Министерство
общего и профессионального образования
Свердловской
области
Государственное
автономное образовательное учреждение
Среднего
профессионального образования Свердловской
области
«Камышловский техникум промышленности
и транспорта»
Контрольная работа
техническое
регулирование и контроль
качества электро и электромеханического
оборудования.
ПН 02 Проверка и наладка
электрооборудования
Проверил
преподаватель
спец . дисциплины
Мухтаров И Ф
Выполнил студен гр Э-63
Писцова Н С
2014 г.
Содержание:
Введение
Глава 1
1.1 Принцип действия трансформатора
1.2 Измерение сопротивления
обмоток
-
1.3 Определение коэффициента
трансформатора и
ток возбуждение
1.4 Измерение ёмкости обмотки
1.5 Измерение тангенса
диэлектрических потерь
1.6 Коэффициент мощности
1.7 Назначение изделия
1.8 Указание мер безопасности
1.9 Заключение
Введение
Одним из главных положительных особенностей
переменного тока является легкость преобразования
переменного тока одного напряжение в
переменный ток другого. Этот процесс
осуществляется с помощью устройства
под названием трансформатор.
Трансформатор -- статическое
электромагнитное устройство, имеющее
две или более индуктивно связанные обмотки
и предназначенное для преобразования
переменного тока одного напряжения в
переменный ток другого напряжения.
Трансформаторы широко
применяются при передаче ϶лектрической
энергии на большие расстояния, распределении
ее между приемниками, а также в различных
выпрямительных, усилительных, сигнализационных
и других устрᴏйствах.
Преобразование энергии
в трансформаторе осуществляется переменным
магнитным полем. Трансформатор отображает
сердечник из тонких стальных изолированных
одна от другой пластин, на котором помещаются
две, а иногда и больше обмоток из изолированного
провода. Обмотка, к которой присоединяется
источник ϶лектрической энергии переменного
тока, называется первичной обмоткой,
остальные обмотки - вторичными.
Если во вторичной
обмотке трансформатора намотано в три
раза больше витков, чем в первичной, то
магнитное поле, созданное в сердечнике
первичной обмоткой, пересекая витки вторичной
обмотки, создаст в ней в три раза больше
напряжение.
Прᴎᴍеʜᴎв трансформатор
с обратным соотношением витков, можно
так же легко и просто получить пониженное
напряжение.
С допустимой для практики
точностью можно считать, что отношение
числа витков первичной обмотки к вторичной
равно отношению приложенного напряжения
к выходному.
В радиоаппаратуре
трансформаторы используются в первую
очередь в питающих устрᴏйствах, позволяющих
питать приемники от осветительной сети
переменного тока. Такие трансформаторы
называются силовыми. Кроме
того, трансформаторы используются для
понижения и повышения напряжения различной
частоты в усилителях и радиоприемниках
Принцип действия трансформатора.
Действие
трансформатора основано на явлении электромагнитной
индукции. Простейший трансформатор состоит
из стального магнитопровода 2 и двух расположенных
на нем обмоток 1 и 3. Обмотки выполнены
из изолированного провода и электрически
не связаны. К одной из обмоток подается
электрическая энергия (первичная обмотка)
от источника переменного тока которая
создаст в сердечнике трансформатора
переменный магнитный поток. Этот магнитный
поток, пронизывая витки вторичной
обмотки, будет индуктировать в ней э.
д. с. К другой обмотке,
называемой вторичной, подключают
потребители (непосредственно или через
выпрямитель), то под действием индуктируемой
э.д.с. по этой обмотке и через приёмник
энергии начнёт протекать ток.
Одновременно в первичной обмотке также
появится нагрузочный ток I ‘1, который
в сумме с током I0 составит
ток первичной обмотки I 1. Таким образом, электрическая
энергия, трансформируясь, передаётся
из первичной сети во вторичную при напряжении,
на которое рассчитан приёмник энергии,
включенный во вторичную сеть.
Трансформатор не может осуществить
преобразование напряжения постоянного
тока. При подключении
его первичной обмотки к сети постоянного
тока в трансформаторе создается постоянный
по величине и направлению магнитный поток,
который не может индуцировать э. д. с.
в первичной и вторичной обмотках. Поэтому
не будет происходить передачи электрической
энергии из первичной обмотки во вторичную.
