中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电力变压器电流阻抗短路测试仪

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）

零序阻抗的测量适用于高压侧星形接线带中性点的变压器
电压测量范围：20～1000V ，电流测量范围：0.1A～100A在仪器允许的测量范围可直接测量，超出测量范围可外接电压、电流互感器，仪器可设置外接电压、电流互感器的变比，直接显示施加的电压、电流的值

参考标准：GB1094.5-2003和IEC60076-5:2000 DL/T 1093—2008

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪低电压短路阻抗试验是鉴定运行中变压器受到短路电流的冲击，或变压器在运输和安装时受到机械力撞击后，检查其绕组是否变形的最直接方法，它对于判断变压器能否投入运行具有重要的意义；

也是判断变压器是否要求进行解体检查的依据之一，七寸高亮度触摸彩色液晶，强光下显示清晰，全触屏操作，中英文自由切；

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）三相变压器的测量—单相测量操作
使用仪器的单相法做三相变压器时，输入参数要输入额定容量的1/3。
接线及操作方法同单相变压器。
5、零序阻抗的测量：测量零序阻抗时，接线方式为将高压三相并起来，低压短路状态。操作如下：
①在界面三中选择零序阻抗，显示如下：
测试 
单相       三相      零序阻抗
提示:← → 选择,   Ent确认,   Esc退出
③按Ent键锁定后，可直接按打印键打印测试报告。测试报告如下：
试品编号：
试验人员：
试验日期：
额定容量Sn :50000 KVA
额定电压Un :110.0 KV
施加电压 UAB: x.xxx   V 
施加电流 IAB: x.xxx   A 
零序阻抗: x.xxx   A 
④数据保存及存储U盘同阻抗测试。
五、阻抗计算公式：
（一）、单相变压器：以测量档额定容量为准计算
Y/△接线： % =          
阻抗误差：△ZK% = （ZK′%—ZK%）÷ZK′%
式中：---试验时短路电流（A）
---试验时短路电压（V）
---额定电压（试验时的档位额定线电压）（KV）
%---低电压短路阻抗百分数
%---铭牌或出厂报告短路阻抗百分数
（二）、三相变压器： 
1、Y/△、Y/Y接线：以额定容量为准计算            
阻抗误差：△ZK% = （ZK′%—ZK%）÷ZK′%
式中： + + ---试验时短路电流（A）;
---试验时短路电压（V）
---额定电压（试验时的档位电压）（KV）
---额定容量（KVA）
%---低电压短路阻抗百分数
%---铭牌或出厂报告短路阻抗百分数
2、△/Y接线：（将二次侧a、b、c短路）
⑴、当AZ-BX-CY联结组：以额定容量为准计算
⑵、当AY-BZ-CX联结组：  以额定容量为准计算
阻抗误差：△ZK% = （ZK′%—ZK%）÷ZK %
式中：+ + ---试验时短路电流（A）;
---试验时短路电压（V）
---额定电压（试验时的档位电压）（KV）
---额定容量（KVA）
%---低电压短路阻抗百分数
%---铭牌或出厂报告短路阻抗百分数
ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）主要技术指标  
(1)基本量程（最大范围）  
1．电压(量程自动)：  15～500V       ±（读数×0.2%+3字） 
2．电流(量程自动)：  0.5A～20A    ±（读数×0.2%+3字） 
3．功率：          COSΦ ＞0.15       ±（读数×0.5% +3字） 
4．频率(工频)：    45～55(Hz)   测量精度：±0.1%   
5．短路阻抗：      0～100% 测量精度：±0.5%   
6. 仪器显示： 4位数字
7：内置2000W交流可调电源。0-220V    10A
(2)仪器其他参数 
1．环境温度： -10℃～40℃
2．相对湿度： ≤85%RH  
3．工作电源： AC 220V±10%   50Hz±1Hz
4．外形尺寸： 主机   360×290×170（mm）      线箱    360×290×170（mm）
5、重量    主机4.9KG        线箱  5.2KG 
6．测试线长度：标配8米  长度可以定制

