變壓器短路試驗是為了測量短路損耗和阻抗電壓等數據，以便對變壓器效率、熱穩定、動穩定、溫升等電氣性能考核。國際電工委員會（IEC）和我國國家標準（GB）都對變壓器承受短路的能力進行了明確的規定，并且對短路承受能力試驗的方法和要求進行了闡述。下面就對變壓器短路試驗的相關知識作詳細介紹。

一變壓器短路試驗相關標準

　　變壓器短路試驗的標準有：《GB 1094.5-2003 電力變壓器 第5部分：承受短路的能力》，《IEC 60076-5-2006 電力變壓器 第5部分：承受短路的能力》。目前國內的變壓器主要按GB 1094.5-2003這一標準進行試驗，出口變壓器則按IEC 60076-5-2006或與其他相應的國家標準進行試驗。

二變壓器短路試驗

　　變壓器短路屬于異常情況，但是在電力變壓器運行中短路是不可避免的，對于要求高可靠性的電力電網中，必須考慮電力變壓器短路時對電網及電力變壓器自身的影響。運行中的電力變壓器相當于一個電壓源，對于理想電壓源而言，其短路電流無窮大，因此，決不允許短路。變壓器的短路試驗將變壓器的一側繞組（通常是低壓側）短路，而從另一側繞組（分接頭在額定電壓位置上）加入額定頻率的交流電壓，使變壓器繞組內的電流為額定值，此時所測得的損耗為短路損耗，所加的電壓為短路電壓，短路電壓是以被加電壓線圈的額定電壓百分數表示的。

01變壓器短路試驗方式

　　常用變壓器短路試驗方式有兩種，預先短路法和后短路法：
　　(1)預先短路法：也稱對預先短路的變壓器施加電壓的短路試驗，即在變壓器的二次側預先短路或合上斷路器，然后在一次側進行勵磁。這種方法要求離鐵心柱最遠的繞組接電源，目的是為了盡可能地避免鐵心飽和以及在最初的幾個周期內的磁化涌流疊加到短路電流上。
　　(2)后短路法：也稱對預先勵磁變壓器進行短接的短路試驗，即變壓器一次繞組施加勵磁電壓，二次繞組利用短路裝置進行短路的方式。這種方式更接近實際運行狀態。

02變壓器短路試驗分析

 
圖1示：單相變壓器短路試驗原理圖

 
圖2示：三相變壓器短路試驗原理圖

　　變壓器短路試驗通常在高壓側繞組中通過額定頻率、正弦波形的額定電流，低壓側繞組短路（如圖1、圖2所示，單相、三相變壓器短路試驗原理圖，在受到試驗設備限制時，可以施加不小于50%額定電流）。由于一般電力變壓器的短路阻抗很小，為了避免過大的短路電流損壞變壓器的線圈，短路試驗應在降低電壓的條件下進行。用自耦變壓器調節外旋電壓，使電流在0.1~1.3倍額定電流范圍變化。由于短路測試時原邊電流幅值變化范圍寬，所以必須選擇寬范圍準確測量或多量程測量儀器。
　　當原邊電流達到額定值時，變壓器的銅損相當于額定負載時的銅損，此時輸入電壓較低，鐵芯中的工作磁通比額定工作狀態小得多，鐵損可以忽略不計，所以短路試驗的全部輸入功率基本上都消耗在變壓器繞組上，此時短路試驗輸入功率就是變壓器銅損，即負載損耗，通過計算可得出短路阻抗。
　　變壓器短路阻抗由短路電阻和短路電抗構成，短路電阻越大，銅損越大，因此，必須限制短路電阻，這樣就只能提高短路電抗。也就是說，相同短路阻抗時，電路電阻越小，就要求短路電抗越大，結果就導致電力變壓器短路運行功率因數非常低，大型電力變壓器的短路功率因數通常在0.01～0.05之間。
　　電力變壓器短路試驗的功率約等于變壓器的銅損，是計算變壓器銅損的重要參數，功率測量不準確，變壓器的銅損就不準確，變壓器的效率計算也就不準確。因此，低功率因數下有功功率測量準確度是電力變壓器短路試驗的重要技術指標。電力變壓器短路試驗通常采用功率表和電壓、電流互感器構成的測試系統測量變壓器的原邊輸入功率。低功率因數下有功功率測量準確度主要取決于測試系統的角差，而測試系統的角差取決于功率表角差和電壓、電流互感器角差。功率因數為0.01時，0.2級電流互感器的角差（10′）將導致功率測量誤差高達30%！因此，電力變壓器短路試驗除了采用低角差功率表之外，還應采用低角差的電壓、電流傳感器。
　　變壓器短路功率因數（PFD）不是指電力變壓器實際短路的功率因數，而是變壓器短路試驗時的功率因數。變壓器產品銘牌上標稱的電力變壓器負載損耗就是短路試驗時的損耗，也就是短路試驗時的輸入有功功率（PD）。短路試驗時，輸入電流為額定電流（IN），電力變壓器的短路視在功率（S）與短路電壓（UD）成正比，而短路阻抗（ZK）正好是短路電壓與額定電壓（UN）的百分比。
短路阻抗：

　　ZK=UD/UN；

短路試驗視在功率：

　　S=ZK*IN；

短路功率因數：

　　PFD=PD/（ZK*IN）。

---