В целях улучшения магнитной связи между
первичной и вторичной обмотками их помещают
на стольной магнитопровод. Обмотки изолируют
как друг от друга , так и от магнитопровода.
Обмотка более высокого напряжения называется обмоткой высшего
напряжения (ВН), а обмотка более низкого
напряжения – обмоткой низшего
напряжения (НН).
Обычно напряжение первичной и вторичной
обмотки не одинаковы. Если первичное
напряжение меньше вторичного, трансформатор
называется повышающим,
если больше вторичного – понижающим.
Любой трансформатор может быть использован
и как повышающий, и как понижающий. Повышающие
трансформаторы применяют для передачи
электроэнергии на большие расстояния,
а понижающие- для её распределения между
потребителями.
В трёхобмоточных трансформаторах на
магнитопровод помещают три изолированные
друг от друга обмотки. Такой трансформатор,
питаемый со стороны одной из обмоток,
даёт возможность получать два различных
напряжения и снабжать электрической
энергией две различные группы приёмников..
Кроме обмоток высшего и низшего напряжения
трёхобмоточный трансформатор имеет обмотку
среднего напряжения (СН).
Обмоткам трансформатора придают преимущественно
цилиндрическую форму, выполняя их при
малых токах из круглого медного изолированного
провода , а при больших токах – из медных
шин прямоугольного сечения или прямоугольного
изолированного провода. Ближе к магнитопроводу
располагают обмотку низшего напряжения,
так как её легче изолировать от него,
чем обмотку высшего напряжения.
Обмотку низшего напряжения изолируют
от стержня прослойкой из какого-либо
изолировочного материала. Такую же изолирующую
прокладку помещают между обмотками высшего
и низшего напряжения.
При цилиндрических обмотках поперечному
сечению стержня магнитопровода желательно
придать круглую форму, чтобы в площади,
охватываемой обмотками, не оставалось
немагнитных промежутков. Чем меньше немагнитные
промежутки, тем меньше длина витков обмоток,
а следовательно, и масса меди при заданной
площади сечения стального стержня.
Для лучшего охлаждения в магнитопроводах,
а также в обмотках мощных трансформаторов
устраивают вентиляционные каналы в плоскостях,
параллельных и перпендикулярных плоскости
стальных листов.
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК
Измерение
сопротивления обмоток трансформатора
постоянному току входит в обязательный
объём контрольных испытаний каждого
выпускаемого с завода трансформатора.
По результатам измерения сопротивления
обмоток можно оценить качество соединений
и паек в обмотках, качество контактов
переключений, установить отсутствие
обрывов в обмотках или отдельных параллельных
ветвях. Сопротивление измеряют у всех
обмоток (ВН, НН, СН) на всех доступных ответвлениях.
В трёх фазных
трансформаторах измеряют сопротивление
каждой обмотки для всех трёх фаз, для
чего измеряют сопротивление между началом
и концом каждой фазы. Если нет вывода
нейтральной точки, сопротивление измеряют
между линейными зажимами. Сопротивление
фазы rф= при соединении
обмоток в звезду и rф= при соединении
обмоток в треугольник, где rизм – измеренное
сопротивление обмотки.
Сопротивление
обмоток различных фаз на одном и том же
ответвлении не должны отличаться более
чем на 2 %. Если они отличаются в большей
степени, это говорит о каком- либо дефекте
в токоведущей цепи- плохое качество соединения,
пайки обмотки, контакта переключателя,
обрыв параллельной ветви.
Измеренное
сопротивление приводят к рабочей температуре
обмотки трансформатора ( 750 С для масляных
трансформаторов )по формуле:
r75= rизм* = rизм* ,
где Т – температура
обмотки при измерениях, принимаемая равной
температуре верхних слоев масла или температуре
окружающего воздуха.
Сопротивление
обмоток трансформатора определяют по
падению напряжения ( показания амперметра
и милливольтметра) и по мостовой схеме.
Метод падения напряжения проще измерения
по мостовой схеме и даёт более быстрые,
но менее точные результаты.
При измерении
сопротивления обмоток по падению напряжения
обмотку трансформатора включают в сеть
источника постоянного тока. Во избежание
нагрева обмоток, вносящего ошибки в результаты
измерений, ток при измерении сопротивления
не должен превышать 20% номинального тока
в обмотке. В зависимости от величины измеряемого
сопротивления схема включения измерительных
приборов будет различной.
