电力变压器 第五部分 承受短路的能力 GB 1094.5-85 中华人民共和国国家标准 UDC 621.314.222.6 电力变压器 第五部分 承受短路的能力 GB 1094.5—85 代替 1094—79 Power transformers Part 5:Ability to withstand short circuit 国家标准局 1985-11-22发布 1986-07-01实施 本标准参照采用国际标准 IEC 76-5(1976)《电力变压器 第五部分 承 受短路的能力》。  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、相间短路、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 1.2.1 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： 第Ⅰ类：小于3150kV A； 第Ⅱ类：3150～40000kV A； 第Ⅲ类：40000kV A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Ⅱ类和第 Ⅲ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 长江委信息研究中心馆藏 1水利水电工程监理适用规范全文数据库 值，在表1中给出。如果需要较低的阻抗电压值，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。  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。 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耦变 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)应由使用部门在询价 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 长江委信息研究中心馆藏 2电力变压器 第五部分 承受短路的能力 GB 1094.5-85 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 直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：如果发电机与变压器系按上述 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 频繁过电流的能力，应由制造厂与使用部门协商确定。 1.2.6 分接变换装置 当变压器有分接变 换时，则分接变 换装置应和绕组 一样能够承载由 短路产生的同 样的过电流。 1.2.7 中性点端子 星形联结或曲折形联结的中性点端子，应按可能流经这个 端子的最 大过电流设计。 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 概述 变压器承受短路的 耐热能力应根据计算验 证。 2.1.2 双绕组变压器对称短路电流 I值 三相变压器对称短路电流有效值按下式计算：  IU ZZ 3ta ZU Sss2 长江委信息研究中心馆藏 3水利水电工程监理适用规范全文数据库 式中 I——对称短路电流，kA； ZS——系统阻抗，每相 欧姆； US——系统额定电压； S——系统短路表观容量， MV A。 U和Zt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。 Zt为折算到所考虑绕组的变压器的短路阻抗，按下式计算：  ZUU StZN N2 100 式中 Zt——短路阻抗，每相 欧姆； US——折算到参考 温度时额定电流下的阻抗电压，以 百分数表示； SN——变压器的额定容量， MV A。 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)。 Zt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，如果系统的短路阻抗 等于或小于变压器 短路阻抗的5%，则在计算中将其忽略不计。 2.1.3 对称短路电流I的持续时间 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2s。 注：对于自耦变压器和短路电流超过 25倍额定电流的变压器，经制 造厂与使用部门协商 后，采用的短路电流的 持续时间可以小于2s。 2.1.4 最高平均温度θ1的最大允许值 以线圈的起始温度θ0为基础，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(如果这一温升值没有得到时， 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 2.1.3 款的持续时间承载后，线圈任意分接的最 高平均温度θ1不得超过表3中 规定的θ2值。 2.1.5 温度θ1的计算 短路后，线圈达到的最高平均温度θ1由下面公式 计算而得到： 长江委信息研究中心馆藏 4电力变压器 第五部分 承受短路的能力 GB 1094.5-85 102310aJt 式中 θ1——最高平均温度，℃； θ0——线圈的起始温度，℃，它是冷却介质的最高温度与线圈温 升限值之 和。例如，对于 空气冷却的油浸式变压器θ0为105℃，水冷却 的油浸式变压器 则为95℃； J——短路电流 密度，A/mm2； t——持续时间，s； a——1/2(θ2+θ0)的函数，见表4。 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耦变 压器的对称短路电流 I值过电流按第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，其值不应超过 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Ⅲ类的变压器 一般不能按照本标准 进行试验。 多绕组变压器和自耦变压器的试验条件，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