変圧器の短絡試験と開回路試験

変圧器の開回路（無負荷）および短絡（負荷時）テスト

トランスフォーマーの等価回路で見たように、4つの主要なパラメーターがあります;

等価抵抗（R ₀₁ ）
等価リアクタンス（X ₀₁ ）
コア損失抵抗（R ₀ ）
磁化リアクタンス（X ₀ ）

開回路および短絡テストは、変圧器の回路パラメーター、レギュレーション、および効率を見つけるために実行されます。これらのテストは、変圧器に実際の負荷をかけずに実行されます。したがって、これらのテストは間接的なテスト方法と見なされます。

これらのテストでは、完全にロードされた変圧器で実行されたテスト（直接法）と比較して、より正確な結果が得られます。また、これらのテストは、消費電力が非常に少ないため、より経済的です。 2つのテストでは、間接的なテスト方法が検討されました。

開回路テスト
短絡テスト

開回路テスト（無負荷テスト）

開回路テスト （別名無負荷テスト ）は、コア損失（鉄損）、無負荷電流（I ₀）などの変圧器の損失を決定するために実行されます。）、および無負荷等価回路パラメータ（R ₀ およびX₀ ）。このテストは、一次巻線または二次巻線のいずれかで実行されます。ただし、ほとんどの場合、このテストは低電圧巻線で実行されます。実験室で高電圧を得るのは難しく、高電圧巻線を流れる電流は非常に小さいためです。そのため、正確な測定値を測定するのは難しいかもしれません。

したがって、開回路テストは低電圧巻線で実行されます。単相変圧器の開回路試験の実験的な接続図を下の図に示します。

上図に示すように、一次巻線（低電圧巻線）は定格電圧と周波数（通常、単巻変圧器からの単相電源）によって供給されます。そして二次巻線は開いたままです。さて、電圧計V ₀ 、電流計I ₀ 、および電力計W ₀ 一次巻線に接続されています。

二次巻線は開回路に保たれます。したがって、二次巻線を流れる電流はゼロです。そして、負荷は接続されていません。したがって、一次巻線を流れる電流は無負荷電流I0です。一次巻線を流れる電流は、無負荷電流の値を示す電流計によって測定されます。

一次巻線に与えられる供給電圧は定格電圧です。したがって、トランスのコアで生成される磁束は正常です。そして、このフラックスはすべての負荷条件で同じです。変圧器で発生する鉄損は、供給電圧と周波数に依存します。このテストでは、定格供給電圧と周波数を指定しました。したがって、このテストで生成される鉄損またはコア損失は、すべての負荷で同じです。

二次巻線を通過する電流は、一次巻線の鉄損と銅損に供給されます。無負荷電流は、非常に小さい一次巻線を通過します（全負荷電流の2〜5パーセント）。したがって、銅損は無視できます。そして、一次電流はコア損失のために供給されます。

電力計は、供給電力を測定する一次巻線に接続されています。したがって、電力計は、変圧器のコアで発生した電力損失を示します。開回路テストでは、機器の読み取り値は次のとおりです。

電流計：無負荷電流I ₀

電圧計：定格供給電圧V ₁

電力計：鉄またはコアの損失P _i

観測テーブル

開回路テストの観測表を以下に示します。

定格供給電圧V₁	無負荷電流I₀	鉄またはコアの損失P_i
…..	…..	…..

これで、無負荷電流を使用して回路パラメータ（R0およびX0）を見つけることができます。

無負荷電力W ₀ =V ₁ 私 ₀ Cos ϕ ₀ =鉄の損失

無負荷電流の動作コンポーネント;

私 _W = 私 ₀ Cos ϕ ₀

無負荷電流の磁化コンポーネント;

私 _M = 私 ₀ 罪ϕ ₀

これで、動作コンポーネントと磁化コンポーネントから、次のように無負荷抵抗とリアクタンスを見つけることができます。

無負荷抵抗;

無負荷リアクタンス;

短絡テスト（負荷テスト）

短絡テスト （別名負荷テスト ）は高圧側で行い、低圧側を短絡します。この試験は低電圧側でも実施できますが、定格電圧の5〜7％はほとんど必要ありません。低電圧側では、この電圧は非常に小さく、測定誤差の可能性があります。また、実験室では高電圧側の低電圧（5〜7％）を簡単に利用できます。したがって、高電圧側で短絡試験を行うと便利です。

短絡テストの概略図を次の図に示します。

通常、低電圧巻線は太いワイヤーを使用して短絡されます。ただし、定格負荷電流を測定するために電流計が接続されている場合があります。上図のように高圧側には電流計、電圧計、電力計が接続されています。ここでは、一次巻線を高電圧巻線、二次巻線を低電圧巻線と見なしました。

高電圧巻線は、可変電源からの減少した入力電圧によって供給されます。全負荷の一次電流が一次巻線を流れるまで、供給電圧は徐々に増加します。全負荷電流が一次巻線を通過するとき、変圧器の作用により、二次巻線を流れる電流は全負荷二次電流になります。

したがって、高電圧側に接続された電流計は、全負荷の一次電流を測定します。電圧計は、全負荷電流が一次巻線を流れるときに供給電圧を測定します。この状態では、供給電圧は全負荷電圧の5〜10パーセントにはなりません。入力電圧が低いため、コアで生成される磁束は非常に低くなります。また、コア損失は磁束の2乗に比例します。したがって、コア損失は非常に小さく、無視できます。

また、巻線を流れる電流は全負荷電流です。したがって、テスト中に発生する銅損は、通常の全負荷銅損です。また、電力計は全負荷の銅損を示します。二次巻線が短絡しています。したがって、二次電圧（出力電圧）はゼロです。したがって、一次電圧全体を使用して、一次側と呼ばれる総インピーダンスの電圧降下を供給します。

短絡テストでの変圧器のおおよその等価回路を次の図に示します。