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三相变压器的联接组和不对称短路
发布时间：2017-06-15 点击次数：次
一．实验目的
1．掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2．掌握用实验方法判别变压器的联接组。
3．研究三相变压器不对称短路。
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/D-11 改为Y/D-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？
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
四．实验设备及仪器
1．交流电压表、电流表、功率、功率因数表（NMCL-001）
2．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）
3．三相变压器
五．实验方法
1．测定原、副方极性
a．暂时标出三相低压绕组的标记2U1、2V1、2W1、2U2、2V2、2W2，然后按照图2-9接线。原、副方中点用导线相连。
b．高压三相绕组施加约50%的额定电压，测出电压U1U1.1U2、U1V1.1V2、U1W1.1W2、U2U1.2U2、U2V1.2V2、U2W1.2W2、U1U1.2U1、U1V1.2V1、U2W1.2W1，若U1U1.2U1=U1U1.1U2-U2U1.2U2，则U相高、低压绕组同柱，并且首端1U1与2U1点为同极性；U1U1.2U1=U1U1.1U2 +U2U1.2U2，则1U1与2U1端点为异极性。
c．用同样的方法判别出1V1、1W1两相原、副方的极性。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。
2．检验联接组
（1）Y／Y-12
按照图2-10接线。1U1、2U1两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数字记录于表2-11中。
表2-11
根据Y／Y-12联接组的电动势相量图可知：
若用两式计算出的电压U1V1.2V1，U1W1.2W1，U1V1.2W1的数值与实验测取的数值相同，则表示线图连接正常，属Y／Y-12联接组。
（2）Y／Y-6
将Y／Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调，1U1、2U1两点用导线相联，如图2-11所示。
按前面方法测出电压U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数据记录于表2-12中。
根据Y／Y-6联接组的电动势相量图可得
若由上两式计算出电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1的数值与实测相同，则线圈连接正确，属于Y／Y-6联接组。
表2-12
（3）Y／Δ-11
按图2-12接线。1U1、2U1两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数据记录于表2-13中
表2-13
根据Y／Δ-11联接组的电动势相量可得
若由上式计算出的电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1 的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属Y／Δ-11联接组。
（4）Y／Δ-5
将Y／Δ-11联接组的副方线圈首、末端的标记对调，如图2-13 所示。实验方法同前，测取U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、 U1W1.2W1、U1V1.2W1，将数据记录于表2-14中。
表2-14
根据Y／Δ-5联接组的电动势相量图可得
若由上式计算出的电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1 的数值与实测值相同，则线圈联接正确，属于Y／Δ-5联接组。
3．不对称短路
（1）Y／Y0连接单相短路
实验线路如图2-14所示。被试变压器选用三相芯式变压器。接通电源前，先将交流电压调到输出电压为零的位置，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至副方短路电流I2K≈I2N为止，测取副方短路电流和相电压I2K、U3U1、U2V1、U2W1原方电流和电压I1U1、I1V1、I1W1、U1U1、U1V1、U1W1、U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1，将数据记录于表2-15中。
表2-15
（2）Y／Y联接两相短路
实验线路如图2-15所示。接通三相变压器电源前，先将电压调至零，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至I2K≈I2N为止，测取变压器原、副方电流和相电压I2K、U2U1、 U2V1、U2W1、I1U1、I1V1、I1W1、U1U1、U1V1、U1W1，将数据记录于表2-16中。
表2-16
六．实验报告
1．计算出不同联接组时的U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。
2．计算短路情况下的原方电流
（1）Y／Y0单相短路
副方电流
原方电流，设略去激磁电流不计，则
式中K为变压器的变比。
将I1U1、I1V1、I1W1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 三相芯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
副方电流
原方电流
将I1U1、I1V1、I1W1计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y／Δ带单相负载是否有中点移动的现象？为什么？
4．分析不同连接法对三相变压器空载电流的影响。
5．由实验数据算出Y／Y和Y／Δ接法时的原方U1U1.1V1／U1U1比值，分析产生差别的原因。
七．附录
变压器联接组校核公式
（设：U3U1.3V1=1,U1U1.1V1=KLU3U1.3V1=KL）
1．掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2．掌握用实验方法判别变压器的联接组。
3．研究三相变压器不对称短路。
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/D-11 改为Y/D-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？
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
四．实验设备及仪器
1．交流电压表、电流表、功率、功率因数表（NMCL-001）
2．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）
3．三相变压器
五．实验方法
1．测定原、副方极性
