上海交通大学电气工程实验教学中心

电机学实验一

▪ 2018-04

三相变压器参数测定及运行特性

齐文娟

2018年4月

目录 Contents

1 实验目的、预习要点和实验项目

2 实验设备及仪器

3 实验方法

4 实验报告

目录 Contents

1 实验目的、预习要点和实验项目

2 实验设备及仪器

3 实验方法

4 实验报告

实验目的、预习要点和实验项目

• 掌握三相变压器空载和短路实验测定电压比及参数的方法。

• 掌握三相变压器负载实验与运行特性计算。

实验目的

• 预习三相变压器空载和短路实验的电气线路。

• 了解用两功率表测量三相功率的方法。

• 了解变压器空载和短路实验减小测量误差的测量仪表位置与连接方法。

• 理解变压器空载和短路实验电源电压施加在变压器不同侧的原因。

预习要点

实验目的、预习要点和实验项目

• 测定三相变压器的电压比K。

• 由空载实验测定三相变压器的空载特性。

• 由短路实验测定三相变压器的短路特性。

• 纯电阻负载实验测定三相变压器的外特性。

实验项目

目录 Contents

1 实验目的、预习要点和实验项目

2 实验设备及仪器

3 实验方法

4 实验报告

实验设备及仪器

• T三相感应调压器 额定容量10kVA，额定输入电压380V，额定输出电压0~430V，额定输出电流13.4A

• T1三相变压器3kVA 380V/220V 4.54A/7.87A

• RL三相变阻器 15/300Ω 1/8A

• 交流电压表500V

• 交流电流表10A

• 功率表500V 10A

• 万用表

实验设备及仪器

实验设备及仪器

▪ 这是三相变压器接

线部件，其中ＡＸ；

ＢＹ；ＣＺ为高压

方，ax；by；cz为

低压方。

实验设备及仪器

▪ 交流电压表、电流表

及功率表挂件，上面

有三个独立的电压表

与电流表。

实验设备简介

▪ 开关

实验设备及仪器

▪ 三相变阻器

实验设备及仪器

实验设备及仪器

▪ 三相变阻器

15/300Ω 1/8A

不要触碰金属部分

防止触电！

目录 Contents

1 实验目的、预习要点和实验项目

2 实验设备及仪器

3 实验方法

4 实验报告

16Page .

▪ 1．测定三相变压器电压比K

① 按图1-1接线，调压器T接至三相变压器T1的二次绕组，变压器一次绕组开

路，将三相调压器T输出电压调至零位。

② 闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压（输出线电压）逐渐升高到

U=220V，用万用表测量变压器二次绕组电压和一次绕组电压，数据记于

表1-1中。测量完毕后，调压器电压调回零位，断开电源。

实验方法

T

T1三

相

交

流

电

源

.

.

.

. .

.

.

.

a

b

c

x

y

z

X

Y

Z

A

B

C

U

V

W

图1-1测定三相变压器电压比实验线路图

17Page .

▪ 1．测定三相变压器电压比K

实验方法

UAB Uab KAB UBC Ubc KBC UCA Uca KCA K

表1-1测三相变压器电压比实验数据

表中K=(KAB+KBC+KCA)/3

18Page .

▪ 2．三相变压器空载实验

① 按图1-2接线，调压器T接至三相变压器T1的二次绕组，变压器一次绕组开

路，将三相调压器T输出电压调至零位。

② 闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高到U=1.2UN，开始记

录数据，逐步降低到0.5UN为止，取6组数据，每次记下空载电压、空载电

流和空载损耗功率数据，将数据记入表1-2中。其中，U=UN的点必须测。

测量完毕后，调压器电压调回零位，断开电源。

实验方法

A

W

W

A

A

T

T1

V

VV

三

相

交

流

电

源

**

**

.

.

.

.

. .

.

.

. .

.

.

.

a

b

c

x

y

z

X

Y

Z

A

B

C

.

图1-2三相变压器空载实验线路图

19Page .

▪ 2．三相变压器空载实验

注意：功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。

并注意功率表读数的正负，不要遗漏。

实验方法

表1-2三相变压器空载实验数据

序号

U(V) I(A) P(W)

Uab Ubc Uca U0 Ia Ib Ic I0 p01 p02 p0

1

2

3

4

5

6

表中U0=(Uab+Ubc+Uca)/3，I0=(Ia+Ib+Ic)/3，p0=p01+p02

20Page .