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）注意事项：   
1．使用仪器时请按本说明书接线和操作。
2．接地端子或电源线中的接地端应就近可靠接地。接好测试线后开机，在测试过程中，切不可拆除测试线，以免发生事故，一次测试完成后应锁定数据，然后断开测试电源，再查看或打印锁定数据或者移动拆除测试线。
3．测试开始前请输入正确合理的试品参数，仪器内部的运算处理都要依赖于输入的试品参数。
4．测试菜单项选择和实际测试项目及接线要一致。
5．电流回路用粗线连接，电压回路用细线连接。接线图中“IA、IB、IC”为电流输入端子，“Ia、Ib、Ic”为电流输出端子。 
6．低压侧短路线要足够粗，可以承受低压侧额定电流，并且连接可靠，确保接触电阻可以忽略。 
7．试验加压时，注意监测电流不要超过仪器额定电流，以免损坏仪器。可以通过PT、CT并设置好PT、CT变比值即可测量。请不要在电压或电流输入过载条件下工作。
8．测试时注意变压器分接开关位置，不同位置的测量结果也不同。如果要测量阻抗电压，变压器必须在额定分接位置。
9．由于变压器剩磁会对结果产生影响，建议丢弃第一次测量结果，多测几次，直到数据可靠。
10.为安全起见，一次测试完成后应储存数据，然后断开三相测试电源，再翻看锁定数据或从存储器中仔细查看各项数据。
11.内存最多可储存200次测量结果，超过200次时最老的记录将被覆盖，请注意及时抄录或导出到U盘备份。
12.仪器出现故障，请及时和本公司联系，不要自行开机拆卸。

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪自动计算出变压器折算到额定温度、额定电流下的阻抗电压百分比，以及与铭牌阻抗的误差百分比。

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪中文菜单提示；配备高速热敏打印机，大容量内部存储器，方便数据的存储和打印；保存的数据可通过USB转存到U盘。

仪器体积小、重量轻，便于携带，现场使用极为方便，大大减轻了试验人员的劳动强度，提高工作效率。

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪本试仪是本公司自主研发的新一代变压器参数测试仪器。用于现场和试验室条件下对35KV级及以上主变压器进行低电压短路阻抗测量的仪器。

