GB 1094.5-1985 电力变压器 第5部分 承受短路的能力.pdf

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1、中华人民共和国国家标准电力第五部分变压器承受短路的能力Power trans formers Part 5:Abillty to withstand short circuit UDC 1121. 314. 222 ” GB 104. 5-85 代替109479 本标准参照采用国际标准IEC76-5 (197创电力变压器第五部分承受短路的能力比1 对于承受短路能力的要求1. 1 概述变压器应能在本标准第1.2条规定的条件下承受外部短路的热，动稳定效应而无损伤。外部短路包括三相短路、相阅短路、两相接地和相对地故障。这些故障在绕组中引起的电流在本标准中称作“过电流”。1. 2 过电流条件1 . 2

2、. 1 具有两个独立绕组的变压器1.2.1.1 三相或三相组变压器的额定容量分为三个类别s第I类s小于3150k v A I 第E类：31504ooookVA, 第皿类：40000k VA以上。1.2.1.2 对称短路电流（有效值见本标准第2.1. 2款对于容量为第E类和第E类的变压器应使用变压器的短路阻抗加上系统的阻抗来计算。对于容量为第I类的变压器，如系统短路阻抗大于变压器短路阻抗的5%时，短路电流计算同上，否则系统短路阻抗忽略不计。短路电流的峰值应按照本标准第2.2.3款计算。1.2.1.3 以额定电流（主分接）下的阻抗电压表示的变压器短路阻抗的典型值，在表1中给出。如果需要较低的阻扰电

3、压值，则变压器承受短路的能力须经制造厂与使用部门协商确定。表l具有两个独立绕组的变压器的典型的阻抗电压值额定容量，kVA630及以下631 1250 1251 3150 3151 6300 6301 12500 1250125田”25001到XlOOO注2额1容量大于zooMVA的蛮ff器的典型阳抗电If应另行协商确定。当三相组系由几台单相变压器组成肘，额定容量的值适用于三相组。不同额定容量及电压等级的具体阻抗电压值，见相应国家标准的规定。国家标准局198511-22批准阻抗电压，%4.0 5.0 6.25 7.15 8.35 10.0 12.5 1a 6-07 01实施79 GB 1094.

4、 5-85 1.2.1.4 为了获得设计和试验所需的对称短路电流，应由使用部门提出系统的短路表观容量，当未提出时应按表2选取。表2系统的短路表观容量电压等级，Kv 系统最高电压，Kv 系统短路表观容量，MVA 6, 10 6.9.11.5 500 35 40 .5 1500 60 69 3剧。110 121 8000 2剖242 15000 330 363 30000 500 550 43300 1. 2. 2 多绕组变压器和带有稳定绕组的变压器及带有第三绕组的自藕变压器绕组（包括稳定绕组和辅助绕组）中的过电流应根据变压器和系统的阻抗来确定。应该考虑到来自旋转电机或其他变压器以及不同型式的系统

5、故障可能反馈的影响。这些系统故障可以在运行中产生，例如相对地和相间的故障，都与系统及变压器的接地条件有关。每个系统的特性（至少是短路水平和零序阻抗与正序阻抗之比的范围）应由使用部门在i旬价及订货时提出技术要求。当变压器及系统的合成阻抗导致的过电流越过按表l及表2的数据所计算的值时，制造厂应将变压器可以承受的最大过电流通知使用部门。这时，使用部门应采取措施把短路电流限制到制造厂指明的过电流值。三相变压器的稳定绕组应能承受由不同型式的系统故障产生的过电流，这些故障可以在运行中产生，它们与相关系统的接地条件有关。对于多绕组变压器中的辅助绕组，设计成在端子上能承受短路的能力可能是不经济的。此时，必须采

6、用适当的方法（如采用串联电抗器，或熔断器）来限制过电流的作用。尚应注意防止在变压器与其保护装置之间的线路上发生故障。在由单相变压器组成三相组的情况下，除非使用部门已确定将采取特别保护措施以避免相间短路外，稳定绕组应能承受其端子上的短路电流。1. 2. 3 增压变压器增压变压器的阻抗值可以很低，所以绕组中的过电流主要是由变压器安装位置处的系统特性来确定。这些特性应由用户在询价及订货时提出。当变压器与系统的合成阻抗导致的过电流超过按表1及表2的数据所计算的值时，制造厂应将变压器可承受的最大过电流通知使用部门。这时，使用部门应采取措施将短路电流限制到制造厂指明的过电流值。1. 2. 4 直接与其他电

7、器相连的变压器当变压器直接与其他电器相连接时，这些电器的阻抗也将限制短路电流。对变压器、系统及变压器亘接相连的电器的阻抗之总和可加以考虑，这一点须由制造厂和使用部门协商确定。如果发电机与变压器之间的连接使得相间或两相接地故障的可能性在这范围内可以忽略不计时，则上述说明也适用于发电机用变压器。注z如果发电机与变压器系按t述情况连接，同时采用中性点接地的星形三角形联结的发电机用变压器，那么当连接到星形联结绕组的系统发生线对地故障时，就可能发生最严重的短路情况。1 . 2. 5 特殊变压器变压器承受由于运行方式或特殊使用场合（如电炉变压器及牵引变压器）所引起的频繁过电流的80 GB 1094.5 8

8、5 能力，应由ilIJj;I与使用部门协商确定。1 . 2. 6 分战变换装置电变压挺有分接变换时，因l分段变换装宣！血和绕细样能够承载自短路产吁的同样的过电流。1 . 2. 7 中性以端f屋形联结戎曲折形联结的j l性出端f，应按叮能流经这个端if的最大过电iilt设计。2 承受短路的能力的验证2. 1 承受短路的耐热能力2. 1 . 1 概还变压器承受知路的耐热能力JiL根据计算验证。2. 1.2 双绕组变压器对称短路电流l值三相变压器对称短路电流有效值按F式计算：I U 尸3(Zt+Z,)Z - U, S气了式中l一对称短路电流，KA; z, 系统阻抗，每相欧姆gu，一一一系统额定电压，

9、S一一一系统短路表观容量，Mv A。U和Ze按以下规定a. 对于主分接U为所考虑的绕组的额定电压UN ，以KV表示。z，为折算到所考虑绕组的变压器的短路阻抗，按F式计算2Z飞旦三立L!OcN 式rti:Z t一短路阻抗，每相欧姆，Uz 折算到参考温度时额定电流下的阻抗电压，以面分数表示gs N一变压器的额定容量，MVA。b. 除主分接外的其他分接U为所考虑绕组在相应分接的分接电压（kV）。z，为折算到所考虑的绕组在相应分接的短路阻抗，以每相欧姆表示。对于第I类容量的变压器，如果系统的短路阻扰等于或小于变压器短路阻扰的5%，则在计算【jJ将其忽略不计。2. 1 . 3 对称短路电流I的持t9：时

10、间当使用部门未提出其他要求时，用于计算承受短路耐热能力的电流I的持续时间为zs。沌z对f臼桐变f器和挝路电流甜Ll25i击额过电流的变压器，经制造！一与使用部门协商后，采用的短路电流的持纹时IHJ！以小于2 0 2. 1.4 最高中均温度。i的最大允许值以线阔的起始温度8。为主主制，其值为最高允许环境温度与额定条件下电阻法测量的线圈温升之和（如果这温升值没有得到时，亦可采用与线圈绝缘耐热等级相对应的温升，当按2.1. 2款所计算的电流值和2.I . 3款的拘续时间承载后，线圈任意分接的最高平均温度。1不得超过表3中规定的o，值。8! GB 1 0 9 4 . 5-8 5 主主3阳路后，线圈、卡

11、均温度。2的最大允许值e 变If棉里J式绝缘的耐热等级铜铝吊1注式A 250 2 2. 1. 5 温度。1的计算短路后，线国达到的最高平均温度。1由下面公式计算而得到。1=80+a0f20t10 式1j1,(l一一最高平均温度，90。一一线阁的起始温度（凹，它是冷却介质的最高温度与线圈温升限值之辈口。例如，对1空气冷却的油浸式变压器。e为iosc，水冷却的披挂量式变压器则为95$J一一短路电流密度，A/ mm2; t一千辛续时间，s 一一1/2(82+80）的函数，见表40 表4对应于1/2(82 + 8，）函数的值2. 1.6 多绕组变压器和带有稳定绕组的变压器及带有第三绕组的自锅变压器的对

12、称短路电流I值过电流按1.2.2款的规定计算。每一个线圈的最高平均温度按2.1. 3、2.1. 4及2.1.5款计算，其值不应扭过表3中列出的最大允许值。2.2 承受短路的动稳定能力2. 2. 1 概述变压器承受短路的动稳定能力由试验或参考类似变压器的试验来验证。短路试验是特殊试验，按下述各款进行。容量为第E类的变压器一般不能按照本标准进行试验。多绕组变压器和自藕变压器的试验条件，通常由制造厂与使用部门协商确定。2. 2.2 短路试验前变压器的条件2.2.2.1 如无其他规定，试验应在可投入运行的新变压器上进行。短路试验期间，对变压器性能不产吁：影响的附件（例如可拆卸的冷却器可以不安装。2.

13、2. 2.2应在做完GB1094.1-85电力变压器第部分总则规定的出厂试验之后再进行矩路试验。82 . GB 1094 .5 85 如绕组带有分接，必须在短路试验所在的分接位置上测量电抗，需要时也对电阻进行测量。所有电抗测量达到的复验性应在土0.2%以内。试验报告包括出厂试验的结果，在短路试验开始前应备齐。2.2.2.3 短路试验开始时，线圈的平均温度应在040。2.2.3 双绕组变压器的短路电流峰值，非对称试验电流的第一个峰值按下式计算zi=IK7 式中：对称短路电流I按本标准第1.2.1.2项和2.1. 2款确定。系数Kv由X/R的比值确定。其中，x为变压器的电抗与系统的电抗之和XI+x

14、），以Q表示。R为变压器的电阻与系统的电阻之和（Rt+R，），以Q表示。如无莫他规定，系数K7限制到1.8/2二2.55。表5规定了对于不同X/R值的Kv2值。表5系数K的值X;R 1 1. 5 2 3 4 5 Kv 1 5.1 1 64 1.76 1. 95 2.09 2. 19 注zX;R在114之间的其他值可由线性插入法确定。6 2.27 8 10 14 2.38 2.46 2 55 对于第I类容量的变压器且Z,o.05Z1时，X和R与变压器和系统有关（Xi+X，和Rt+ R, ）。注当Zt,应将变压器部分或全部拆卸。附加说明本标准由中华人民共和国机械I业部和水利电力部提出。本标准由沈阳变！王器研究所和水利电力部电力科学研究院负责起草。本标准主要起草人干肇、队凌憋。1 1牛二标准实施之日起，原GB1094 79 （电）J变压器中有关内容作废。85