UBb，UCc，UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属Y/Y-12联接组。

(2) Y/Y-6 DD01三相调压交流电源

AU*Xa*xEABBVB*Y*yZXYz*cAa(b)bEabCWCZ(a)c图3-11 Y/Y-6联接组

(α)接线图 (ｂ)电势相量图

将Y/Y-12联接组的副边绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联，如图3-11所示。 按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表 3- 12中。 表3-12

26

实 验 数 据 UAB (V) Uab (V) UBb (V) UCc (V) UBc (V) 计 算 数 据 KL? UABUab UBb (V) UCc (V) UBc (V) 根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得 联接组。

(3)Y/△-11

DD01三相调压交流电源UBb?UCc?(KL?1)Uab2UBc?Uab(KL?KL?1)若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于Y/Y-6

UA*Xa*EABBVWB*Y*EabbZXYC(b)C*(a)Zcc*aA图3-12 Y/Δ-11联接组

(α)接线图 (ｂ)电势相量图

按图 3-12接线。A、a两端点用导线相连，高压侧施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-13中 表3-13 实 验 数 据 UAB (V) Uab (V) UBb (V) UCc (V) UBc (V) 计 算 数 据 KL? UABUab UBb (V) UCc (V) UBc (V) 根据Y/Δ-11联接组的电势相量可得 联接组。 (4) Y/Δ-5

将Y/Δ-11联接组的副边绕组首、末端的标记对调，如图3-13所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，将数据记录于表3-14中。

27

2UBb?UCc?UBc?UabKL?3KL?1 若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/Δ-11

DD01三相调压交流电源UA*Xa*EABBVB*Y*Ac*(a)cEabba(b)CZXYWC*Z图3-13 Y/Δ-5联接组 (α)接线图 (ｂ)电势相量图

表3-14 实 验 数 据 UAB (V) Uab (V) UBb (V) UCc (V) UBc (V) 计 算 数 据 UABKL? UBb (V) UCc (V) UBc (V) Uab根据Y/Δ-5联接组的电势相量图可得

Δ-5联接组。 5、不对称短路 (1) Y/Y0连接单相短路 1)三相芯式变压器

按图3-14接线。被试变压器选用三相芯式变压器。将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，接通电源，逐渐增加外施电压, 直至副边短路电流I2K≈I2N为止，测取副边短路电流I2K和原方电流IA、IB、IC。将数据记录于表3-15中。

图3-14 Y/Y0连接单相短路接线图

2UBb?UCc?UBc?UabKL?3KL?1 若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于Y/

I2KADD01三相调压交流电源UAAXxaVABYybWCU1VZzVU2c 表3-15 I2K(A)

IA(A) IB(A) IC(A) 28

Ua(V) Ub(V) Uc(V)

UA(V) UB(V) UC(V) UAB(V) UBC(V) UCA(V) 2) 三相组式变压器

被测变压器改为三相组式变压器，接通电源，逐渐施加外加电压直至UAB=UBC=UCA=220V，测取副边短路电流和原方电流IA、IB、IC。将数据记录于表3-16中。

表3-16 I2K(A) UA(V) IA(A) UB(V) IB(A) UC(V) IC(A) UAB(V) Ua(V) UBC(V) Ub(V) UCA(V) Uc(V) (2) Y/Y联接两相短路 1) 三相芯式变压器

按图3-15接线。将交流电源电压调至零位置。接通电源，逐渐增加外施 电压，直至I2K≈I2N为止，测取变压器副边电流I2K和原方电流IA、IB、IC将数 据记录于表3-17中。

DD01三相调压交流电源

表3-17 I2K(A) UA(V) UAAXxaAI2KVABYyWCZzc图3-15 Y/Y连接两相短路接线图

IA(A) UB(V) IB(A) UC(V) IC(A) UAB(V) Ua(V) UBC(V) Ub(V) UCA(V) Uc(V) 2) 三相组式变压器

被测变压器改为三相组式变压器，重复上述实验，测取数据记录于表3-18中。 表3-18 I2K(A) UA(V) IA(A) UB(V) IB(A) UC(V) IC(A) UAB(V) Ua(V) UBC(V) Ub(V) UCA(V) Uc(V) 6、测定变压器的零序阻抗 (1) 三相芯式变压器