该仪器设计精巧，功能强大，内置2000W可调电源，采用先进的A/D同步交流采样和数字信号处理技术，测量数据准确；

短路故障的接线方式
对双绕组变压器和不带第三绕组的自耦变压器，由于二次侧(低压侧)的短路能最严密地反映系统的 
短路故障状态，因此应优先考虑二次侧短路。短接时应采用低电阻的铜排或进行短接。对三绕组变 
压器(包括自耦变压器)，必须根据每台特定的变压器来决定短路的方式和施加短路的端子，每个绕 
组的最大故障电流可以根据故障的类型计算出来。因它是由不同的故障类型、故障位置和系统数据 
来决定的，在试验时应至少在一种试验中受到最大故障电流的作用。通常是通过几种不同的接线方 
式进行短路承受能力试验，从而保证所有绕组的短路承受能力都得到验证。
短路试验可采用两种方式：
(1)预先短路法：也称对预先短路的变压器施加电压的短路试验，即在变压器的二次侧预先短路或 
合上断路器，然后在一次侧进行励磁。这种方法要求离铁心柱最远的绕组接电源，目的是为了尽可 
能地避免铁心饱和以及在最初的几个周期内的磁化涌流叠加到短路电流上。
(2)后短路法：也称对预先励磁变压器进行短接的短路试验，即变压器一次绕组施加励磁电压，二 
次绕组利用短路装置进行短路的方式。这种方式更接近实际运行状态。
3 短路试验电源
短路试验方式与试验室现有的电源有关。
一般来说，三相电源可以进行三相变压器的三相短路和单相对地短路试验，试验接线见图1。单相 
电源可以模拟三相变压器的三相短路，也可以进行单相变压器的单相短路，试验接线见图2。对于y 
联结绕组，是在一个线路端子与其余两个连在一起的线路端子之间施加电源或短路(通常称1.5相试 
验)。对于d联结绕组，是在两个线路端子之间施加电源或短路，而第三线路端子无任何接线。
(a)yd联结 (b)yy联结 (c)dy联结 (d)dd联结 (e)自耦变压器yy联结 (f)双分裂变压器dy联结fd、 
hd分、合闸断路器
(a)yy联结 (b)yd联结 (c)dy联结 (d)dd联结
这里解释一下单相电源模拟三相变压器的三相短路的情况。在国标中规定，对三相变压器的每一相 
应进行三次短路承受能力试验，其中非对称短路电流的第一峰值一次为100%，另两次不低于75%。 
当应用三相电源进行三相变压器短路试验时，通常是选择某一相电压过零时选相合闸开关合闸，以 
便获得最大的非对称短路电流第一峰值。此时该相对称短路电流的第一峰值最大(假设为100%)，而 
另两相的相电压合闸角一相是+30°，另一相是-30°。通过计算可知其短路电流第一峰值都大于 
75%，这是与标准规定一致的。而采用单相电源模拟三相变压器的三相短路时，通常短路试验接线 
是采用1.5相试验，通过选相合闸开关选择相电压过零合闸来得到非对称短路电流的第一峰值，另 
两次可以调整合闸角度来达到非对称短路电流的第一峰值不低于75%。而iec标准要求三相变压器的 
每一相都应承受三次100%的非对称短路电流，只要是三次皆过零合闸就可以实现，因此用单相电源 
模拟三相变压器的三相短路是等效的。但实际上实现每次都是相电压过零合闸是不现实的。同步合 
闸装置是有一定分散性的，因此标准规定非对称短路电流第一峰值偏差为±5%。实践证明，在电压 
过零的±15°范围内合闸是完全可以满足标准要求的。
4 试验时控制短路电流的方法
调试短路电流可以采用串联电抗器和调整电源电压两种方式，应在降低短路电流的前提下进行试验 
。控制最大非对称短路电流，除控制选相合闸开关的合闸相角外，它还可以通过调整电源电压、电 
路中的总阻抗以及x/r比值来控制。通常有如下几种调整方法：
(1)采用电源变压器的分接开关来控制电源电压。
(2)利用发电机、母线、线路的布置及联结方式来产生可以利用的试验回路的短路容量。
(3)利用电源电压的合闸相位角来控制故障的开始瞬间。
(4)接入附加电抗，用来补偿电路中的总电抗、改变试验回路的x/r比值。
(5)选择变压器故障分接接线方式或试验回路的中性点接线方式。
5 电压、电流测量
由于低压侧电压为零，故应记录被试变压器的高压侧的电压示波图，最好的测量方法是通过分压器 
与连接。短路电流作为短路试验的最主要数据需要在被试变压器的每一相上进行电流的示波图测量 
，应优先采用电流与示波器连接。当测量接地的二次侧短路电流时，也可采用分流器测量。对油箱 
对地的电流也应监测，通常采用与示波器连接方式测量，同时还应监测气体的信号。图3为以三相 
电源为例进行三相短路试验的试验回路接线图。
pt——ct——电流互感器 cro——数字记录仪
6 短路故障的检测方式
6.1 电压、电流波(包括油箱对地电流和气体继电器信号)
试验期间的电流或电压波形中发生任何一个突变都将显示出变压器内部有故障。但是有时匝间短路 
后其电流波形图仍检测不出有任何变化的迹象。因此不能单纯以电流波形未出现变化就认为产品短 
路试验合格。
6.2 电抗
采用精密电感分析仪测量，比较短路前后的电抗变化。电抗变化是非常灵敏地反映被试变压器的内 
部故障情况。若电抗发生变化(超标准规定时)，应分别在高压和低压侧进行此阻抗的测量，可以判 
断绕组可能出现的位移。如果在高、低压侧测出的电抗都增大，一般是表示这个心柱上的绕组产生 
了变形。
6.3 吊心检查
短路承受能力试验后，绕组、引线和支撑结构等应无明显位移、变形，器身表面应无放电痕迹。
6.4 复试例行试验
要求例行试验项目复试应全部合格。
目前iec和gb标准都要求用以上故障检测方式来判断被试变压器是否通过了短路承受能力试验。
7 判断故障的新辅助方法
除前面介绍的判断变压器短路试验合格的方法外，国际上又发明了两种新的判断短路故障的方法， 
这两种方法是通过对被试变压器不吊心检查而间接测量来判断绕组变形。由于时间比较短，技术上 
较难根据被测波形的变化情况来区别故障程度，因此目前仅限于积累经验和研究阶段。
7.1 低压脉冲法
低压脉冲法是检测变压器绕组有无位移的方法，是间接测量，就是比较短路试验前后所摄取的低电 
压脉冲电流示波图，应看不出明显的变化。其基本原理就是利用重复式脉冲电压发生器，将电压波 
施加在被试变压器的一个或多个端子上，并同时记录一个或多个端子上的电流响应波。由于导线的 
位移，匝间发生变化。从而会在端子上的电流波形中产生变化。目前认为差动电流法是判断绕组变 
形的较灵敏方法。接线见图4。此法的缺点是对示波图的变化做出解释时应有丰富的经验，并且很 
难从示波图上来量化短路故障的程度。
(a)y联结 (b)d联结
r分流器 u低压脉冲
7.2 频率响应法(时域响应法)
也是间接测量绕组变形的方法，目前也属发展阶段。其原理就是将变压器看成是一个由电抗、电感 
、电容组成的线性无源二端口网络。按网络理论，其特性是由传递函数来描述，每台变压器的每一 
绕组的传递函数是应该与绕组一一对应的。当变压器绕组发生变形时，其对应的传递函数同原特性 
函数比较应有所不同。其试验接线见图5。
(a)高压回路 (b)低压回路
综上所述，变压器的短路试验技术是不断发展的，特别是短路故障的判断技术是不断发展的。虽然 
低压脉冲法和频率响应法暂时技术不太成熟，但经过一段时间的积累，我们相信一定会成为判断变 
压器短路故障的新辅助方法。一旦技术成熟，它们最终将会被标准采用。


