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实验四 单相变压器的空载、短路和负载特性 一、 实验目的 1、通过空载和短路实验，测定变压器的变比和参数 2、通过负载实验，测取变压器的工作特性 二、 实验项目 1、测变比K 2、空载实验 测取空载特性： I0=f（U0），P0=f(U0),cosφ0 =f（U0）。 3、短路实验 测取短路特性：Pk、Uk、cosφk=f（Ik）。 4、负载实验 （1）纯电阻负载外特性 （2）电感负载外特性 三、实验设备与仪器 单相变压器、调压器、电气仪表、双刀开关、电阻器、电抗器。 四、 实验说明 （一）测变比k 1、实验接线如图1-1所示。电源开关K1、、调压器T1接至变压器T低压绕组。变压器 T高压绕组开路。 2、闭合电源开关K1。调节变压器T低压绕组外施电压，使U0︾05 UN。 3、对应于不同的外施电压U1，测量T低压绕组侧电压Uax及高压绕组外施电压UAX.。 共取数据3组，记录于表1-1中。 图中 T1——三相调压器 T——三相变压器 图1-1 测变比接线图 表1-1 测定单相变压器变比 序号 Uax/V UAX/V 变比k 1 2 3 （二）空载实验 1、 实验接线图，如图1-2 2、实验步骤 闭合开关K1，调节调压器T1，使变压器T低压侧外施电压至1.2UN。逐次降低外施电压，每次测 量空载电压U0、空载电流I0、空载损耗P0，共取数据6组（包括U0=UN点，在该点附近测点应较密）， 记录于表1-2中。 图1-2 空载实验接线图 表1-2 单相变压器空载实验 序号 实验数据 计数数据 U0/V I0/A P0/W U0＊ I0＊ cosφ0 6组 （三）短路实验 1、实验接线图，如图1-3 图1-3短路实验接线图 2实验步骤 ①闭合开关K，接通电源。逐渐增大外施电压，使短路电流升至1.1IN。 ②在（1.1~0.5）IN范围内，测量短路功率PK，短路电流IK，短路电压UK。 ③共取数据5组（包括IK=IN），记录于表1-3中。 表1-3 单相变压器短路实验 序号 IK/A UK/V PK/W cosφK 5组 （四）负载实验 1、实验接线图，如图1-4 2、实验步骤 （1） I*0= cosφ0= ②将计算的数据填入表1-2中，并根据数据作空载特性曲线I0=f（U0）、P0=f（U0）和cosφ0=f（U0）。 （2）计算励磁参数 从空载特性曲线上查得空载电压为额定电压（U0=UN）时的I0及P0，用以计算励磁参数 ①由于空载电流很小，空载铜耗可以忽略，认为空载实验所测功率即为变压器的铁耗。因此， 励磁电阻为 R/m= ②励磁阻抗（忽略一次绕组的漏阻抗） Z/m= ③励磁电抗 X/m= ④将励磁参数归算到高压侧。因空载实验是在低压侧进行的，故将励磁参数归算到高压侧为 Rm=k2R/m Zm=k2Z/m Xm=k2X/m 根据短路实验数据（表1-3记录数据），作短路特性曲线并计算短路参数 作短路特性曲线Uk=f(Ik)、Pk=f(Ik)和cosφk=f(Ik) 式中 cosφk= （2）计算短路参数 从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流（即IK=IN）情况下的短路电压Uk和短路损耗PK。 计算实验温度θ下的短路参数 Zk= Pk= Xk= 计算基准工作温度下的短路参数RK75℃（换算方法参考2.2）和ZK75℃（注：F、H 级绝缘的基准工作温度为115℃） Zk75℃= ③计算短路电压（阻抗电压）百分数 uk％= ukR％= ukx％= uk％——阻抗电压百分数。中小型电力变压器为3％~8％；大型电力变压器为8％~15％。 ④计算短路电流为额定电流时的短路损耗。 PkN=I2KNRk75℃ 式中：PKN——短路电流等于额定电流时的短路损耗，单位为W。 2、根据空载和短路实验测定的参数，画出被测试变压器的“T”型等效电路图 3、根据负载实验数据，计算电压变化率△u （1）作纯电阻负载的外特性曲线 根据表1-4的数据，绘出外特性曲线U2=f(I2) （2）作电感性负载的外特性曲线 根据表1-5的数据，绘出外特性曲线U2=f(I2)。 （3）按下式分别计算两种性质负载（cosφ2=1，cosφ2=0.8） 下被测试