变压器的短路阻抗(也叫阻抗电压)是变压器非常重要的一个参数。它是这样一个概念,把变压器的二次侧短路,在一次侧加电压,安全起见一次侧所加电压由0缓慢增大,并及时监测一次侧和二次侧电流,当他们达到其额定值时(两侧应该是同时达到的),记录下此时一次侧所加电压。用这个电压除以一次侧的额定电压,得到一个百分数,工程上把这个百分数叫做短路阻抗(或阻抗电压)的标幺值。如果一次侧所加的这个电压除以一次侧此时的电流(额定电流)得到的数值就是短路阻抗折算到一次侧的欧姆值了。
如果换一种测量方式,把变压器的一次侧短路,在二次侧缓慢加电压,当电流达到额定电流时二次侧所记录的电压值除以二次侧的额定电压同样得到一个百分数,这个百分数也是阻抗电压标幺值。这种测量方式中二次侧记录的这个电压除以二次侧额定电流得到的数值就是短路阻抗折算到二次侧的欧姆值。其实这两种测量方法得到的阻抗电压标幺值是相等的,但欧姆值是不一样的。折算到一次侧的欧姆值是折算到二次侧欧姆值的K2倍(K是变压器的变比)。
如果一个变压器在不同冷却方式下额定容量不一样(不同额定容量对应不同额定电流),在说阻抗电压标幺值时,一定要说明是基于哪种容量,因为短路阻抗的欧姆值是固定的(前提电源频率不能变),对应不同基准容量,试验是基于不同的额定电流进行的,而额定电压却是固定值,阻抗电压标幺值是与基准容量成正比的。
阻抗电压标幺值的大小对变压器的抗短路能力是有影响的。变压器在实际工作中如果二次侧近端短路,一次侧加额定电压,此时线圈中的电流大概是额定电流的阻抗电压标幺值的倒数倍。比如一台变压器的阻抗电压标幺值是8%,二次侧发生近端短路时,一次侧是额定电压,那么线圈中的电流大概是额定电流的12.5(8%的倒数)倍。二次侧短路,一次侧输入电压如果是个变量(最大值不超过额定电压),想求这不同输入电压情况下短路电流稳态值,对于这个问题求解时系统可以近似看做是线性的。注意变压器真正能够承受短路的时间是非常短的,因为一旦变压器内电流超过额定电流很多后,变压器内部的发热和受力都会对其造成威胁。短路试验属于破坏性试验,并不经常做。
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