▪ 3．三相变压器短路实验

① 按图1-3接线，调压器T接至三相变压器T1的一次绕组，变压器二次绕组短

接，将三相调压器T输出电压调至零位。

② 闭合电源开关，调节三相调压器使其端电压逐渐升高，使短路电流增至

I=1.1IN，开始记录数据，逐步降低到0.5IN为止，取4组数据，测量短路电压、

短路电流和短路损耗功率记入表1-3中。其中，I=IN的点必须测。测量完毕

后，调压器电压调回零位，断开电源。实验结束后记下环境温度。

实验方法

图1-3三相变压器短路实验线路图

A

W

W

A

A

T

V

VV

三

相

交

流

电

源

**

**

.

.

. .

. .

.

.

. .

.

.

.

A

B

C

X

Y

Z

x

y

z

a

b

c

T1

. .

21Page .

▪ 3．三相变压器短路实验

实验方法

表1-3三相变压器短路实验数据 温度θ= 0C

序号

I(A) U(V) P(W)

IA IB IC Ik UAB UBC UCA Uk Pk1 Pk2 Pk

1

2

3

4

表中Ik=(IA+IB+IC)/3，Uk=(UAB+UBC+UCA)/3，pk=pk1+pk2

22Page .

▪ 4．三相变压器负载实验

① 按图1-4接线，调压器T接至三相变压器T1的一次绕组，变压器二次绕组通

过开关S1接至三相可调电阻RL 。

② 将三相调压器T输出电压调至零位，负载电阻RL调至最大。

③ 闭合电源开关，调节调压器使其输出端线电压逐渐升高到UN，保持一次电

压U1=UN不变，合上开关S1，调节负载电阻RL使负载电流增至I2=IN （用万

用表监视变压器一次测线电压，低于额定值时要调节调压器），开始记录

数据，逐步增大RL直至空载（断开开关S1）为止，记下6组二次侧电压和

电流数据于表1-4中，其中I2=0和I2=IN数据必须读取。

实验方法

23Page .

▪ 4．三相变压器负载实验

实验方法

图1-4三相变压器负载实验线路图

TT1

三

相

交

流

电

源

.

.

.

. .

.

.

.

A

B

C

X

Y

Z

x

y

z

a

b

c

RL S1

A

A

A

V

VV

.

.

.

U

V

W

24Page .

▪ 4．三相变压器负载实验

实验方法

表1-4三相变压器纯电阻负载实验数据 U1=UN=380V，cosφ2=1

序号

U(V) I(A)

Uab Ubc Uca U2 Ia Ib Ic I2

1

2

3

4

5

6

表中U2=(Uab+Ubc+Uca)/3，I2=(Ia+Ib+Ic)/3

25Page .

▪ 注意事项

▪ 每次实验后，调压器调回零位，再断电

▪ 实验时，先缓慢调节调压器，观察调压器输出三相电压是否对称，仪表显

示是否正常，如果不正常，调压器归零，检查后再上电

▪ 在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置

▪ 做短路实验时，在接通电源前再次检查调压器是否在零位。短路实验操作

要快，否则线圈发热会引起电阻变化

▪ 同学互相查线，之后经老师查线后再上电

▪ 实验数据经教师认可后，才能拆线

实验方法

目录 Contents

1 实验目的、预习要点和实验项目

2 实验设备及仪器

3 实验方法

4 实验报告

27Page .

▪ 1．计算变压器的变比

▪ 2．根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数

▪ (1)由表1-2实验数据作出变压器空载特性U0=f(I0)和空载损耗特性p0=f(U0) 曲线。

▪ (2)根据空载实验数据计算三相变压器的励磁参数Rm、Xm、Zm

▪ 3．绘出短路特性曲线和计算短路参数。

▪ (1)由表1-3短路实验数据作出变压器短路特性Uk=f(Ik)和短路损耗特性pk=f(Ik) 曲线。

▪ (2)计算短路参数。根据短路实验数据计算三相变压器的短路参数Rk、Xk、Zk 。

▪ 4．根据表1-4负载实验数据作出三相变压器电阻负载时的外特性曲线U2=f(I2)。

▪ ５．根据实验数据计算变压器的运行特性

▪ (1)计算变压器的电压调整率ΔU

▪ (2)计算变压器的效率η

▪ (3)计算被测变压器最大效率时的负载系数βm

▪ 6．思考题

▪ 三相芯式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？

实验报告

提醒：每次实验后及时书写报告

谢谢！