李春霞+趙祥光+盧金鐸

摘 要：本文對(duì)變壓器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1094.5-2008和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEE C57.12.90-2010的短路試驗(yàn)進(jìn)行比較，列出了標(biāo)準(zhǔn)中的差異，包括變壓器分類、短路電流、試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)次數(shù)、電抗差、系數(shù)等方面。

關(guān)鍵詞：變壓器；短路試驗(yàn)；短路電流；持續(xù)時(shí)間；差異

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，可能遭受各種過(guò)電壓的作用，也可能受到短路電流的沖擊。在短路電流作用下，一方面會(huì)使變壓器各部分產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，另一方面使變壓器繞組溫度迅速升高。短路試驗(yàn)是變壓器在強(qiáng)電流下的機(jī)械強(qiáng)度耐受試驗(yàn)。隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)變壓器的制造日漸飽和，變壓器企業(yè)走出國(guó)門是大勢(shì)所趨，這就需要我們研讀國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，找出差異，以供出口檢測(cè)的需要。

國(guó)標(biāo)GB 1094.5-2008修改采用IEC60076-5：2006，試驗(yàn)次數(shù)、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、短路電流計(jì)算的要求一致。美標(biāo)IEEE C57.12.90-2010中的要求與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)差異較大。本文對(duì)存在的差異進(jìn)行分析。

1.變壓器分類

國(guó)標(biāo)中變壓器分為3類，美標(biāo)中變壓器分為4類，見(jiàn)表1。

短路持續(xù)時(shí)間、對(duì)稱短路電流計(jì)算、試驗(yàn)次數(shù)等都和變壓器分類有關(guān)。

2.對(duì)稱短路電流

2.1 國(guó)標(biāo)的要求

3.持續(xù)時(shí)間

國(guó)標(biāo)中要求的短路試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為：對(duì)Ⅰ類變壓器：0.5s；對(duì)Ⅱ類和Ⅲ類變壓器：0.25s。允許偏差為±10%。除有特殊的長(zhǎng)時(shí)間要求外，美標(biāo)中的變壓器短路試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為0.25s。沒(méi)有對(duì)允許偏差做出規(guī)定，需要與客戶協(xié)商。

4.試驗(yàn)次數(shù)

4.1 國(guó)標(biāo)的要求

國(guó)標(biāo)中，對(duì)于Ⅰ類和Ⅱ類的單相變壓器，試驗(yàn)次數(shù)為3次。帶有分接的單相變壓器的3次試驗(yàn)，在最大、額定、最小分接位置上進(jìn)行。

對(duì)于Ⅰ類和Ⅱ類的三相變壓器，總的試驗(yàn)次數(shù)為9次，即：每相進(jìn)行3次試驗(yàn)。帶有分接的三相變壓器的9次試驗(yàn)是在不同的分接位置上進(jìn)行的。

對(duì)于Ⅲ類變壓器，其試驗(yàn)次數(shù)和試驗(yàn)所在分接位置需協(xié)商確定。

試驗(yàn)次數(shù)不包括小于70%規(guī)定電流進(jìn)行預(yù)先調(diào)整試驗(yàn)的次數(shù)。調(diào)整試驗(yàn)是用來(lái)檢查合閘瞬間、電流調(diào)節(jié)、衰減和持續(xù)時(shí)間等方面的試驗(yàn)操作是否正確。

為防止危險(xiǎn)的過(guò)熱，前后兩次施加短路電流應(yīng)有一定的時(shí)間間隔。

4.2 美標(biāo)的要求

美標(biāo)中，每相短路試驗(yàn)共進(jìn)行6次，其中2次滿足最大峰值電流的要求。單相變壓器共6次試驗(yàn)，其中兩次滿足最大峰值電流的要求。三相變壓器共進(jìn)行18次試驗(yàn)，每相6次。

5.試驗(yàn)前后電抗偏差

電抗偏差是驗(yàn)證短路試驗(yàn)是否合格的重要參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)電抗偏差做出了規(guī)定。

國(guó)標(biāo)中，對(duì)具有圓形同心式線圈的變壓器為2%。對(duì)于低壓繞組用金屬箔繞制的且額定容量為10000kVA及以下的變壓器，若其短路阻抗為3%及以上，不應(yīng)大于4%。若短路阻抗小于3%，可協(xié)商確定一個(gè)比4%大的限值。

對(duì)于具有非圓形同心式線圈的變壓器，短路阻抗在3%及以上者為7.5%。經(jīng)協(xié)商，可以降低，但不低于4%。短路阻抗在3%以下者，不能用普通的方式加以規(guī)定，對(duì)某些結(jié)構(gòu)的變壓器允許電抗差可為（22.5～5.0zt）%，zt是以百分?jǐn)?shù)表示的短路阻抗。

美標(biāo)中，對(duì)Ⅰ類變壓器，短路阻抗為3%及以上，則允許電抗差不大于7.5%。短路阻抗為3%以下，則允許電抗差為（22.5～500ZT）%，ZT是變壓器的短路阻抗，用百分?jǐn)?shù)表示（%）。對(duì)Ⅱ類和Ⅲ類變壓器，非圓形同心式線圈的變壓器為7.5%。圓形同心式線圈的變壓器為2%。對(duì)Ⅳ類變壓器為2%。

6.系數(shù)

系數(shù)是電流峰值與對(duì)稱電流的比值。系數(shù)與X/R有關(guān)，X為變壓器電抗和系統(tǒng)電抗之和，以Ω表示。R為變壓器電阻與系統(tǒng)電阻之和，以Ω表示。

國(guó)標(biāo)中，X/R為1～14之間的采用差值法計(jì)算系數(shù)。當(dāng) X/R>14時(shí)，系數(shù)為：對(duì)Ⅱ類變壓器：1.8×=2.55；對(duì)Ⅲ類變壓器：1.9×=2.69。

美標(biāo)中，X/R為1～1000之間的系數(shù)計(jì)算都采用差值法。

國(guó)標(biāo)和美標(biāo)中差值法中與X/R相對(duì)應(yīng)的系數(shù)值略有不同，在檢測(cè)工作中需注意。

7.電壓

繞組的短路可以在預(yù)先短路法和后短路法進(jìn)行。國(guó)標(biāo)中，若采用后短路法，電壓不超過(guò)額定電壓的1.15倍。美標(biāo)中，若采用后短路法，電壓不超過(guò)額定電壓的110%。

結(jié)語(yǔ)

變壓器國(guó)標(biāo)和美標(biāo)存在諸多差異，本文僅分析了變壓器短路試驗(yàn)的差異。

參考文獻(xiàn)

[1]胡啟凡.變壓器試驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[2] GB 1094.5-2008電力變壓器第5部分：承受短路的能力[S].

[3] IEEE Std C57.12.00-2010 IEEE Standard for General Requirements for Liquid-Immersed Distribution， Power， and Regulating Transformers[S].

[4] IEEE Std C57.12.90-2010， IEEE Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution， Power， and Regulating Transformers[S].