Отримана в § 1.6 електрична схема заміщення (див. Рис. 1.18, б) дозволяє з достатньою точністю досліджувати властивості трансформаторів в будь-якому режимі. Використання цієї схеми при визначенні характеристик має найбільше практичне значення для трансформаторів потужністю 50 кВ-А і вище, так як дослідження таких трансформаторів методом безпосереднього навантаження пов'язане з деякими технічними труднощами: непродуктивною витратою електроенергії, необхідністю в громіздких і дорогих навантажувальних пристроях.
Визначення параметрів схеми заміщення Z1 = г1 + jx1. Zm = rm + jxm. Z'2 = r2 '+ jx'2 можливо або розрахунковим (в процесі розрахунку трансформатора), або досвідченим шляхом. Нижче викладається порядок визначення параметрів схеми заміщення трансформатора досвідченим шляхом, сутність якого полягає в проведенні випробування холостого ходу (х.х.) і досвіду короткого замикання (к.з).
Досвід холостого ходу. Холостим ходом називають режим роботи трансформатора при розімкнутому вторинної обмотці (Zн = ∞, I2 = 0). У цьому випадку рівняння напруг і струмів (1.34) приймають вид
Так як корисна потужність при роботі трансформатора вхолосту дорівнює нулю, то потужність на вході трансформатора в режимі х.х. Р0 витрачається на магнітні втрати в магнітопроводі Рм, (втрати на перемагнічування магнітопроводу і вихрові струми) і електричні втрати в міді I0 2 r1. (Втрати на нагрів обмотки при проходженні по ній струму) однієї лише первинної обмотки. Однак з огляду на невелику значення струму I0. який зазвичай не перевищує 2-10% від I1ном. електричними втратами I0 2 r1. можна знехтувати і вважати, що вся потужність х.х. являє собою потужність магнітних втрат в стали муздрамтеатру. Тому магнітні втрати в трансформаторі прийнято називати втратами холостого ходу (див. §1.14).
Мал. 1.29. Схеми досвіду х.х. трансформаторів однофазного (а), трифазного (б)
Досвід х.х. однофазного трансформатора проводять за схемою зображеною на рис. 1.29, а. Комплект приладів, включених в схему, дає можливість безпосередньо виміряти напругу U1, підведене до первинної обмотці; напруга U20 на висновках вторинної обмотки; потужність х х Р0 і ток х.х. I0.
Напруга до первинної обмотці, трансформатора зазвичай підводять через однофазний регулятор напруги РНО, що дозволяє плавно підвищувати напругу від 0 до 1,15U1ном. При цьому через приблизно однакові інтервали струму х.х. знімають показання приладів, а потім будують характеристики х.х. Залежно струму х.х. Iо. потужності х.х. Р0 і коефіцієнта потужності х.х. соs # 966; 0 від первинної напруги U1 (рис. 1.30).
Мал. 1.30. Характеристики х.х. трансформатора
Криволінійність цих характеристик обумовлена станом магнітного насичення муздрамтеатру, яке настає при деякому значенні напруги U1.
У разі випробування холостого ходу з трифазним трансформатором напруга U1 встановлюють за допомогою трифазного регулятора напруги РНТ (рис. 1.29, б). Характеристики х.х. будують за середніми фазним значенням струму і напруги для трьох фаз:
Мал. 1.30. Характеристики х.х. трансформатора
Середнє (для трьох фаз) значення фазної напруги к.з. по (1.49)
Uк.ном = (191 +189 +190) / 3 = 190 В.
Середнє (для трьох фаз) значення струму к.з. по (1.50)
Параметри схеми заміщення трансформатора при досвіді короткого замикання: повний опір к.з. по (1.59) zk = Uк.ном / I1ном = 190 / 9,15 = 20,8Ом; з виразу потужності к.з. Pk = I1k 2 rk. визначимо активний опір к.з .:
індуктивний опір к.з. по (1.61)
прийнявши температуру # 952; 1 = 20 ° С, отримані значення величин приводимо до робочої температури обмоток +75 ° С: активний опір к. З. по (1.62)
повне опір к.з.
потужність к.з. по (1.64)
коефіцієнт потужності по (1.64)
напруга к.з. по (1.65)
У такому ж порядку розраховуємо параметри досвіду к.з. для інших значень струму к.з. Результати розрахунку заносимо в табл. 1.2, а потім будуємо характеристики короткого замикання (див. Рис. 1.33).