變壓器低壓短路阻抗測試的應用及原理探討

變壓器低壓短路阻抗測試的應用及原理探討

1 應用

 電力變壓器在運行或者運輸過程中不可避免地要遭受各種故障短路電流的沖擊或者物理撞擊，在短路電流產生的強大電動力作用下，變壓器繞組可能失去穩定性，導致局部扭曲、鼓包或移位等*變形現象，這樣將嚴重影響變壓器的安全運行。為了檢測變壓器的變形程度或是否變形，國家電力行業標準DL/T911－2004中明確規定了對變壓器變形的測試。目前檢測變壓器繞組變形的常用方法有：頻率響應分析法，掃頻法和低壓短路阻抗法。其中短路阻抗是變壓器的重要參數，低壓短路阻抗法是判斷繞組變形的傳統方法，為此國標1094.5-2003和IEC60076-5:2000曾規定：短路電抗的變化量是判斷變壓器繞組有無變形的*判據。

2 原理

 變壓器的短路阻抗是指該變壓器的負荷阻抗為零時變壓器輸入端的等效阻抗。短路阻抗可分為電阻分量和電抗分量，電抗是容抗和感抗的總和。對于110kV及以上的大型變壓器，由于感抗很大所以電阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是電抗分量的數值。變壓器的短路電抗分量，就是變壓器繞組的漏電抗。變壓器的漏電抗可分為縱向漏電抗和橫向漏電抗兩部分，通常情況下，橫向漏電抗所占的比例較小。變壓器的漏電抗值由繞組的幾何尺寸所決定的，變壓器繞組結構狀態的改變勢必引起變壓器漏電抗的變化，從而引起變壓器短路阻抗數值的改變。

變壓器的阻抗公式 Z= R+jX  

其中 Z: 阻抗 R：電阻 X：電抗

j 是虛數單位 
當 X > 0 時，稱為感性電抗 
當 X = 0 時，電抗為0 
當 X < 0 時，稱為容性電抗 
一般應用中，只需知道阻抗的強度即可：
|Z|=√R^2+X^2
對電阻為0的理想純感抗或容抗元件，阻抗強度就是電抗的大小。
一般電路的總電抗等于：X = XL + XC 
其中 XL 為電路的感抗, XC 為電路的容抗。

3 測量方法

　變壓器短路阻抗測量采用伏安法。該方法適用于單相和三相變壓器。測試前將變壓器的一側出線短接，短接用的導線須有足夠的截面積，并保持各出線端子接觸良好，以減小引線的回路電阻。變壓器的另一側施加試驗電壓，從而產生流經阻抗的電流，同時測量加在阻抗上的電流和電壓，此電壓、電流的基波分量的比值就是被試變壓器的短路阻抗。
　　變壓器短路阻抗測試時，通常在變壓器的高壓繞組側加壓，在低壓繞組側短路。為保證測試精度，電壓測量回路應直接接在被試變壓器的出線端子上，以免引入電流引線上的電壓降。試驗用調壓器的額定電流不能小于10A，試驗時流經被試變壓器繞組的試驗電流以在其額定電流的0.5％～0.1％的數量級上或2～10A為宜，試驗電流不能太大，否則由于電源的過載使試驗電壓波形嚴重畸變，影響測試精度