Точне значення коефіцієнта трансформації являє собою відношення е.дс. обмотки вищої напруги до е.р.с. обмотки нижчої напруги незалежно від того, яка з обмоток первинна і яка вторинна.
Досвід холостого ходу (рис. 11.4, а) використовують для визначення коефіцієнта трансформації. При цьому обмотку нижчої напруги підключають до пристрою (потенціал - регулятор), що дозволяє в широких межах змінювати напругу, що підводиться до трансформатора, а обмотку вищого напруги розмикають.
З метою визначення коефіцієнта трансформації до обмотці нижчого напруги досить підвести напругу 0,1 UH для трансформаторів малої потужності і (0,33 ... 0,5) UH для трансформаторів великої потужності. Падіння напруги в первинній обмотці дуже мало. З допустимої точністю можна прийняти, що E1 = U1 і Е2 = U2, так як струм у вторинній обмотці практично дорівнює нулю.
З досвіду холостого ходу трансформатора визначають також залежно струму холостого ходу Ix, споживаної потужності Р х і коефіцієнта потужності cosφ від значення напруги, що підводиться U 1, при розімкнутої вторинної обмотці, тобто при I 2 = 0. Струм холостого ходу силових трансформаторів становить від 10 ( для малопотужних трансформаторів) до 2% (для потужних трансформаторів) номінального. При знятті характеристик холостого ходу підводиться напруга змінюють в межах від 0,6 до 1,2 U H таким чином, щоб отримати 6 ... 7 показань. На малюнку 11.4,6 дано приблизний вигляд характеристик холостого ходу.
Потужність холостого ходу характеризує електричну енергію, що витрачається в самому трансформаторі, так як з вторинної обмотки енергію при цьому не споживають. Енергія в трансформаторі витрачається на нагрів обмоток проходять по ним струмом і нагрів стали сердечника (вихрові струми і гістерезис). Втрати на нагрівання обмоток (втрати в обмотках) при холостому ході мізерно малі. Практично можна вважати, що всі втрати холостого ходу зосереджені в стали сердечника і йдуть на його нагрівання.
Коефіцієнт потужності трансформатора визначають за формулою
. Px
cosφ = ------. (11.3)
. 3 U x.ф I k
де Р х - повна потужність, споживана трансформатором при холостому ході (сума показань двох ватметрів, наведених на малюнку 11.4, а); U х.ф і I x - середні значення фазних напруги і струму.
Досвід короткого замикання проводять за схемою, зображеної на малюнку 11.5, а. До обмотці нижчого напруги підводять напругу, при якому в обмотці вищої напруги, замкнутої накоротко, протікає номінальний струм. Ця напруга називають напругою короткого замикання еk%; його значення призводять в паспорті трансформатора у відсотках номінального.
Так як в цьому досвіді через малого напруги, підведеної до обмотки нижчої напруги, магнітний потік в сердечнику дуже незначний і сердечник не нагрівається, то вважають, що вся споживана трансформатором при досвіді короткого замикання потужність витрачається на електричні втрати в провідниках обмоток. Характеристики короткого замикання (рис. 11.5,6) представляють собою залежності споживаного струму I k потужності P k і коефіцієнта потужності cosφ, від підведеної напруги при замкнутої вторинній обмотці. Значення напруги, що підводиться знаходиться в межах 5 ... 10% номінального. Коефіцієнт потужності визначають так:
. Pk
cosφk = ------. (11.4)
. 3 U x.ф I k
Сума показань ватметрів дає значення втрат в трансформаторі, які викликають нагрівання обмоток. Потужність, який показується ваттметром,
Pk = Pm1 + Pm2 = 3 I 12 + 3 I 22 R 2,
де R 1 і R 2-опір первинної і вторинної обмоток трансформатора.
Напруга короткого замикання, при якому у вторинній обмотці протікає струм, який дорівнює номінальному, виражають у відсотках номінального:
. U k.ф
e k% = ---- 100. (11.6)
. U Н.Ф.
Напруга короткого замикання - важлива характеристика трансформатора. З цієї величині роблять висновок про можливість паралельної роботи трансформаторів, по ній і її складових визначають зміни вторинної напруги трансформатора при зміні навантаження. Використовуючи цю величину, знаходять струми короткого замикання в умовах експлуатації.