变压器短路试验
变压器短路试验是为了测量短路损耗和阻抗电压等数据，以便对变压器效率、热稳定、动稳定、温 
升等电气性能考核。国际电工委员会（IEC）和我国国家标准（GB）都对变压器承受短路的能力进 
行了明确的规定，并且对短路承受能力试验的方法和要求进行了阐述。下面就对变压器短路试验的 
相关知识作详细介绍。


变压器短路试验相关标准
变压器短路试验的标准有：《GB 1094.5-2003 电力变压器 第5部分：承受短路的能力》，《IEC  
60076-5-2006 电力变压器 第5部分：承受短路的能力》。目前国内的变压器主要按GB 1094.5- 
2003这一标准进行试验，出口变压器则按IEC 60076-5-2006或与其他相应的国家标准进行试验。
二变压器短路试验
变压器短路属于异常情况，但是在电力变压器运行中短路是不可避免的，对于要求高可靠性的电力 
电网中，必须考虑电力变压器短路时对电网及电力变压器自身的影响。运行中的电力变压器相当于 
一个电压源，对于理想电压源而言，其短路电流无穷大，因此，决不允许短路。变压器的短路试验 
将变压器的一侧绕组（通常是低压侧）短路，而从另一侧绕组（分接头在额定电压位置上）加入额 
定频率的交流电压，使变压器绕组内的电流为额定值，此时所测得的损耗为短路损耗，所加的电压 
为短路电压，短路电压是以被加电压线圈的额定电压百分数表示的。
01变压器短路试验方式
常用变压器短路试验方式有两种，预先短路法和后短路法：
(1)预先短路法：也称对预先短路的变压器施加电压的短路试验，即在变压器的二次侧预先短 
路或合上断路器，然后在一次侧进行励磁。这种方法要求离铁心柱最远的绕组接电源，目的是为了 
尽可能地避免铁心饱和以及在最初的几个周期内的磁化涌流叠加到短路电流上。
(2)后短路法：也称对预先励磁变压器进行短接的短路试验，即变压器一次绕组施加励磁电压 
，二次绕组利用短路装置进行短路的方式。这种方式更接近实际运行状态。
02变压器短路试验分析
变压器短路试验通常在高压侧绕组中通过额定频率、正弦波形的额定电流，低压侧绕组短路（ 
如图1、图2所示，单相、三相变压器短路试验原理图，在受到试验设备限制时，可以施加不小于 
50%额定电流）。由于一般电力变压器的短路阻抗很小，为了避免过大的短路电流损坏变压器的线 
圈，短路试验应在降低电压的条件下进行。用自耦变压器调节外旋电压，使电流在0.1~1.3倍额定 
电流范围变化。由于短路测试时原边电流幅值变化范围宽，所以必须选择宽范围准确测量或多量程 
测量仪器。
当原边电流达到额定值时，变压器的铜损相当于额定负载时的铜损，此时输入电压较低，铁芯 
中的工作磁通比额定工作状态小得多，铁损可以忽略不计，所以短路试验的全部输入功率基本上都 
消耗在变压器绕组上，此时短路试验输入功率就是变压器铜损，即负载损耗，通过计算可得出短路 
阻抗。
变压器短路阻抗由短路电阻和短路电抗构成，短路电阻越大，铜损越大，因此，必须限制短路 
电阻，这样就只能提高短路电抗。也就是说，相同短路阻抗时，电路电阻越小，就要求短路电抗越 
大，结果就导致电力变压器短路运行功率因数非常低，大型电力变压器的短路功率因数通常在0.01 
～0.05之间。
电力变压器短路试验的功率约等于变压器的铜损，是计算变压器铜损的重要参数，功率测量不 
准确，变压器的铜损就不准确，变压器的效率计算也就不准确。因此，低功率因数下有功功率测量 
准确度是电力变压器短路试验的重要技术指标。电力变压器短路试验通常采用功率表和电压、电流 
互感器构成的测试系统测量变压器的原边输入功率。低功率因数下有功功率测量准确度主要取决于 
测试系统的角差，而测试系统的角差取决于功率表角差和电压、电流互感器角差。功率因数为0.01 
时，0.2级电流互感器的角差（10′）将导致功率测量误差高达30%！因此，电力变压器短路试验除 
了采用低角差功率表之外，还应采用低角差的电压、电流传感器。
变压器短路功率因数（PFD）不是指电力变压器实际短路的功率因数，而是变压器短路试验时 
的功率因数。变压器产品铭牌上标称的电力变压器负载损耗就是短路试验时的损耗，也就是短路试 
验时的输入有功功率（PD）。短路试验时，输入电流为额定电流（IN），电力变压器的短路视在功 
率（S）与短路电压（UD）成正比，而短路阻抗（ZK）正好是短路电压与额定电压（UN）的百分比 
。
短路阻抗：ZK=UD/UN；
短路试验视在功率：S=ZK*IN；
短路功率因数：PFD=PD/（ZK*IN）。


