Laborationsrapport. Elkraftteknik 2 ver 2.4. Mätningar på 3-fas krafttransformator. Laborationens namn. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

Transkript

1 Laborationsrapport Kurs Laborationens namn Lab nr Elkraftteknik 2 ver 2.4 Mätningar på 3-fas krafttransformator Namn Kommentarer Utförd den Godkänd den Sign 1

2 Allmänt Uppgiften i denna laboration är att göra mätningar på en trefastransformator. Det skall göras resistansmätningar, tomgångsprov och kortslutningsprov. Utgående från dessa mätningar skall verkningsgraden, R 1K, R 2K, X 1K, X 2K och utspänningen U 2 beräknas. Utrustning Matningsdon för variabel trefasspänning och variabel likspänning, wattmetrar, universalinstrument, trefastransformator T222. På ovansidan av transformatorn kan man läsa märkeffekten S M. Dessutom kan man läsa märkspänningarna U 1M och U 2M. Detta är spänningarna över lindningarna. Sekundärspänningen är uppdelad på två spänninger. Vi skall använda hela utspänningen i denna laboration. Utifrån dessa värden kan lindningsomsättningen N 1 /N 2 beräknas. Fyll i tabellen. Märkeffekt [VA] Märkspänningar [V] Lindningsomsättning beräknad I denna laboration skall primärsidan D-kopplas och sekundärsidan Y-kopplas. Detta gör att transformatorn får en annan märkspänning på sekundärsidan än spänningen över lindningen. När man vet denna spänning kan spänningsomsättningen U 1M /U 2M beräknas. Märkspänning på sekundärsidan och därmed transformatorns spänningsomsättning fås vid tomgångsprovet. 2

3 Uppgift 1: Mätning av lindningsresistanser Transformatorns lindningar är uppdelade enligt figuren nedan. På lågspänningssidan finns sex separata lindningsfaser som kan kopplas på ett antal olika sätt. Bygla a a, b b och c c A1 A3 a8 a5 a4 a1 B 1 B 3 C 1 C 3 b 8 b 5 c 8 c 5 b 4 b 1 c 4 c 1 Anslut en variabel likspänning och reglera in strömmen i lindningsfaserna enligt tabellen under figuren. E är den variabla likspänningen på matningsdonet. OBS! För att få den variabla likspänningen på spänningsaggregatet måste även den fasta likspänningen vara till. + E - A R lindning U I U R Medelvärde Uttag [A] [V] [Ω] [Ω] A1 A B1 B C1 C a1 a b1 b c1 c

4 Uppgift 2: Tomgångsprov Tomgångsprovet går ut på att mäta ineffekt P och inström I med sekundärsidan obelastad. F0 0 Mät i denna uppgift ineffekten med enwattmetermetoden. Wattmeter Power source Load R, L1 S, L2 U 1 A A 1 A 3 B 1 B 3 a 8 a 5 b 8 b 5 a 4 a 1 b 4 b 1 U 2 T, L3 N C 1 C 3 c 8 c 5 c 4 c 1 Gör en serie mätningar för följande värden på U : 1 140V, 160V, 180V, 200V, 220V och 230V och avläs samtidigt U. 2 I [A] U1 0 P F0 U 2 [V] [W] [V] Transformatorns märkspänning på primärsidan är 220 V och märkeffekt 2000 VA enligt märkning på transformatorn. Ur tabellen fås märkspänningen på sekundärsidan. Nu har vi data för denna transformator vid denna koppling. Fyll i tabellen. U 1M [V] U 2M [V] I 1M [A] I 2M [A] spänningsomsättnin g U 1M /U 2M Rita hur P och I beror av U i diagrammen på nästa sida. F

5 P [ W ] F U 1 [ V ] I 0 [ A ] 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 U 1 [ V ] Läs av i diagrammen: P vid märkspänning [W] F0 I vid märkspänning [A]

6 Uppgift 3: Kortslutningsprov Kortslutningsprovet går ut på att mäta belastningsförlusterna när sekundärsidan är kortsluten. Mät i denna uppgift ineffekten med tvåwattmetermetoden. Wattmeter Power source Load Wattmeter Power source Load R, L1 A 1 A 3 a 8 a 5 a 4 a 1 S, L2 B 1 B 3 b 8 b 5 b 4 b 1 U A C 1 C 3 c 8 c 5 c 4 c 1 T, L3 Gör en serie mätningar för värden på strömmen mellan 1 till 7 A. Anteckna mätresultaten i tabellen. I k [A] U 1 [V] P FK [W] Rita hur P FK beror av I och hur U beror av I i diagrammen på nästa sida. k 1 k 6

7 P [W] FK I [A] K U 1 [V] Läs av i diagrammem: P FKM [W] vid märkstöm U 1K [V] vid märkström I [A] K 7

8 Uppgift 4: Bestämning av R 1K och X 1K från kortslutningsprovet Känner man kortslutningsförlusten P FKM och märkströmmen I 1M kan kortslutningsresistansen R 1K beräknas. Känner man kortslutningsspänningen U 1K och märkströmmen I 1KM kan kortslutningsimpedansen Z 1K beräknas. Känner man kortslutningsresistansen R 1K och kortslutningsimpedansen Z 1K kan kortslutningsreaktansen X 1K beräknas. Rita ekvivalent Y-fas med belastningsresistans (R 1K ) och belastningsreaktans (X 1K ) på primärsidan. Gör beräkningarna här: 8

9 Uppgift 5: Bestämning av R 1K från resistansmätningarna av lindningarna Lindninsrestanserna mättes i uppg. 1. Med hjälp av dessa mätningar kan R 1K beräknas. Eftersom primärsidan är D-kopplad måste lindningsresistanserna på primärsidan räknas om till motsvarande Y-värden. Detta görs genom att dividera resistanserna i D- kopplingen med 3. Det erhållna värdet motsvarar resistansen R 1 som är primärsidans ledningsresistans för Y-koppling. Sekundärsidan är Y-kopplad och ledningsresistanserna R 2 kan överföras till primärsidan genom att multiplicera med transformatorns spänningsomsättning i kvadrat. R 1K fås som summan av dessa två värden. Utför beräkningarna här. Hur stämmer det värde på R 1K jämfört med det som beräknades ur kortslutningsprovet? Svar:... 9

10 Uppgift 6: Bestämning av utspänningen vid märklast För att man skall kunna beräkna utspänningen behöver man R 2K och X 2K. Dessa värden kan man räkna över från primärsidan med hjälp av transformatorns spänningsomsättning. Nu är alla värden kända så att det går att beräkna utspänningen vid märklast. Räkna med att lasten har effektfaktorn 0,8. Rita ekvivalent Y-fas med belastningsresistans (R 2K ) och belastningsreaktans (X 2K ) på sekundärsidan. Gör beräkningarna här: 10

11 Uppgift 7: Bestämning av verkningsgraden vid olika belastningsgrader Nu kan verkningsgraden för olika belastningsgrader beräknas. Tomgångförlusterna vid märklast P F0 fås från tomgångprovet. Belastningsförlusterna vid märklast P FKM fås från kortslutningsprovet. Man behöver även uteffekten vid märklast P 2M. Räkna med att belastningen har effektfaktorn 0,8. Beräkna P 2M här: Fyll i tabellen samt diagrammet. Belastningsgrad x 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Verkningsgrad η Verkningsgrad % Belastningsgrad x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 11