1.5 技能训练

1.5.1 单相变压器运行特性

1.目的

1）通过空载和短路试验测定变压器的变比和参数。

2）通过负载试验测量并获取变压器的运行特性。

2.设备

训练用设备见表1-2。

3.内容

（1）空载试验

1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-23接线。被测变压器选用三相变压器组DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量P_N=77W，U_1N/U_2N =220V/55V，I_1N/I_2N =0.35A/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。

2）选好所有电表量程。将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，将其调到输出电压为零的位置。

3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U₀=1.2U_N，然后逐次降低电源电压，使之在1.2～0.2U_N的范围内，测量并获取变压器的U₀、I₀、P₀。

4）测量并获取数据时，对U=U_N点必须测量，并在该点附近取点测量，共测量并获取数据7～8组并记录于表1-3中。

5）为了计算变压器的变比，在U_N以下测量并获取一次电压的同时测出二次电压数据，并将其记录于表1-3中。

（2）短路试验

1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图1-24接线（以后每次改接线路时都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。

3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1I_N为止，在（0.2～1.1）I_N范围内测量并获取变压器的U_K、I_K、P_K。

4）测量并获取数据时，对I_K=I_N点必须测量，共测量并获取数据6～7组并记录于表1-4中。试验时记下周围环境温度（℃）。

（3）负载试验

试验线路如图1-25所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S₁和S₂，接到负载电阻R_L和电抗X_L上。R_L选用D42型900Ω加900Ω共1800Ω的阻值，X_L选用D43，功率因数表选用D34-3，开关S₁和S₂选用D51挂箱。

1）纯电阻负载。

① 将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置，打开S₁、S₂，将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=U_N。

③ 保持U₁=U_N，合上S₁，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻R_L的值，从空载到额定负载的范围内，测量并获取变压器的输出电压U₂和电流I₂。

④ 测量并获取数据时，对I₂=0A和I₂=I_2N=0.35A两点必测，共取数据6～7组并记录于表1-5中。

2）阻感性负载（cosϕ₂=0.8）。

① 用电抗器X_L和R_L并联作为变压器的负载，打开S₁、S₂，将电阻及电抗值调至最大。

② 接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U₁=U_N。

③ 合上S₁、S₂，在保持U₁=U_N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，测量并获取变压器的输出电压U₂和电流I₂。

④ 测量并获取数据时，对I₂=0，I₂=I_2N两点必测，共测量并获取数据6～7组并记录于表1-6中。

4.注意事项

1）在变压器试验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。

2）短路试验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。

1.5.2 三相变压器的联结组别

1.目的

1）掌握用试验方法测定三相变压器的极性。

2）掌握用试验方法判别变压器的联结组。

2.设备

训练用设备见表1-7。

3.内容

（1）测定极性

1）测定相间极性。

被测变压器选用三相心式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组，额定容量P_N=152W/152W，U_N=220V/55V，I_N=0.4A/1.6A，Y/Y接法。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1-26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%的额定电压。

③ 用电压表测出电压U_BY、U_CZ、U_BC，若U_BC=|U_BY-U_CZ|，则首、末端标记正确；若U_BC=|U_BY+U_CZ|，则标记不对，这时须将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，可以定出每相首、末端正确的标记。

2）测定一、二次侧极性。

① 暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z，然后按图1-27接线，一、二次侧中点用导线相连。

② 对高压三相绕组施加约50%的额定电压，用电压表测量电压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，则A相高、低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性。若U_Aa=U_AX+U_ax，则A与a端点为异极性。

③ 用同样的方法判别出B、b、C、c两相一、二次侧的极性。

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结组。

（2）检验联结组

1）Y/Y-12。

检验联结组Y/Y-12的接线如图1-28所示。A、a两端点用导线联结，对高压三相绕组施加三相对称的额定电压，测出U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，将数据记录于表1-8中。

根据Y/Y-12联结组的电势相量图（图1-28b）可知：

U_Bb=U_Cc=（K_L-1）U_ab

若用两式计算出的电压U_Bb、U_Cc、U_Bc的数值与试验测量并获取的数值相同，则表示绕组连接正确，属Y/Y-12联结组。

2）Y/Y-6。

将Y/Y-12联结组的二次绕组首、末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图1-29所示。

按Y/Y-12联结组检验部分的方法测出电压U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，将数据记录于表1-9中。

根据Y/Y-6联结组的电势相量图（图1-29b）可得

U_Bb=U_Cc=（K_L+1）U_ab

若由上两式计算出电压U_Bb、U_Cc、U_Bc的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于Y/Y-6联结组。

3）Y/D-11。

检验联结组Y/D-11的接线如图1-30所示。A、a两端点用导线相连，对高压三相绕组施加对称额定电压，测量并获取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，将数据记录于表1-10中。

根据Y/D-11联结组的电势相量可得

若由上式计算出电压U_Bb、U_Cc、U_Bc的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/△-11联结组。

4）Y/D-5。

将Y/D-11联结组的二次绕组首、末端的标记对调，如图1-31所示。试验方法同Y/Y-12联结组检验部分，测量并获取U_AB、U_ab、U_Bb、U_Cc及U_Bc，将数据记录于表1-11中。

根据Y/D-5联结组的电势相量图（图1-31b）可得

若由上式计算出电压U_Bb、U_Cc、U_Bc的数值与实测相同，则绕组联结正确，属于Y/△-5联结组。