三相變壓器運行效率的實驗研究

薛文奎

(常州機電職業(yè)技術學院,江蘇 常州213164)

0 引言

測量變壓器的基本參數是做變壓器負載實驗的前提,而變壓器的鐵損和銅損又是衡量變壓器性能的重要指標。本文提出多種方法對其進行測定,有利于實驗結果的分析研究,對學術研究具有指導意義。通過對變壓器基本參數的測定,更深刻的了解到了三相變壓器的原理和基本結構。為做變壓器負載實驗,研究變壓效率和節(jié)能提供了可靠數據。

1 變壓器基本參數測定

1.1 變壓器鐵損的測量

變壓器的鐵損PFe包括鐵芯的磁滯損耗(PCZ)和渦流損耗(PWL)。因為變壓器的主磁通和頻率不變,鐵損也不變,即為變壓器的空載損耗。圖1為變壓器基本參數測定原理圖。

圖1 變壓器基本參數測定原理圖

按圖1接好電路,閉合S1,S2,斷開K2,K3,K4,K5,K6,K7,閉合K1,調節(jié)調壓器使V1表讀數為U1N＝220V,斷開K1,閉合K4,K5,此時兩瓦特表的讀數之和即為鐵損。實驗測定選用的示教三相變壓器的鐵損為：PFe1＝4W。然后使電壓U＝1.2UN逐漸減小電壓U,讀取電流I(電流表A)、電壓U(電壓表V),功率P(功率表W)至電壓U＝0V為止,共測5～7點記錄在表1中。

表1 空載試驗數據

1.2 變壓器銅損的測量

銅損是指電流流過原副繞組時所消耗的功率,與電流的大小成正比。按圖1所示接好電路,先測A相,閉合K6,監(jiān)視電流表A1示數,調節(jié)調壓器使電壓從零逐漸升高,直到電流達到高壓側額定電流I1N＝0.125A,然后緩慢調節(jié)調壓器輸出電壓,使短路電流在(1.1～0.5)I1N的范圍內,測量三相輸入電流、三相功率、三相電壓,共記錄5～7組數據,填入表2中。測得當原邊電流達到額定電流時,測得A相銅損為：PCuA＝7.4W。同理測得PCuB＝8.0W,PCuC＝7.6W。

表2 短路實驗數據

2 變壓器運行效率計算分析

2.1 變壓器效率計算

式中：PKN為變壓器IK＝I1N時的短路損耗(W);P0為變壓器U0＝U2n時的空載損耗(W)。

當U1＝U1N時,變壓器效率和負載系數之間的關系,稱為變壓器的效率特性。當cosφ2＝0.8時,測得被試三相變壓器的效率特性如圖2所示。

2.2 計算最大效率

圖2 變壓器效率與負載系數的關系曲線

3 結論

變壓器的運行效率特征取決于變壓器的空載和負載損耗比和總耗?？蛰d和負載損耗比反映了變壓器高效運行時負載變化范圍的大小,總損耗反映了變壓器高效運行時效率水平的高低。

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