При малом
сопротивлении обмотки трансформатора
вольтметр (милливольтметр) включают непосредственно
на зажимы обмотки трансформатора (рис.
А) . В этом случае сопротивление вольтметра
очень велико по сравнению с сопротивлением
обмотки трансформатора, так что можно
пренебречь током через вольтметр. При
большом сопротивлении обмотки трансформатора
амперметр должен быть включен последовательно
с обмоткой ( рис. Б) , чтобы через амперметр
протекал ток, равный току в обмотке.
Сопротивление
амперметра очень мало по сравнению с
сопротивлением обмотки трансформатора
и ошибка измерения будет мала. На практике
сопротивление обмотки rизм сопоставляют
со средне – геометрическим значением
сопротивлений амперметра rа и вольтметра
rв . При сопротивлении обмотки трансформатора,
меньшем средне-геометрического значения
сопротивлений измерительных приборов ( rизм < ), применяют схему, изображенную
на рис. А, а при rизм > - схему,
показанную на рис. Б.
Сопротивление
обмотки трансформатора rизм
=, где U- напряжение
(по показанию вольтметра) ; I- сила тока
( по показанию амперметра).
Когда требуется
учитывать ток, протекающий через вольтметр
при первой схеме, rизм = .
Если требуется
учитывать сопротивление амперметра при
второй схеме, rизм= – rа.
Сопротивление
проводов, присоединяющих вольтметр к
обмотке, не должно превышать 0,5% сопротивление
обмотки этого прибора.
Обмотки трансформаторов
имеют значительную индуктивность, поэтому
при подключении к источнику постоянный
ток устанавливается в них не сразу, а
в течении некоторого времени. Следовательно
в первый момент после включения в обмотке
индуктируется сравнительно большое э.
д. с. , которая может вызвать повреждение
вольтметра. Поэтому вольтметр включают
после того, как стрелка амперметра станет
неподвижно.
Сопротивления
обмоток трансформатора можно измерить
омметром. Однако такое измерение неточно
и, если необходимо получить высокую точность
измерения, меняют.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФИЦИЕНТА ТРАНСФОРМАТОРА
И ТОКОВОЗБУЖДЕНИЕ
Коэффициент трансформации
силовых трансформаторов определяют для
проверки соответствия паспортным данным
и правильности подсоединения ответвлений
обмоток к переключателям.
Коэффициент
трансформации наиболее просто можно
определить при опыте холостого хода как
соотношение показаний вольтметров, включенных
в цепь первичной и вторичной обмотки
трансформатора. Для определения коэффициента
трансформации в ГОСТ 3484-65 рекомендован
метод двух вольтметров.
При холостом
ходе ток вторичной обмотки трансформатора
равен нулю (I2=0) и, следовательно,
напряжение на зажимах этой обмотки равно
Э.Д.С. , т. е. U2= E2 =4,44fФm* 10-8 . Так как
в первичной обмотке протекает ток холостого
хода, много меньший номинального тока
этой обмотки, падения напряжения в активном
и реактивном сопротивлениях этой обмотки
очень малы, Поэтому напряжение, приложенное
к первичной обмотке, численно примерно
равно Э.Д.С., т.е. U1 = 4,44fФm* 10-8.
Таким образом,
коэффициент трансформации R, определяемый
как отношение фазного напряжения обмотки
ВН к фазному напряжению обмотки НН при
холостом ходе, практически равен отношению
чисел витков этих обмоток, т. е. R = .
Для большей
точности измерение тока и потерь холостого
хода, а так же для большей безопасности
обслуживания опыт холостого хода проводят
так, что первичной обмоткой является
обмотка НН, а вторичной – обмотка ВН.
Так как первичное и вторичное напряжения
трансформатора отличаются в определённое
число раз, равное коэффициенту трансформации,
изменение одного из них ( например, первичного
напряжения) вызывает соответствующее
изменение другого ( вторичного) . Поэтому
определение коэффициента трансформации
можно производить при напряжении, значительно
меньше наминального. Кроме того, испытание
трансформатора при высоком напряжении
требует подбора точных приборов, измерительных
трансформаторов на высокие напряжения
и является опасным для обслуживающего
персонала испытательной станции.