background image

 

 

EQUIVALENT CIRCUIT OF A SINGLE-PHASE TRANSFORMER

 

 

 

Aim: 

The  determination of electrical equivalent circuit parameters of a single phase power  

transformer from  open circuit and short circuit tests. 

 

Apparatus: 

MATLAB 

 
 

 

 

Circuit Diagram:

 

 
 
Procedure:  

1.  Open File ---> New---> Model. 
2.  Open Simulink Library and browse the components. 
3.  Select single phase linear transformer , ratings 1200 VA, 220/110 V, 50 Hz,  

4.  Connect the components as shown in the above circuit diagram. 
5.   No-Load Test:  

 

 

a. Apply  voltage  to  the  LV  side  in  steps  up  to  120%  of  the  rated  voltage  and  for  each 

case record primary current and power drawn from the source.  

b. Increase  the  applied  voltage  by  20%  and  repeat  the  above  step  ,  record  all  the 

readings of the instruments.  

 

6.  Short-Circuit Test:  

 

 Apply voltage to the HV side in 6 steps up to 120% of the rated current. record all the 
readings of the instruments.

 

 
 
 

Date: 15-11-2016 

Electrical Machines Lab 

Experiment-No. One 

 


background image

 
 
 
Requirements: 

1.  Determine the equivalent circuit parameters from the test results.  
2.  
Plot the relation between the voltage, current , power for the input transformer for 

open circuit  test, and comment on the results. 

3.  Plot the relation between the voltage, current , power for the input transformer for 

short circuit  test, and comment on the results. 

4.  Questions to be answered: 

 

i-  Which  winding  (  LV  or  HV)  should  be  kept  open  while  conducting  OC  test? 

Justify your answer.  

ii-  Which  winding  (  LV  or  HV)  should  be  kept  open  while  conducting  SC  test? 

Justify your answer.  

 
 

 
Theory : 

Equivalent Circuit of Transformer

 

 

 

 

 

φ mutual

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

  

 

V

1

 

N

1

 

E

1

 

E

2

 

N

2

 

V

2

 

LOAD

 

 

Fig.

 

Elementary Transformer

   

 

 
 
 

 

 

 

 

 
 

 

 
 

Circuit diagram for open and short circuit 

tests 

 
 
 
 


background image

 

The Open circuit test of the transformer is one of the type test of transformer by which core losses 

of  the  transformer  are  determined.  In  this  test  normal  voltage  is  applied  on  the  low  voltage  side  at 

rated  frequency  and  high  voltage  side  is  open  condition  that  means  there  is  no  load  in  the 

transformer.  At  that  time  the  reading  of  wattmeter  connected  on  the  low  voltage  side  gives  the  no 

load loss or core losses of the transformer and no load impedance of transformer. 

For measuring the Open circuit test, the high voltage winding is left open .A wattmeter, a voltmeter 

and an ammeter are connected in the another winding i.e low voltage winding of the transformer. The 

connection of Wattmeter, voltmeter and ammeter are shown in the figure. Now normal voltage 

applied to the low voltage winding and then recorded the reading of wattmeter, voltmeter & ammeter 

which are connected to the low voltage winding. 

1.  The Wattmeter measures the iron loss (consisting of the hysteresis loss and the eddy current 

loss ) of the transformer because the cu- loss is negligibly small in low voltage winding and 

nil in the high voltage winding under no load condition.  

2.  The Ammeter measures the no load current I

0

 which is very small ( 2 to 10 % of rated load 

current). 

3.  The voltmeter measures the normal voltage which is applied in the low voltage winding. 

 

 


background image

Let W is the wattmeter reading and V

1

 is the applied voltage and I

0

 is the ammeter reading ,Then 

W = V

1

I

0

Cos Φ

0

            

∴ cosΦ

0

= W/V

1

I

0

  

And Iµ = is the magnetizing component of no load current , Iw is the core loss component of no load 

current, from the vector diagram of no-load transformer,  

Iµ = I

0

 sin Φ

0

,               I

w

= I

0

 cosΦ

0

,     

∴ X

= V

1

/ Iµ and R

0

 = V

1

 /I

w

 Thus,   Z

0

=√(R

0

2

+ X

0

2

The admittance is the inverse of impedance. Therefore,    Y

0

= 1/Z

0

 

The conductance G

0

 can be calculated as,      G

0

=W/V

1

2

 

Hence the exciting susceptance ,      B

0

=√(Y

0

2

- G

0

2

Why are copper losses neglected in open circuit test ? 

Ans: As no load current is very small so the no load copper loss is very small in comparison with the 

iron losses so the copper losses are neglected in open circuit test. 

Why is kept open high voltage side of transformer during measuring the open circuit test? 

Ans: High voltage side is kept open due to suitability of using metering arrangement in the low 

voltage side rather than high voltage side

.  

 

The  short  circuit  test  of  the  transformer  is  the  one  of  type  test  by  which  we  can  measure  the  full 

load cu- loss of the transformer. For testing the short circuit test all meters ( i.e ammeter, wattmeter 

and  volt  meter  )  are  connected  to  the  high  voltage  winding  and  the  low  voltage  winding  is  short 

circuited which is shown in the figure. Now the low voltage is applied at  high voltage side and the 

applied voltage is slowly increased with the help of variac until the ammeter gives reading equal to 

the  rated  current  of  the  HV  side.  When  the  current  of  HV  side  reach  at  rated  current  of  the 

transformer,  at  that  time  the  reading  of  wattmeter  represents  the  total  full-load  Cu-losses  of  the 

transformer i.e both primary Cu loss and secondary Cu loss.  


background image

W = Full-load copper loss, V

1

 = Applied voltage, I

= Rated current, R

01

 = Resistance as viewed from 

the primary, Z

01

 = Total impedance as viewed from the primary, X

01

 = Reactance as viewed from the 

primary  

W=I

1

2

R

01

         

∴ R

01

=W/I

1

2

          Z

01

=V

1

/I

1

         

X

01

=√(Z

01

2

- R

01

2

)

    

 

 


background image

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Result:

 

Signature of the faculty

 

 

 

 

 

6

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: power pdf
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 203 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل