短路阻抗
Short-circuit Impedance
別名:短路電抗、阻抗電壓、Impedance voltage、Uk%、Zk
短路阻抗(Short-circuit Impedance)是將變壓器一側繞組短路後,從另一側量得的等效串聯阻抗(Z = R + jX)。以百分比表示時即為「阻抗電壓 Uk%」,是決定變壓器電壓調整率、短路電流大小與並聯運轉條件的核心參數。
白話說明
短路阻抗就是變壓器內部對電流的「阻力」大小。把二次側短路、從一次側緩慢加壓,當電流達到額定值時所需的電壓百分比,就是阻抗電壓百分比(Uk%)。Uk% 越大,變壓器對短路電流的限制越強,但電壓調整率也越差。
完整定義
在額定頻率與參考溫度下,將一對繞組中之一方短路,從另一方端子量得之等效串聯阻抗 Z = R + jX(歐姆值);對於三相變壓器以相阻抗(等效星形接線)表示。
標準原文 (Original Text)
the equivalent series impedance Z=R+jX, in ohms, at rated frequency and reference temperature, across the terminals of one winding of a pair, when the terminals of the other winding are short-circuited and further windings, if existing, are open-circuited: for a three-phase transformer the impedance is expressed as phase impedance (equivalent star connection)
短路阻抗可以相對值表示:z = 100 × Z / Zref(百分比),其中 Zref = Ur² / Sr。 此百分比值即為「阻抗電壓 Uk%」或「%Z」,是變壓器最常引用的參數之一。 對有分接頭的變壓器,短路阻抗以特定分接位置為基準,未另行指定時以主分接頭為準。 容差:±10%(指定值),對多繞組變壓器或非主分接頭為 ±10%(設計值),見 Table 1。 負載損耗試驗(§11.4)中同時量測短路阻抗與負載損耗。
生活比喻
短路阻抗像水管的口徑——口徑越小(阻抗越大),正常供水時壓力損失越大(電壓降落越大),但如果水管破裂(短路),流出的水量也越小(短路電流越小)。設計師必須在「正常壓降」和「短路保護」之間取得平衡。
為何重要
短路阻抗是電力系統規劃的關鍵參數。它決定了:(1) 負載時的電壓降落大小;(2) 系統短路故障時的最大短路電流;(3) 兩台以上變壓器能否並聯運轉(阻抗電壓百分比必須相近)。典型大型電力變壓器的 Uk% 約 8%~15%,配電變壓器約 4%~6%。
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