按图3-16接线。三相芯式变压器的高压绕组开路，三相低压绕组首末端串联后接到电源。将控制屏左侧的调压旋钮逆时针方向旋转到底使三相交流电源的输出电压为零，接通

29

交流电源，逐渐增加外施电压，在输入电流I0=0.25IN和I0=0.5IN的两种情况下，测取变压器的I0、U0和P0，将数据记录于表3-19中。

DD01三相调压交流电源 U**WaxVVbyWcz图3-16 测零序阻抗接线图 表3-19 I0L(A) 0.25IN= 0.5IN= (2) 三相组式变压器

由于三相组式变压器的磁路彼此独立，因此可用三相组式变压器中任何一台单相变压器做空载实验，求取的激磁阻抗即为三相组式变压器的零序阻抗。若前面单相变压器空载实验已做过，该实验可略。

7、分别观察三相心式和组式变压器不同连接方法时空载电流和电势的波形。 （1）三相组式变压器

图3-17 观察Y/Y和Y0/Y连接三相变压器空载电流和电势波形的接线图

cbaSYel1eΦ2NCBAi0i3I01ΦeΦe1i02DD01三相调压交流电源 D51Y1U0L(V) P0L(W) 1) Y/Y连接

按图3-17接线。三相组式变压器作Y/Y连接，把开关S打开(不接中线)。

30

接通电源后,调节输入电压使变压器在0.5UN和UN两种情况下通过示波器观察空载电流i0，副边相电势eφ和线电势el的波形（注：Y接法UN=380V）。

在变压器输入电压为额定值时，用电压表测取原方线电压UAB和相电压UAX，将数据记录于表3-20中。（注：做试验之前，打开控制屏背面右侧后盖将保护开关拨至关断位置，以防误操作。做完试验后再合上保护开关。）

表3-20

实 验 数 据 UAB（V） 2) Y0/Y连接

接线与Y/Y连接相同，合上开关S，即为Y0/Y接法。重复前面实验步骤，观察i0，eφ，el波形，并在U1=UN时测取UAB和UAX将数据记录于表3-21中。 表3-21 实 验 数 据 UAB（V） 3) Y/Δ连接

按图3-18接线。开关S合向左边，使副边绕组不构成封闭三角形。 接通电源，调节变压器输入电压至额定值，通过示波器观察原方空载电流i0。相电压Uφ，副边开路电势Uaz的波形，并用电压表测取原方线电压UAB、相电压UAX以及副边开路电压Uaz将数据记录于表3-22中。

向右合上开关S，使副边为三角形接法，重复前面实验步骤，观察i0、Uφ以及副边三角形回路中谐波电流的波形，并在U1=U1N时，测取UAB、UAX以及副边三角形回路中谐波电流，将数据记录于表3-23中。

(2)、选用三相芯式变压器，重复前面1) 、2) 、3)波形实验，将不同铁心结构所得的结果作分析比较。（注：三相芯式变压器高压绕组为Y接法时UN=220V）

cbaZzYyXxAi31el1Si32el2CBAi0i3i01ΦeΦe1i02DD01三相调压交流电源 D51Y1计 算 数 据 UAB/UAX UAX（V） 计 算 数 据 UAB/UAX UAX（V） 31 图3-18 观察Y/Δ连接三相变压器空载电流三次谐波电流和电势波形的接线图

表3-22 实 验 数 据 UAB(V) 表3-23 实 验 数 据 UAB(V) UAX（V) I谐波(A) 计 算 数 据 UAB/UAX UAX(V) Uaz(V) 计 算 数 据 UAB/UAX 五、实验报告

1、计算出不同联接组的UBb、UCc、UBc的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。

2、计算零序阻抗

Y/Y0三相芯式变压器的零序参数由下式求得：

Z0?r0?U0?I0??U0L3I0LP03I02?X0?Z02?r02 式中： U 0 ? ? 0 L , I 0? ? I 0 L , P0——变压器空载相电压，相电流，三相空载功率

U3分别计算I0=0.25IN和I0=0.5IN时的Z0、r0、X0，取其平均值作为变压器的零序阻抗，电阻和电抗，并按下式算出标么值：

*X0?*Z0?IN?Z0UN?IN?r0UN?IN?X0UN?r?*0式中IN?和UN?为变压器低压绕组的额定相电流和额定相电压。 3、计算短路情况下的原方电流 (1) Y/Y0单相短路

? 副边电流 Ia?I2K,Ib?Ic?0

... 原方电流设略去激磁电流不计，则： IA??2I2K3K

..

