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三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱(chēng)短路實(shí)驗(yàn)

一、三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱(chēng)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(cè)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(duì)稱(chēng)短路。
    4、觀(guān)察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對(duì)空載電流和電勢(shì)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(guó)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(duì)稱(chēng)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(duì)空載電流和電勢(shì)波形的影響。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、測(cè)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(duì)稱(chēng)短路
    (1) Y/Y0-12單相短路
    (2) Y/Y-12兩相短路
    4、測(cè)定Y/Y0連接的變壓器的零序阻抗。
    5、觀(guān)察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對(duì)空載電流和電勢(shì)波形的影響。
四、實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號(hào) 型號(hào) 名                稱(chēng) 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(cè)試，開(kāi)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(cè)定極性
    (1) 測(cè)定相間極性
  被測(cè)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PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。測(cè)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(xiàn)。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%UN的電壓。
    3) 用電壓表測(cè)出電壓UBY、UCZ、UBC，若UBC=│UBY-UCZ│，則首末端標(biāo)記正確；若UBC=│UBY+UCZ│，則標(biāo)記不對(duì)。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標(biāo)記對(duì)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(cè)定相間極性接線(xiàn)圖
    (2) 測(cè)定原、副方極性

                  圖3-9 測(cè)定原、副方極性接線(xiàn)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(xiàn)，原、副方中點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)相連。
    2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測(cè)量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，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UAa=UAX+Uax，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(xiàn)圖              (ｂ)電勢(shì)相量圖
    按圖3-10接線(xiàn)。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)接，在高壓方施加三相對(duì)稱(chēng)的額定電壓，測(cè)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)
UAB
(V)		 Uab
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)
                 
根據(jù)Y/Y-12聯(lián)接組的電勢(shì)相量圖可知：
 
                         為線(xiàn)電壓之比
    若用兩式計(jì)算出的電壓UBb，UCc，UBc的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)測(cè)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(xiàn)圖                 (ｂ)電勢(shì)相量圖
    將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對(duì)調(diào),A、a兩點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)相聯(lián)，如圖3-11所示。
    按前面方法測(cè)出電壓UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，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)
UAB
(V)		 Uab
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)
                 
根據(jù)Y/Y-6聯(lián)接組的電勢(shì)相量圖可得
  若由上兩式計(jì)算出電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測(cè)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(xiàn)。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)相連，高壓方施加對(duì)稱(chēng)額定電壓，測(cè)取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，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(xiàn)圖             (ｂ)電勢(shì)相量圖
表3-13
   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 數(shù) 據(jù)
UAB
(V)		 Uab
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)
                 
根據(jù)Y/Δ-11聯(lián)接組的電勢(shì)相量可得
 
    若由上式計(jì)算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測(cè)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(duì)調(diào)，如圖3-13所示。實(shí)驗(yàn)方法同前，測(cè)取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，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(xiàn)圖                    (ｂ)電勢(shì)相量圖
表3-14
   實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 數(shù) 據(jù)
UAB
(V)		 Uab
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)		 UBb
(V)		 UCc
(V)		 UBc
(V)
                 
根據(jù)Y/Δ-5聯(lián)接組的電勢(shì)相量圖可得

    若由上式計(jì)算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測(cè)相同，則繞組聯(lián)接正確，屬于Y/Δ-5聯(lián)接組。
  5、不對(duì)稱(chēng)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(xiàn)。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I2K≈I2N為止，測(cè)取副方短路電流I2K和原方電流IA、IB、IC。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(xiàn)圖
表3-15
I2K(A) IA(A) IB(A) IC(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V)
             
UA(V) UB(V) UC(V) UAB(V) UBC(V) UCA(V)  
             
    <2> 三相組式變壓器
    被測(cè)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UAB=UBC=UCA=220V，測(cè)取副方短路電流和原方電流IA、IB、IC。將數(shù)據(jù)記錄于表3-16中。
表3-16
I2K(A) IA(A) IB(A) IC(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V)
             
UA(V) UB(V) UC(V) UAB(V) UBC(V) UCA(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(xiàn)。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I2K≈I2N為止，測(cè)取變壓器副方電流I2K和原方電流IA、IB、IC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(xiàn)圖
表3-17
I2K(A) IA(A) IB(A) IC(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V)
             
UA(V) UB(V) UC(V) UAB(V) UBC(V) UCA(V)  
             
<2> 三相組式變壓器
    被測(cè)變壓器改為三相組式變壓器，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)取數(shù)據(jù)記錄于表3-18中。
        表3-18
I2K(A) IA(A) IB(A) IC(A) Ua(V) Ub(V) Uc(V)
             
UA(V) UB(V) UC(V) UAB(V) UBC(V) UCA(V)  
             
6、測(cè)定變壓器的零序阻抗
    (1) 三相心式變壓器
    按圖3-16接線(xiàn)。三相心式變壓器的高壓繞組開(kāi)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=0.25IN和I0=0.5IN的兩種情況下，測(cè)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(cè)零序阻抗接線(xiàn)圖
            表3-19
I0L(A) U0L(V) P0L(W)
0.25IN=    
0.5IN=    
(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(guò)，該實(shí)驗(yàn)可略。

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