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💥1 概述
变压器的短路试验是通过将二次侧短路，并向一次侧施加额定电流来进行的。此试验有助于确定以一次侧为基准的变压器串联参数。从试验中收集的数据可以用来展示电压-电流变量间的线性关系，以及电压和电流随功率变化的非线性关系。
变压器的短路试验是一项至关重要的性能验证过程，其具体实施方式是通过精心设计的电路配置，使得变压器的二次绕组处于完全短路的状态，与此同时，向一次绕组施加与其额定值相符的电流。这项试验的核心目的在于深入探索并精确测定以一次侧为参照的变压器关键串联参数，包括阻抗、漏磁通以及相关的损耗特性。
在实施短路试验的过程中，细致地收集和分析数据是不可或缺的环节。这些宝贵数据不仅能够揭示一次侧电压与二次侧短路电流之间的线性响应特征，提供关于变压器内部阻抗直观而精确的信息，而且还能够展现当输入功率发生变化时，电压与电流响应间复杂的非线性关系。这种非线性行为，尤其是在高磁通密度下，对于评估变压器在极限工作条件下的性能和稳定性尤为关键。
进一步地，通过对短路试验结果的深入解析，工程师和研究人员能够详尽地了解变压器的磁化特性、热稳定性和短路耐受能力，这些都是确保电力系统安全运行和优化设计的基础。例如，从电流与电压变化率的分析中，可以评估变压器的瞬态响应特性，从而对其在电网故障情形下的行为做出预测。此外，短路试验数据还能指导变压器保护装置的设定，确保在实际运行中能迅速且恰当地应对各种短路事件，减少损害，保障电力系统的连续可靠服务。
一、试验原理与工程意义
变压器短路试验通过将二次侧绕组短路，在一次侧施加额定频率的电压使电流达到额定值，旨在测定以下关键参数：
- 串联阻抗参数：包括短路阻抗 、短路电阻 和短路电抗 ，反映变压器绕组电阻和漏磁通特性。
- 损耗特性：额定电流下的短路损耗 （主要为铜损），用于评估变压器效率。
- 动稳定能力：验证变压器承受短路电流冲击的机械强度，确保保护装置可靠性。
工程价值：试验数据可预测电网故障时变压器的瞬态响应，指导继电保护整定，保障电力系统稳定性。
二、标准化试验流程（分步骤详解）
1. 试验准备
- 设备检查：确认变压器外观无损伤、漏油，绝缘状态良好。
- 仪器校准：电流表、电压表、功率表精度需满足标准，量程覆盖额定电流的120%。
- 环境记录：测量环境温度与湿度，后续参数需折算至75℃基准值。
2. 接线配置
- 短路连接：将高压侧（大电流侧）短路，使用截面积不小于变压器导线的短接铜排，确保接触电阻可忽略。
- 测量回路：在一次侧串联电流表，并联电压表，功率表接入电压/电流回路（见图1）。
并联
3. 加压与数据采集
- 电压调节：从零开始缓慢升压，密切监视电流表，直至一次侧电流达额定值 。
- 关键读数：记录额定电流下的短路电压 、短路损耗功率 。
- 安全限值：试验电流不超过 ，避免过热损坏。
4. 特殊工况处理
-
非额定条件试验：若现场无法施加额定电流，可用25%-50% 的小电流测试，再通过线性外推计算额定值参数。
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温度修正：实测电阻值需按公式换算至75℃基准：
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三、核心参数计算与数据分析
1. 短路参数计算公式
2. 阻抗电压（关键指标）
-
定义：一次侧施加电压使电流达 时，该电压 称为阻抗电压，通常以额定电压百分比表示：
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四、试验标准与质量控制
- 电流偏差：对称短路电流方均根值允许±10%偏差，非对称峰值允许±5%偏差。
- 温度范围：绕组平均温度需控制在10℃–40℃。
- 试验频次：按GB 1094.5规定，需根据变压器类型及分接位置确定短路冲击次数。
五、与空载试验的对比分析
| 试验类型 | 接线方式 | 主要测量参数 | 工程目的 |
|---|---|---|---|
| 短路试验 | 二次侧短路，一次侧加流 | , | 测定铜损、阻抗、动稳定 |
| 空载试验 | 二次侧开路，一次侧加压 | 铁损 、空载电流 | 测定铁损、磁路特性 |
关键差异：短路试验在高压侧加压（因低压侧短路阻抗过小难以测量），空载试验在低压侧加压（避免高压侧电压采样困难）。
六、试验的工程应用
-
保护定值校验：根据 计算预期短路电流，校核断路器开断能力及保护动作时间。
-
故障诊断：对比历年试验数据，若 显著增大，可能指示绕组变形或接触劣化。
-
能效优化：结合空载试验数据计算变压器效率：
-
通过严格遵循上述流程，短路试验可全面评估变压器的电气性能、机械强度及运行可靠性，为电力系统安全提供核心数据支撑。试验报告需包含原始数据、温度修正值、参数计算结果及与设计值的偏差分析。
📚2 运行结果
🎉3 参考文献
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[1]田文革.阻抗匹配平衡牵引变压器短路试验研究[D].沈阳工业大学,2003.DOI:10.7666/d.y536157.
[2]顾建华,彭前位,盛利华.利用变压器短路试验电流检查差动保护二次电流回路接线[J].电世界, 2017, 58(8):2.DOI:CNKI:SUN:DSJI.0.2017-08-007.
[3]王康,王国彬,曾静岚,等.一种变压器短路试验供电装置网侧电流平衡控制研究[J].电气传动, 2021, 51(10):30-37,61.
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