变压器短路测试和开路测试

变压器的开路（空载）和短路（负载）测试

我们在变压器的等效电路中看到，主要有四个参数；

• 等效电阻（R01）
• 等效电抗 (X01)
• 抗磁芯损耗 (R0)
• 磁化电抗 (X0)

执行开路和短路测试以查找变压器的电路参数、调节和效率。这些测试是在没有变压器实际负载的情况下进行的。因此，这些测试被认为是一种间接的测试方法。

与在满载变压器上执行的测试（直接法）相比，这些测试给出了更准确的结果。此外，这些测试更经济，因为功耗非常低。两种测试均视为间接测试方法；

• 开路测试
• 短路测试

开路测试（空载测试）

开路测试 （又名空载测试 ) 用于确定变压器中的损耗，例如铁损（铁损）、空载电流 (I0) 和空载等效电路参数（R0 和 X0）。该测试在初级绕组或次级绕组上进行。但在大多数情况下，这个测试是在低压绕组上进行的。因为在实验室中很难获得高压，而且通过高压绕组的电流很小。因此，可能很难测量出准确的读数。

因此对低压绕组进行开路测试。单相变压器开路试验的实验接线图如下图所示。

如上图所示，初级绕组（低压绕组）由额定电压和额定频率供电（通常为自耦变压器单相供电）。并且次级绕组保持开路。现在，在初级绕组中连接了一个电压表V0、一个电流表I0和一个瓦特表W0。

次级绕组保持开路。因此，通过次级绕组的电流为零。并且负载没有连接。因此，通过初级绕组的电流为空载电流 I0。通过初级绕组的电流由电流表测量，给出空载电流值。

初级绕组的供电电压为额定电压。因此，变压器铁芯中产生的磁通是正常的。并且这种通量对于所有负载条件都是相同的。变压器中产生的铁损取决于电源电压和频率。在本次测试中，我们给出了额定电源电压和频率。因此，本试验产生的铁损或铁损对于所有负载都是相同的。

流过次级绕组的电流供给初级绕组中的铁损和铜损。空载电流通过非常小的初级绕组（满载电流的 2% 到 5%）。因此，我们可以忽略铜损。并为铁损提供初级电流。

一个功率计连接到初级绕组，用于测量供电功率。因此，功率计指示变压器铁芯中发生的功率损耗。在开路测试中，仪表读数如下；

电流表：空载电流I0

电压表：额定电源电压V1

功率计：铁损或铁损Pi

观察表

开路测试的观察表如下所示。

现在，我们可以利用空载电流找到电路参数（R0和X0）。

空载功率W 0 =V 1 我 0 Cos φ 0 =铁损

空载电流工作分量；

我 W = 我 0 Cos φ 0

空载电流磁化分量；

我 M = 我 0 辛 φ 0

现在，从工作元件和励磁元件，我们可以找到空载电阻和电抗如下；

空载电阻；

空载电抗；

短路测试（负载测试）

短路测试 （又名负载测试 )在高压侧进行，低压侧短路。该测试可以在低压侧进行，但该测试几乎不需要额定电压的 5% 到 7%。在低压侧，该电压非常小，并且有可能出现测量错误。此外，实验室很容易获得高压侧的降低电压（5% 到 7%）。因此，在高压侧进行短路测试很方便。

短路测试示意图如下图所示。

通常，低压绕组使用粗线短路。但在某些情况下，会连接一个电流表来测量额定负载电流。如上图所示，在高压侧接一个电流表、一个电压表和一个瓦特表。在这里，我们将初级绕组视为高压绕组，将次级绕组视为低压绕组。

高压绕组由来自可变电源的降低输入电压供电。电源电压逐渐升高，直到满载初级电流流过初级绕组。当满载电流流过初级绕组时，通过变压器作用，流过次级绕组的电流为满载次级电流。

所以，连接在高压侧的电流表测量满载初级电流。当满载电流流过初级绕组时，电压表测量提供的电压。在这种情况下，提供的电压几乎不会是满载电压的 5% 到 10%。由于输入电压低，磁芯中产生的磁通量非常低。并且铁损与磁通量的平方成正比。因此，铁损非常小，可以忽略不计。

另外，通过绕组的电流是满载电流。因此，测试过程中发生的铜损是正常的满载铜损。并且瓦特表指示满载铜损。次级绕组短路。因此，次级电压（输出电压）为零。因此，整个初级电压用于提供称为初级侧的总阻抗中的压降。

短路测试下变压器的近似等效电路如下图所示。

观察表：

短路测试仪表读数如下；

• 电流表：满载初级电流 (ISC)
• 电压表：供电电压 (VSC)
• 功率计：满载铜损（PC）

满载铜损；

W SC = 我 ² SC R 01

变压器以初级为参考的等效电阻；

等效阻抗参考初级；

等效电抗参考初级；

功率因数；