電力變壓器短路阻抗法繞組變形原理詳解

前言： 變壓器作為電力系統中最重要的組成元素之一，承擔著電能的轉換輸送功能，變壓器的執行狀態關乎著整個電網的穩定，因此，電力變壓器的質量狀態監測很有必要，可以提前發現質量問題減少損失。在變壓器的諸多引數中，短路阻抗引數及其重要，但現有的知識點分散，讀者不易通徹整體的瞭解短路阻抗的含義及原理，本文將全面通透的對變壓器短路阻抗進行詳細介紹，並儘可能將讀者可能遇到的問題進行解答。

一、基本原理

可以看出，變壓器的短路阻抗值包含的原邊的電阻值，原邊副邊間的電抗（容抗和感抗），由此得出結論，影響變壓器短路阻抗值的因素有原邊的線圈電阻、繞組對間的相對距離、繞組與外殼間的漏磁通。變壓器繞組對的漏電感是兩側繞組相對距離（同心圓的兩個繞組的半徑之差）的增函式，且與兩側繞組高度的算術平均值近似成反比，即漏電感是這對繞組相對位置的函式。由於繞組對中任何一個繞組的變形必定會引起 Lk 的變化，相應的電抗、阻抗會發生改變，因此測量繞組引數的變化可以判斷變壓器的繞組變形。

通常，短路阻抗值用無量綱的相對值來表示，即表示為該對繞組中同一繞組的參考阻抗 Zref 的分數值 。用百分數表示為：

數值上，此相對值也等於短路試驗中為產生相應額定電流（或分接電流）時所施加的電壓與額定電壓（或分接電壓）之比。因此，在出廠試驗中，常用此種方法進行測試。

二、低電壓阻抗法

可以看出，短路阻抗數值上等於，將變壓器二次側短路，在一次側逐漸施加電壓，當二次繞組透過額定電流時，一次繞組施加的電壓Uz與額定電壓Un之比的百分數。這種方法在工廠出廠試驗中是容易達到的，但是變電站現場測試時，試驗變得容量肯定無法滿足要求，因此，現場多采用低電壓阻抗法進行測量。在漏磁通迴路中油、紙、銅等非鐵磁性材料佔磁路主要部分。非鐵磁性材料的磁阻是線性的，且磁導率僅為矽鋼片的萬分之五左右，亦即磁壓的 99。9% 以上降落線上性的非鐵磁性材料上。繞組引數在電流從零到額定電流的範圍內都可以認為是基本不變的，因此，測量繞組引數可以用較低的電流、電壓而不會影響其測量資料。

三、資料異常分析

清楚原理後，若出線資料異常情況，也可以自行分析判斷了。首先，需要測量繞組的直流電阻，以排除繞組電阻對阻抗的影響，此外，還需測量繞組間的電容量，並與出廠值進行比較，若真是繞組發生變形，除阻抗電壓有變化外，繞組間的電容量也應該有改變，兩者相互佐證才可下相應的判斷。繞組變形後，需根據變形程度，採取相應的控制措施應對，以防發生更大的事故。

四、短路阻抗的自我矛盾

從限制短路電流的角度看，我們希望短路阻抗值愈大愈好；從降低損耗的角度看，我們希望短路阻抗值愈小愈好。兩者的相互矛盾需要我們選取一個適中的值，它既能滿足短路電流計算值的要求，又能最大限度地降低損耗，同時滿足材料的經濟性等。