Теоретические положения, рассмотренные выше, лежат в основе расчета и проектирования трансформаторов. Но в силу принятых допущений результаты расчетов требуют экспериментальной проверки. Целью экспериментальных исследований является проверка соответствия расчетных значений параметров схемы замещения трансформатора и основных режимных показателей опытным данным. Основную информацию можно получить из двух опытов: опыта холостого хода и опыта короткого замыкания.
Опыт холостого хода
Схема опыта имеет вид, представленный на рис. 18.
 |
Опыт проводят для значений напряжения первичной обмотки 
. Регулирование напряжения осуществляется с помощью индукционного регулятора ИР. Измерительный комплект ИК используется для измерения фазных значений токов, напряжений и активной мощности. По данным измерений строят зависимости тока намагничивания 
, потерь холостого хода 
, коэффициента мощности 
и сопротивления холостого хода 
, 
, 
в функции напряжения 
. Вид этих зависимостей показан на рис. 19. Их называют характеристиками холостого хода. Из схемы замещения (рис.9) следует, что
 |
;
;
.
В силовых трансформаторах сопротивления 
и 
в десятки раз меньше сопротивлений намагничивающего контура 
и 
. Поэтому с достаточной степенью точности можно считать, что параметры холостого хода равны параметрам намагничивающей цепи:
; 
; 
.
Это же допущение позволяет считать равными модули ЭДС 
и напряжения 
первичной обмотки и, следовательно, приближенно определить коэффициент трансформации
.
Ток холостого хода 
в силовых трансформаторах лежит в пределах 
, поэтому электрические потери в первичной обмотке 
невелики, и все потери холостого хода можно полагать равными потерям в стали 
. Потери в стали, как отмечалось выше, пропорциональны 
, а на холостом ходу они будут пропорциональны и 
, поэтому зависимость 
имеет параболический характер. Потери холостого хода 
и ток холостого хода 
, определенные при номинальном напряжении, являются паспортными величинами трансформатора и приводятся в справочниках.
Зависимость 
является обращенной магнитной характеристикой трансформатора, так как 
. Нелинейный характер зависимостей 
и 
объясняет и сильную зависимость параметров холостого хода и 
от напряжения 
.
Соответствие тока намагничивания 
, потерь холостого хода 
, коэффициента мощности 
и параметров 
и 
расчетным данным проверяется для номинального напряжения 
.
Опыт короткого замыкания
Опыт проводится по схеме рис. 18 при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Первичное напряжение 
изменяется в пределах 
, но при условии, что ток 
. По данным опыта строят зависимости тока короткого замыкания 
, потерь которого замыкания 
и коэффициента мощности 
в функции напряжения 
. Вид этих зависимостей показан на рис. 20. Их называют характеристиками короткого замыкания.
Ток короткого замыкания 
определяется внутренним сопротивлением трансформатора 
.
 |
Согласно упрощенной схеме замещения (рис.13)
.
Так как активные сопротивления обмоток 
и 
и индуктивные сопротивления 
и 
являются практически постоянными, зависимость 
будет близка к линейной, а 
. Потери короткого замыкания 
складываются из потерь в обмотках и потерь в стали, но последние в опыте короткого замыкания весьма малы и ими часто пренебрегают. Оценку потерь в стали в опыте короткого замыкания можно произвести на основе следующих соотношений:
; 
; 
.
Отсюда следует, что в опыте короткого замыкания потери в стали не превышают 
при 
.
Поэтому считают, что потребляемая трансформатором мощность в опыте короткого замыкания равна потерям в его обмотках:
.
Так как 
, то зависимость 
имеет параболический характер.
Потери короткого замыкания 
, определенные при номинальном токе, являются паспортной величиной и приводятся в справочниках.
Параметры короткого замыкания определяются следующими соотношениями:
; 
; 
.
Из опыта короткого замыкания определяются также напряжение короткого замыкания
и его составляющие
;
.
Полученные на основании опытов холостого хода и короткого замыкания параметры позволяют уточнить эксплуатационные характеристики трансформатора.
