Теоретические положения

Опыты холостого хода и короткого замыкания проводятся для количественной оценки основных параметров изготовленного трансформатора.

Определяются: коэффициент трансформации, потери мощности на перемагничивание стали и вихревые токи, потери на нагрев обмоток, величины напряжения короткого замыкания в процентном отношении к номинальному напряжению. Результаты этих опытов отражаются в паспортных данных трансформатора и учитываются при его эксплуатации.

Определение коэффициента трансформации производится при холостом ходе трансформатора. Коэффициентом трансформации называется отношение эдс обмотки высшего напряжения к эдс обмотки низшего напряжения:

.

Так как в режиме холостого хода падение напряжения в перви­чной обмотке трансформатора очень мало в результате малости тока холостого хода, то эдс первичной обмотки по величине приближается к первичному напряжению. Во вторичной обмотке тока нет, поэтому ее эдс равна напряжению: E₂=U₂.

Вольтметром V₂ измеряется напряжение на зажимах обеих об­моток. По данным измерений определяется коэффициенты трансформации обмоток:

. .

Меняя напряжение на входе испытуемого трансформатора, можно определить коэффициенты трансформации при разных значениях напряжения.

Для определения параметров холостого хода трансформатора в его первичную обмотку подается изменяющееся по величине напряжение в соответствии со схемой рисунка 13.1.

Изменяя величину напряжения на выходе испытуемого трансфо­рматора путём поворота рукоятки регулировки автотрансформатора, производят измерение тока, напряжения и мощности.

Для определения трёхфазной мощности, потребляемой трансформатором в режиме холостого хода, показания однофазного ваттметра Р утраивается, а также

учитывается коэффициент трансформации тран­сформатора тока К_I = 10:

.

Ток холостого хода I_1xx определяется по показанию амперметра делённого на К_I:

.

Коэффициент мощности в режиме холостого хода определяется по формуле:

.

По данным опыта и вычислений строятся графические зависи­мости:

P_xx = f (U_xx), I_xx = f (U_xx), cosφ_xx = f(U_xx).

Опыт короткого замыкания трансформатора

Проводится по схеме в соответствии с рисунком 13.2. При этом опыте обмотка низшего напряжения испытуемого трансформатора замк­нута накоротко через амперметр, а к обмотке высшего напряжения подводится пониженное напряжение такой величины, при котором в обеих обмотках протекают номинальные токи.

Постепенно увеличивая напряжение на входе трансформатора от нуля, доводят его до такой величины, при которой ток во вторич­ной накоротко замкнутой обмотке I₂ достигает величины 3,7 А (номинальный ток).

При этом значении тока I₂ измеряют мощность, потребляемую трансформатором Р₁: напряжение U_кз и токи I₁ и I₂.

Мощность короткого замыкания и коэффициент мощности опреде­ляется:

Р_кз = 3Р₁; .

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется по данным обоих опытов.

Мощность, потребляемая трансформатором в опыте холостого хода, есть мощность потерь в стали сердечника трансформатора:

Р_хх = ΔР_стали.

Мощность потерь при опыте короткого замыкания есть мощность потерь в обмотках (меди) трансформатора:

Р_кз = ΔР_меди.

К.п.д. трансформатора для номинального режима работы определится:

.

где Р_хх – берется из опыта холостого хода при номина­льном фазном напряжении U₁ = 220 В;

Р_кз – берется из опыта короткого замыкания.

Для расчётов принять Р_ном = 1500 Bт.