什么是变压器的短路阻抗？如何计算？
变压器大家都知道是什么,那你你知道变压器的短路阻抗是做什么的吗?怎么去计算呢?
变压器短路阻抗也称阻抗电压,在变压器行业是这样定义的:当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕 
组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示,即uz=(Uz/U1n) 
*100%
当变压器满载运行时,短路阻抗的高低对二次侧输出电压的高低有一定的影响,短路阻抗小,电压降 
小,短路阻抗大,电压降大。当变压器负载出现短路时,短路阻抗小,短路电流大,变压器承受的电动 
力大。短路阻抗大,短路电流小,变压器承受的电动力小。
       (1)变压器阻抗电压越大，变压器二次侧短路时流过变压器的短路电流就越小，对变压器的 
影响也就越小。因此，电流拥有者在变压器制造过程中有最小的短路阻抗值要求，但增加变压器阻 
抗电压对制造过程有更高的要求
       (2)变压器阻抗电压越大，负载变化时变压器负载侧电压变化幅度越大，电压稳定性差；
       (3)变压器阻抗电压越大，相同负载下变压器绕组消耗的无功功率越大。
       那么，变压器的短路阻抗计算公式是什么？
       变压器的短路阻抗百分比,在数值上与变压器内部短路保护电压质量百分比相等。它是指将 
变压器产生二次绕阻短路,在一次绕阻施加一个电压,当二次绕阻通过系统额定工作电流时,一次绕 
阻施加的电压与额定输出电压水平之比的百分数。
       变压器短路阻抗值的百分比是变压器的一个重要参数，它反映了变压器内部阻抗的大小， 
即变压器在额定负载下运行时，变压器自身阻抗电压降的大小。它对变压器在二次侧突然短路，会 
产生多大的短路电流，变压器制造的大小以及变压器的并联运行也具有重要意义。
      由于这些特性，短路阻抗值通常使用百分比值。如果某些场合需要用实际数值计算，当然要 
换算。公式为:X=Uk%*Un平方*1000/(100Sn)