GB1094.5—2008與IEEEC57.12.90—2010中短路試驗的對比分析

李春霞+趙祥光+盧金鐸

摘 要：本文對變壓器國家標準GB 1094.5-2008和美國標準IEEE C57.12.90-2010的短路試驗進行比較，列出了標準中的差異，包括變壓器分類、短路電流、試驗時間、試驗次數、電抗差、系數等方面。

關鍵詞：變壓器；短路試驗；短路電流；持續時間；差異

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A

變壓器在運行過程中，可能遭受各種過電壓的作用，也可能受到短路電流的沖擊。在短路電流作用下，一方面會使變壓器各部分產生巨大的電動力，另一方面使變壓器繞組溫度迅速升高。短路試驗是變壓器在強電流下的機械強度耐受試驗。隨著我國電力事業的發展，國內變壓器的制造日漸飽和，變壓器企業走出國門是大勢所趨，這就需要我們研讀國內外標準，找出差異，以供出口檢測的需要。

國標GB 1094.5-2008修改采用IEC60076-5：2006，試驗次數、試驗持續時間、短路電流計算的要求一致。美標IEEE C57.12.90-2010中的要求與國家標準差異較大。本文對存在的差異進行分析。

1.變壓器分類

國標中變壓器分為3類，美標中變壓器分為4類，見表1。

短路持續時間、對稱短路電流計算、試驗次數等都和變壓器分類有關。

2.對稱短路電流

2.1 國標的要求

3.持續時間

國標中要求的短路試驗持續時間為：對Ⅰ類變壓器：0.5s；對Ⅱ類和Ⅲ類變壓器：0.25s。允許偏差為±10%。除有特殊的長時間要求外，美標中的變壓器短路試驗持續時間為0.25s。沒有對允許偏差做出規定，需要與客戶協商。

4.試驗次數

4.1 國標的要求

國標中，對于Ⅰ類和Ⅱ類的單相變壓器，試驗次數為3次。帶有分接的單相變壓器的3次試驗，在最大、額定、最小分接位置上進行。

對于Ⅰ類和Ⅱ類的三相變壓器，總的試驗次數為9次，即：每相進行3次試驗。帶有分接的三相變壓器的9次試驗是在不同的分接位置上進行的。

對于Ⅲ類變壓器，其試驗次數和試驗所在分接位置需協商確定。

試驗次數不包括小于70%規定電流進行預先調整試驗的次數。調整試驗是用來檢查合閘瞬間、電流調節、衰減和持續時間等方面的試驗操作是否正確。

為防止危險的過熱，前后兩次施加短路電流應有一定的時間間隔。

4.2 美標的要求

美標中，每相短路試驗共進行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，其中兩次滿足最大峰值電流的要求。三相變壓器共進行18次試驗，每相6次。

5.試驗前后電抗偏差

電抗偏差是驗證短路試驗是否合格的重要參數。標準都對電抗偏差做出了規定。

國標中，對具有圓形同心式線圈的變壓器為2%。對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，不應大于4%。若短路阻抗小于3%，可協商確定一個比4%大的限值。

對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%。經協商，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定，對某些結構的變壓器允許電抗差可為（22.5～5.0zt）%，zt是以百分數表示的短路阻抗。

美標中，對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，用百分數表示（%）。對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Ⅳ類變壓器為2%。

6.系數

系數是電流峰值與對稱電流的比值。系數與X/R有關，X為變壓器電抗和系統電抗之和，以Ω表示。R為變壓器電阻與系統電阻之和，以Ω表示。

國標中，X/R為1～14之間的采用差值法計算系數。當 X/R>14時，系數為：對Ⅱ類變壓器：1.8×=2.55；對Ⅲ類變壓器：1.9×=2.69。

美標中，X/R為1～1000之間的系數計算都采用差值法。

國標和美標中差值法中與X/R相對應的系數值略有不同，在檢測工作中需注意。

7.電壓

繞組的短路可以在預先短路法和后短路法進行。國標中，若采用后短路法，電壓不超過額定電壓的1.15倍。美標中，若采用后短路法，電壓不超過額定電壓的110%。

結語

變壓器國標和美標存在諸多差異，本文僅分析了變壓器短路試驗的差異。

參考文獻

[1]胡啟凡.變壓器試驗技術[M].北京：中國電力出版社，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].