电机试验报告（20082012）
实验一 单相变压器
一、实验目的
1、通过空载（也称开路实验、也称负载实验）和短路实验测定变压器的变化和参数。
2、通过不同性质的负载实验测取变压器的运行特性。
二、预习要点
1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？
2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实验设备及仪表
1）单相变压器 1台 2）三项调压器 1台 3）交流电压表 2块 4）交流电流表 2块 5）低功率因数功率表 1块 6）高功率因数功率表 1块 7）负载灯箱 1台 8）功率因数表 1块 9）单相可调电抗器 1台 或电机及电气技术实验装置 1台
四、实验内容
1、空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0)。 2、短路实验：测取短路特性Uk=f(Ik)，Pk=f(Ik)。 3、负载实验
（1）纯电阻负载：保持U1=U1N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载：保持U1=U1N，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。
五、实验说明
1）中小型电力变压器的空载电流约为I0=(3～10)%IN，短路电压约为Uk=（5～10）%UN，以此选择电流表和功率表的量程。
2）空载实验应选择低功率因数功率表测量功率，短路实验选择高功率因数功率表测量功率，以减小测量误差。实验时应辨明调压变压器的输入和输出端，以免错接而损坏实验设备。
3）空载和短路实验时，若电源电压加在变压器一次侧，由所测数据计算的参数不必归算到一次侧。若电源电压加在变压器二次侧，由所测数据计算的参数应归算到一次侧。
4）空载实验时，应注意读取额定电压UN时的相关数据。短路实验时，应注意读取额定电流IN时的相关数据。
5）变压器的铁耗与电源电压的频率及波形有关，实验要求电源电压的频率等于或接近被测试变压器的额定频率（允许偏差不超过±1%），其波形应属实际正弦波。
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6）变压器短路实验时操作应尽快进行，以免线圈发热而引起电阻阻值的变化。
7）变压器负载实验时，所加负载不应超过变压器的额定容量。
六、实验线路及操作步骤
1、空载实验
实验线路如图1-1所示。被试变压器选用单相变压器，其额定容量PN=1kw，U1N/U2N=380/220v，I1N/I2N=2.6A/4.5A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。低压边交流电压表选用250V挡，交流电流表选用0.5A挡，功率表选用量程选择300V、2.5A、cosφ=0.2挡。接通电源前，选好所有电表量程，将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下面板上“通”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1.2U2N，然后，逐渐降低电源电压，在1.2～0.2U2N的范围内，测取变压器的U0、I0、P0，计算功率因数，为了计算变压器的变化，共取6～7组数据，记录于表2-1中，其中U=U2N的点必侧，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变比，在U2N附近测取三组原方电压和副方电压的数据，记录于表1-1中。 **WAAa三相调压器ABCxXVV图1-1 单相变压器空载实验接线图 表1-1 实 验 数 据 计算数据 序号 U0（V） I0（A） P0（W） UAX（V） cosφ0 1 238 0.5 19.5 410 0.1639 2 220 3.35 15.8 380 0.0214 3 188 1.6 11 324 0.0366 4 162 1.05 8.2 280 0.0482 5 138 0.75 6 238 0.0570 6 92 0.45 3 160 0.0725 7 62 0.25 1.2 106 0.0774 2、短路实验 变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路，实验线路如图1-2所示。 * A*WaA三相调压器ABCXxV图1-2 单相变压器短路实验接线图 2 电机试验报告（20082012）
电压表选择15V档，电流表选择5A档，功率仍选择150V、5A、cosφ=0.2挡。接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源。逐次增加输入电压，直至短路电流等于1.1I1N为止。在0.3～1.1I1N（0～3A）范围内测取变压器的UK、IK、PK共取4-5组数据记录于表1-2中，其中IK=I1N的点必测。并记下实验时周围环境温度θ（℃）。 注意：调高电压时，切记应在观察电流表同时缓慢升高。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。 表1-2 实 验 数 据 计算数据 序 号 UK（V） IK（A） PK（W） cosφK 1 4.4 1 4 0.9091 2 5.4 1.25 6.2 0.9185 3 7.1 1.65 11 0.9390 4 9.3 2.15 19 0.9502 5 11.1 2.6 27.5 0.9529 6 12.9 3 36 0.9302 3、负载实验 *A1相调压器ABCV1*AaWA2S1VRL灯箱负载S2XLXx 图1-3 负载实验接线图 实验线路如图1-3所示。变压器高压线圈接电源，低压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。 （1）纯电阻负载 接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大（不开灯泡），然后合上S1，按下接通电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=U1N=380V，在保持U1=U1N的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值（开灯泡），从空载到额定负载的范围内（0～5A），测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取5-6组数据，记录于表1-3中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。
表1-3 cosφ2=1，U1=UN= 380 V 序 号 U2（V） I2（A） 1 220 0 2 218 1.325 3 216 2.2 4 215 3.09 5 214 3.95 6 213 4.81 3
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七、实验报告
1、计算变化
由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，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 =380/220=1.727
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）。其中cosφ0=P0/U0I0。
（2）计算激磁参数
空载特性曲线：U0=f（I0）
2502001501005001234电流I/A567电压U/V空载特性曲线：P0=f（U0）
30020010000510电压U/V152025
P/W空载特性曲线：cosφ0=f（U0）
0.20.150.10.050050100150200250
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
P?m?0=1.41 2I0U0Zm?=65.67
I022Xm?Zm??m=65.65
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=（IK），cosφ0=f（IK）。 短路特性曲线：UK=f（IK）
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1412108642000.511.5I22.533.5U
短路特性曲线：PK=（IK）
40302010000.511.5I22.533.5P短路特性曲线：cosφ0=f（IK）
0.960.950.940.930.920.910.900.511.5I22.533.5
（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，由下式计算出实验环境温度为θ（℃）下的短路参数。
UK'?ZKIK=4.27 P??K?K=4.07 2IK??XK?2??K?2=1.29 ZK
然后，折算到试低压方：
?ZKZK?2=1.43
K?K?XK???KK2=1.36
?XK=0.43 2K5
由于短路电阻rK随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算