式中K为变压器的变比。

IB?IC?..I2K3K. 32

将IA、IB、IC计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Y0三相组式变压器带单相负载的能力以及中点移动的原因。 (2) Y/Y两相短路

.... 副边电流 Ia??Ib?I2K,IC?0

...?I2K. 原方电流IA??IB?,IC?0

K... 把实测值与用公式计算出的数值进行比较，并做简要分析。

4、分析不同连接法和不同铁心结构对三相变压器空载电流和电势波形的影响。

5、由实验数据算出Y/Y和Y/Δ接法时的原方UAB/UAX比值, 分析产生差别的原因。 6、根据实验观察，说明三相组式变压器不宜采用Y/Y0和Y/Y 连接方法的原因。

六、附录

变压器联接组校核公式（设Uab?1，UAB?KL?Uab?KL） 组别 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

UBb=UCc UBc 2KL?KL?1 2KL?1 UBc/UBb >1 >1 >1 >1 >1 =1 <1 <1 <1 <1 <1 =1 KL?1 2KL?3KL?1 2KL?KL?1 2KL?1 2KL?KL?1 2KL?KL?1 2KL?3KL?1 KL?1 2KL?3KL?1 2KL?KL?1 2KL?1 2KL?KL?1 2KL?3KL?1 KL?1 2KL?3KL?1 2KL?KL?1 2KL?1 2KL?3KL?1 2KL?KL?1 KL?1 2KL?3KL?1 2KL?3KL?1 33

§3.4 三相三绕组变压器 *

一、实验目的

1、掌握三相三绕组变压器参数测定的方法。 2、了解三绕组变压器带负载后输出电压的变化情况。

二、预习要点

1、三绕组变压器的等效电路及参数测定方法。

2、引起三绕组变压器输出电压变化的因素及电压变化率的计算方法。

3、根据被试变压器的铭牌数据，自行设计实验接线图和记录表格, 并选择仪表。

三、实验项目

1、 空载实验和变比测定 2、短路实验 3、负载实验

四、实验方法

1、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 2、屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ12、D42、D43 3、空载实验

(1) 低压绕组作为一次绕组接电源，其他两绕组开路。 (2) 实验方法与三相双绕组变压器相同。

(3) 为了测定变比，在实验中需同时测取高压，中压和低压绕组的空载电压。 4、短路实验

按照下面方法分别进行三次短路实验：

(1) 高压绕组施加电压，中压绕组短路，低压绕组开路。 (2) 低压绕组施加电压，高压绕组短路，中压绕组开路。 (3) 低压绕组施加电压，中压绕组短路，高压绕组开路。

5、负载实验

低压绕组接电源，高压绕组接阻感性负载(cosφ2=0.8)，中压绕组接纯电阻负载(cosφ2=1)。在保持低压绕组额定电压的情况下，将高、中压绕组的电流分别加到50%额定电流为止，

34

型 号 D33 D32 D34-3 DJ12 D42 D43 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 智能型功率、功率因数表 三相芯式变压器 三相可调电阻器 三相可调电抗器 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 测取中、低压绕组输出的电压，电流和功率因数，将数据记录于表格中。

五、实验报告

1、绘出空载特性曲线 计算三相三绕组变压器的变比

K12?U1U2K13?U1U3K23?U2U3式中U1、U2、U3分别为高、中、低三个绕组的三相平均相电压。 2、由短路实验计算参数，并画出等效电路图。 根据短路实验(1)算出ZK12、rk12和XK12。 根据短路实验(2)算出ZK31、rk31和XK31。 根据短路实验(3)算出ZK32、rk32和XK32。 将ZK12折算到低压方：

中压绕组的参数 Z'?1(Z2K32?ZK12'?ZK31)21r2'?(rK32?rK12'?rK31)21X2'?(XK32?XK12'?XK31)2高压绕组的参数

