单相变压器短路实验

一、 实验目的

（1） 通过变压器短路实验测定变压器的变比和损耗等参数；

（2） 通过实验数据绘制短路特性曲线。

二、 实验设备

三、 实验线路及原理

通过测量短路电流IK、短路电压UK及短路功率PK来计算变压器的铜损PCu和短路阻抗ZK。

进行短路实验时将变压器的低压侧绕组短路， 高压侧加入适当的电压， 实验原理图如图1－17所示，并按图示方式接入有关测量电表。

图1－17 变压器短路实验原理

1. 绘出短路特性曲线

结合电压表、电流表、功率因数表的读数，绘制空载特性曲线，即UK＝f（IK）、PK＝f（IK）、cosΦK＝f（IK），其中cosΦK＝

2. 计算短路参数

短路试验时外加电压比较低， 变压器铁芯中的磁通很小， 所以磁滞损耗和涡流损耗也很小，可以忽略不计。此时，可认为短路损耗即一、二次侧绕组上的铜耗，即PK≈PCu。

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，由下式算出实验环境温度为θ （℃） 时的短路参数。

Z′K （1－17）

r′K （1－18）

式中，Z′K为变压器阻抗，X′K为变压器电抗，r′K为短路电阻，其中r′K随温度变化。

由于短路实验一般是在室温下进行的， 因此， 测量所得到的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。

式中， 当绕组为铜导线时计算公式采用式 （1－21）， 当绕组为铝导线时计算公式采用式（1－20）。θ为实验室的温度。

四、 实验内容及步骤

（1） 按下控制屏上的“停止” 按钮，切断三相调压交流电源，按图1－17接线 （以后每次改接线路， 都要关断电源）。 将变压器的高压线圈接电源， 低压线圈直接短路。

（2） 选好所有测量仪表量程， 将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。

（3） 接通交流电源， 逐次缓慢增加输入电压， 直到短路电流等于额定电流的1.1倍为止，分别测量出相应电流下的短路电压UK和短路功率PK。由于短路实验时外加电压比较低， 变压器铁芯中的磁通很小， 所以磁滞损耗和涡流损耗也很小， 可以忽略不计。 此时， 可以认为短路损耗即一、二次侧绕组上的铜耗，即PK＝PCu，ZK＝

（4） 测取数据。

测取数据时，IK＝IN点必须测，共测取数据6～7组，记录于表1－3中。实验时记下周围环境温度 （℃）。

表1－3 短路实验数据存放表

五、 注意事项

在变压器短路实验中， 应注意电压表、 电流表、 功率表的合理布置及量程选择。