短路試驗的目的
1. 測量短路損耗和阻抗電壓
短路損耗主要源自變壓器繞組的電阻損耗，即銅耗。通過短路試驗精準測量短路損耗，能有效評估繞組材料的質(zhì)量與繞組設計的合理性。例如，若短路損耗遠超標準值，極有可能是繞組導線電阻過大，或是繞組存在匝間短路等狀況。
阻抗電壓則反映了變壓器在額定電流下，自身阻抗所引發(fā)的電壓損耗百分比。它是衡量變壓器性能的關鍵參數(shù)，對于變壓器的并列運行起著決定性作用。當兩臺變壓器并列運行時，為確保負荷分配合理，它們的阻抗電壓需盡可能相近。同時，阻抗電壓在計算變壓器二次側(cè)電壓變動率、分析變壓器的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性能等方面，也發(fā)揮著不可或缺的作用。
2. 檢查變壓器的結(jié)構(gòu)和繞組狀況
短路試驗能夠敏銳察覺變壓器各結(jié)構(gòu)件或油箱箱壁中，因漏磁通導致的附加損耗過大以及局部過熱問題。比如，變壓器內(nèi)部的屏蔽、壓環(huán)和電容環(huán)等結(jié)構(gòu)件，若設計或安裝不合理，在短路試驗時就會出現(xiàn)異常發(fā)熱現(xiàn)象。
對于油箱箱蓋或套管法蘭等附件，短路試驗也可檢測出其損耗是否過大并發(fā)熱。若存在此類問題，可能會影響變壓器的正常運行，甚至引發(fā)安全隱患。
在帶負載調(diào)壓變壓器中，短路試驗可有效發(fā)現(xiàn)電抗繞組匝間短路故障。這種故障會致使變壓器的性能下降，嚴重時可能損壞變壓器。
大型電力變壓器低壓繞組通常采用多股導線并聯(lián)繞制，并進行換位操作以降低附加損耗。短路試驗能夠判斷低壓繞組中并聯(lián)導線間是否存在短路或換位錯誤。一旦出現(xiàn)這些問題，會顯著增大附加損耗，影響變壓器的運行效率和可靠性。
3. 評估變壓器的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性能
在短路狀態(tài)下，變壓器繞組會通過巨大的短路電流，這將產(chǎn)生強大的電動力和大量的熱量。短路試驗能夠模擬這種極端工況，檢驗變壓器在短路電流作用下，能否保持熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。
熱穩(wěn)定性能關乎變壓器在短路期間，繞組及其他部件的溫度是否會超出允許范圍。若變壓器的散熱設計不合理或繞組材料的耐熱性能不佳，在短路試驗時就可能出現(xiàn)溫度過高的情況，從而影響變壓器的使用壽命，甚至引發(fā)絕緣損壞等嚴重事故。
動穩(wěn)定性能則考量變壓器繞組和結(jié)構(gòu)件在短路電動力作用下，是否具備足夠的機械強度，以避免發(fā)生變形、位移或損壞。如果變壓器的繞組支撐結(jié)構(gòu)不牢固或機械強度不足，在短路試驗時，繞組可能會因受到電動力的沖擊而發(fā)生變形，進而導致匝間短路等故障。
短路試驗的方法
1. 試驗接線
通常情況下，將變壓器的低壓繞組進行短路處理，高壓繞組則通過調(diào)壓器連接到交流電源上。這是因為高壓繞組的額定電流相對較小，在試驗時便于測量，而且從高壓側(cè)施加電壓，能夠更有效地檢測出變壓器內(nèi)部的缺陷。
對于三相變壓器，有多種接線方式可供選擇。常見的有三相三線制和三相四線制接線。在三相三線制接線中，將三相低壓繞組依次短路，然后在高壓側(cè)施加三相交流電壓；三相四線制接線則適用于有中性點引出的變壓器，此時可將低壓側(cè)的中性點接地，再對三相繞組進行短路操作，高壓側(cè)同樣施加三相交流電壓。
2. 試驗步驟
（1）準備工作
在進行短路試驗前，需仔細檢查變壓器的外觀，確保無明顯的損壞或異常。同時，對試驗設備進行校準和調(diào)試，保證測量儀器的準確性。此外，還需記錄變壓器的銘牌參數(shù)，如額定容量、額定電壓、額定電流等，這些參數(shù)將用于后續(xù)的試驗數(shù)據(jù)計算和分析。
（2）施加電壓
通過調(diào)壓器緩慢升高高壓側(cè)的電壓，同時密切觀察電流表的讀數(shù)。在升壓過程中，要確保電壓的上升速率均勻、穩(wěn)定，避免電壓突變對變壓器造成沖擊。當電流表讀數(shù)達到變壓器高壓側(cè)的額定電流時，立即停止升壓，并保持電壓穩(wěn)定。
（3）數(shù)據(jù)測量
在電壓和電流穩(wěn)定后，迅速讀取并記錄此時的電壓、電流和功率值。其中，電壓即為短路電壓，電流為短路電流，功率則為短路損耗。為提高測量精度，可多次測量取平均值。此外，還需使用溫度計測量變壓器繞組和油溫，記錄試驗環(huán)境溫度。
（4）試驗結(jié)束
試驗完成后，先通過調(diào)壓器緩慢降低電壓至零，然后切斷電源。在確保變壓器不帶電后，拆除試驗接線，并對變壓器進行放電操作，以保障人員安全。
3. 數(shù)據(jù)處理
（1）短路電壓百分數(shù)計算
短路電壓百分數(shù)（
）的計算公式為：
，其中
為實測的短路電壓，
為變壓器的額定電壓。短路電壓百分數(shù)反映了變壓器阻抗的大小，是評估變壓器性能的重要指標之一。
（2）短路損耗計算
對于單相變壓器，短路損耗（
）可直接從功率表讀數(shù)獲?。粚τ谌嘧儔浩?，短路損耗為三相功率之和，即
，其中
、
、
分別為三相的功率讀數(shù)。短路損耗主要由繞組電阻損耗和漏磁通引起的附加損耗組成，通過分析短路損耗的大小和組成，可判斷變壓器繞組和結(jié)構(gòu)件的狀況。
（3）繞組電阻換算
由于繞組電阻會隨溫度變化而改變，為便于與變壓器的額定參數(shù)進行比較，需將試驗時測量的繞組電阻換算到標準溫度（通常為
）下的值。對于銅繞組，換算公式為：
，其中
為換算到
時的繞組電阻，
為試驗溫度
時測量的繞組電阻。通過電阻換算，可以更準確地評估繞組的質(zhì)量和狀態(tài)。
