2.Режим холостого хода трансформатора

В режиме холостого хода первичная обмотка трансформатора подсоединена к источнику переменного синусоидального напряжения U₁, а вторичная цепь разомкнута (I₂ = 0). Схема замещения трансформатора в режиме холостого хода изображена на рис. 2.

Рис. 2 Схема замещения однофазного трансформатора в режиме

холостого хода

Под действием приложенного напряжения U₁ по первичной цепи трансформатора протекает ток I₀. Поскольку I'₂ = 0, то ток I₀ одновременно представляет собой и значение первичного тока (I₀ = I₁) в этом режиме.

В электрическую цепь, по которой протекает ток I₀, включены последовательно активное сопротивление первичной обмотки r₁, индуктивное сопротивление рассеяния jx₁, а также индуктивное сопротивление взаимной индукции jx_m (так называемый намагничивающий контур в схеме замещения).

Потери в меди первичной обмотки при холостом ходе весьма малы ввиду малости тока холостого хода и сопротивления r₁. Мощность, потребляемая на холостом ходу, определяется в основном потерями в стали магнитопровода.

Схема для проведения опытного исследования в режиме холостого хода представлена на рис. 3.

Рис. 3 Схема для проведения испытаний однофазного трансформатора

В опыте холостого хода рубильник P₂ разомкнут. К первичной обмотке подводят регулируемое переменное напряжение U₁. Изменяя величину подведенного напряжения, замеряют первичное напряжение вольтметром V₁, первичный ток – амперметром A₁, первичную мощность – ваттметром W₁, вторичное напряжение – вольтметром V₂. Первичное напряжение изменяют от минимального значения, обеспечиваемого регулятором напряжения, до максимального U_max = (1,1 ÷ 1,2)·U_ном. При этом снимают показания в пяти-шести точках.

По данным опыта можно определить ток холостого хода при номинальном напряжении, определить потери в стали (рис. 4).

Рис. 4 Характеристики холостого хода трансформатора

Для определения потерь в стали необходимо предварительно измерить активное сопротивление первичной обмотки r₁. Полные потери на холостом ходу равны потребляемой мощности

откуда потери в стали

Для учета потерь в стали в цепь намагничивающего контура схемы замещения (рис. 2) вводят активное сопротивление r_m.

Данные опыта холостого хода позволяют определить ряд параметров схемы замещения.

Определив полное сопротивление

и активное сопротивление

находят индуктивное сопротивление цепи намагничивания

Коэффициент мощности в режиме холостого хода равен

Для большинства трансформаторов сопротивления холостого хода примерно равны сопротивлениям намагничивающего контура.

Поскольку напряжение на вторичной обмотке в режиме холостого хода равно основной э.д.с. E₂, а напряжение на первичной обмотке незначительно отличается от э.д.с. E₁, то из данных опыта можно определить коэффициент трансформации

Включение трансформатора в сеть на холостом ходу может привести в некоторых случаях к значительным толчкам тока в начальный момент после включения. Для насыщенных трансформаторов этот толчок может быть настолько велик, что произойдет срабатывание защиты. Эту особенность надо учитывать при практическом использовании трансформаторов.