a．暂时标出三相低压绕组的标记2U1、2V1、2W1、2U2、2V2、2W2，然后按照图2-9接线。原、副方中点用导线相连。
b．高压三相绕组施加约50%的额定电压，测出电压U1U1.1U2、U1V1.1V2、U1W1.1W2、U2U1.2U2、U2V1.2V2、U2W1.2W2、U1U1.2U1、U1V1.2V1、U2W1.2W1，若U1U1.2U1=U1U1.1U2-U2U1.2U2，则U相高、低压绕组同柱，并且首端1U1与2U1点为同极性；U1U1.2U1=U1U1.1U2 +U2U1.2U2，则1U1与2U1端点为异极性。
c．用同样的方法判别出1V1、1W1两相原、副方的极性。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。
2．检验联接组
（1）Y／Y-12
按照图2-10接线。1U1、2U1两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数字记录于表2-11中。
表2-11
| 实 验 数 据 | 计 算 数 据 | |||||||
|
U1U1.1V1 (V) |
U2U1.2V1 (V) |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
KL |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
若用两式计算出的电压U1V1.2V1，U1W1.2W1，U1V1.2W1的数值与实验测取的数值相同，则表示线图连接正常，属Y／Y-12联接组。
（2）Y／Y-6
将Y／Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调，1U1、2U1两点用导线相联，如图2-11所示。
按前面方法测出电压U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数据记录于表2-12中。
根据Y／Y-6联接组的电动势相量图可得
若由上两式计算出电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1的数值与实测相同，则线圈连接正确，属于Y／Y-6联接组。
表2-12
| 实 验 数 据 | 计 算 数 据 | |||||||
|
U1U1.1V1 (V) |
U2U1.2V1 (V) |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
KL |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
按图2-12接线。1U1、2U1两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、U1W1.2W1及U1V1.2W1，将数据记录于表2-13中
表2-13
| 实 验 数 据 | 计 算 数 据 | |||||||
|
U1U1.1V1 (V) |
U2U1.2V1 (V) |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
KL |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
根据Y／Δ-11联接组的电动势相量可得
若由上式计算出的电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1 的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属Y／Δ-11联接组。
（4）Y／Δ-5
将Y／Δ-11联接组的副方线圈首、末端的标记对调，如图2-13 所示。实验方法同前，测取U1U1.1V1、U2U1.2V1、U1V1.2V1、 U1W1.2W1、U1V1.2W1，将数据记录于表2-14中。
表2-14
| 实 验 数 据 | 计 算 数 据 | |||||||
|
U1U1.1V1 (V) |
U2U1.2V1 (V) |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
KL |
U1V1.2V1 (V) |
U1W1.2W1 (V) |
U1V1.2W1 (V) |
若由上式计算出的电压U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1 的数值与实测值相同，则线圈联接正确，属于Y／Δ-5联接组。
3．不对称短路
（1）Y／Y0连接单相短路
实验线路如图2-14所示。被试变压器选用三相芯式变压器。接通电源前，先将交流电压调到输出电压为零的位置，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至副方短路电流I2K≈I2N为止，测取副方短路电流和相电压I2K、U3U1、U2V1、U2W1原方电流和电压I1U1、I1V1、I1W1、U1U1、U1V1、U1W1、U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1，将数据记录于表2-15中。
表2-15
| I2K(A) | U2U1(V) | U2V1(V) | U2W1(V) | I1U1(A) | I1V1(A) | I1W1(A) |
| U1U1(V) | U1V1(V) | U1W1(V) | U1U1.1V1(V) | U1V1.1W1(V) | U1W1.1U1(V) |
（2）Y／Y联接两相短路
实验线路如图2-15所示。接通三相变压器电源前，先将电压调至零，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至I2K≈I2N为止，测取变压器原、副方电流和相电压I2K、U2U1、 U2V1、U2W1、I1U1、I1V1、I1W1、U1U1、U1V1、U1W1，将数据记录于表2-16中。
表2-16
| I2K(A) | U2U1(V) | U2V1(V) | U2W1(V) | I1U1(A) |
| I1V1(A) | I1W1(A) | U1U1(V) | U1V1(V) | U1W1(V) |
六．实验报告
1．计算出不同联接组时的U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。
2．计算短路情况下的原方电流
（1）Y／Y0单相短路
副方电流
原方电流，设略去激磁电流不计，则
式中K为变压器的变比。
将I1U1、I1V1、I1W1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 三相芯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
副方电流
原方电流
将I1U1、I1V1、I1W1计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y／Δ带单相负载是否有中点移动的现象？为什么？
4．分析不同连接法对三相变压器空载电流的影响。
5．由实验数据算出Y／Y和Y／Δ接法时的原方U1U1.1V1／U1U1比值，分析产生差别的原因。
七．附录
变压器联接组校核公式
（设：U3U1.3V1=1,U1U1.1V1=KLU3U1.3V1=KL）