1(ZK31?ZK12'?ZK32)21r1'?(rK31?rK12'?rK32)21X1'?(XK31?XK12'?XK32)2Z1'?ZK12'?ZK12?rK12'?jXK12'2K13 低压绕组的参数 Z3?1(ZK31?ZK32?ZK12')21r3?(rK31?rK32?rK12')21X3?(XK31?XK32?XK12')2最后，再将短路电阻和电抗换算到基准工作温度时的值。 3、根据下式计算出三绕组变压器的电压变化率。

高压绕组 式中

Isinr??ur2cos?2?uX2sin?2?u31?uKr31cos?1?uKXu?311K311?100%Kr31'U3N?uKX31ur2uX2I1'XK31??100%U3N?'I2r3??100%U3N?'I2X3??100%U3N?35 'I2rK32??100%U3N?uKr32以上各式所有电阻均为基准工作温度时的阻值。U3φ为低压绕组额定相电压，I1'、I2'分别为折算到低压方的高压和中压方的负载电流。

将电压变化率的计算值与实测值进行比较并作简要的分析。

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§3.5变压器的并联运行

一、实验目的

1、学习变压器投入并联运行的方法。

2、研究并联运行时阻抗电压对负载分配的影响。

二、预习要点

1、单相变压器并联运行的条件。

2、如何验证两台变压器具有相同的极性。若极性不同，并联会产生什么后果。 3、阻抗电压对负载分配的影响。

三、实验项目

1、将两台单相变压器投入并联运行。

2、阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。 3、阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。

四、实验线路和操作步骤

1、实验设备

序号 1 2 3 4 5 2、屏上排列顺序

D33、DJ11、D32、D51、D41

3、两台单相变压器空载投入并联运行步骤。

实验线路如图3-19所示。图中单相变压器1、2选用三相组式变压器DJ11中任意两组，变压器的高压绕组并联接电源，低压绕组经开关S1并联后，再由开关S3接负载电阻RL。由于负载电流较大，RL可采用串并联接法(选用D41的90Ω与90Ω并联再与180Ω串联，共225Ω阻值)的变阻器。为了人为地改变变压器2的阻抗电压，在其副边串入电阻R(选用D41的90Ω与90Ω并联共45Ω)。

VVU1X2A1x2aAI2WS31A1aAI1AI型 号 D33 D32 DJ11 D41 D51 名 称 数/模交流电压表 数/模交流电流表 三相组式变压器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 RL2X2xRS2 37

图3-19 单相变压器并联运行接线图

(1) 检查变压器的变比和极性。 1) 将开关S1、S3打开，合上开关S2。

2) 按下启动按钮，调节控制屏左侧调压旋钮使变压器输入电压至额定值,测出两台变压器副边电压U1a1x和U2a2x若U1a1x=U2a2x，则两台变压器的变比相等，即K1=K2。

3) 测出两台变压器副边1a与2a端点之间的电压U1a2a，若U1a2a=U1a1x-U2a2x，则首端1a与2a为同极性端，反之为异极性端。 (2) 投入并联

检查两台变压器的变比相等和极性相同后，合上开关S1，即投入并联。若K1与K2不是严格相等，将会产生环流。

4、阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。 (1) 投入并联后，合上负载开关S3。

(2) 在保持原方额定电压不变的情况下，逐次增加负载电流(即减小负载RL的阻值。先调节90Ω与90Ω串联电阻，当减小至零时用导线短接，然后再调节并联电阻部分)，直至其中一台变压器的输出电流达到额定电流为止。

(3) 测取I、I1、I2，共取数据4～5组记录于表3-24中。 表3-24 I1(A) I2(A) I(A) 5、阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。

打开短路开关S2，变压器2的副边串入电阻R，R数值可根据需要调节（一般取5-10Ω之间），重复前面实验测出I、I1、I2，共取数据5～6组记录于表3-25中。 表 3-25 I1(A) I2(A) I(A) 五、实验报告

1、根据实验4的数据，画出负载分配曲线I1=f(I)及I2=f(I)。 2、根据实验5的数据，画出负载分配曲线I1=f(I)及I2=f(I)。 3、分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。

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