下载文档原格式
电力变压器承受短路能力国家标准的几点理解和研究摘要：文章主要是分析了短路试验与短路故障，在此基础上讲解了国家标准算法的理解与研究，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：电力变压器；国家标准；短路试验1前言外部突发短路是容易导致电力变压器出现故障的重要因素，其的影响程度与短路类型等的工况之间存在紧密的关联，是一个随机且难以解决的问题。
变压器端丽故障中涉及到多个物理场，为此应当进行耦合分析。
2短路试验与短路故障2.1短路试验与短路故障的对比短路试验属于特殊试验，具有一定的破坏性，而且对于国标规定的Ⅲ类变压器短路容量要求非常高，必须在特定试验研究院才能完成。
短路耐受试验的电源可从电力系统网络中取得，也可使用短路试验发电机供电能，但电源系统均是单侧供电，与运行变压器故障类型有明显区别。
下面以一台三相180MVA/220kV为例，对短路试验与短路故障的差异进行对比短路耐受试验是模拟三相对称短路工况，并且在电压过零位置合闸，可保证峰值因数最大，满足“试验中所得到的电流峰值偏离规定值应不大于5%”的要求，试验条件是非常严格的。
由于运行变压器的物理状态在故障前可能发生微小变化，如轴向压紧力降低，以往运行或故障的累积效应等，允许受力与许用应力都有所降低，即如下式中的许用值[A]在特定的运行状态时，是一个相对于出厂略有降低的确定值。
对应运行中的故障电流，有效值受故障类型、故障阻抗等因素影响，暂态冲击电流又具有一定的随机性，电流峰值因数低于试验峰值因数，实际值A0是一个相对降低的不确定值。
实践证明，凡是短路能力耐受试验合格的变压器，在运行中就有足够的抗短路电流冲击的耐受能力。
K=[A]/A0式中，K为运行中变压器抗短路耐受能力安全系数；A0为实际短路工况下产生的力、应力和变形等参量；[A]为变压器在短路时刻的允许作用力、应力和变形等参量。
2.2保证运行变压器抗短路能力如前所述，短路试验在多数情况下可以保证变压器的安全运行，但并非所有变压器都必须由短路试验来验证，如标准所述承受短路的动稳定能力有两种验证方式：试验验证和计算、设计和制造同步验证。
电力系统中变压器抗短路能力分析及措施【摘要】电力变压器是电力系统中的重要组成部分，是负责传输电能、分配电能的关键环节，其可靠性能如何，将会对用户的电能质量及整个系统的安全程度造成严重的影响。
因此，必须努力提高变压器的抗短路能力，以保证电力系统的正常运行。
本文主要探讨了提高电力系统变压器抗短路能力的措施。
【关键词】电力系统；变压器；抗短路能力；措施1、关于电力系统中变压器的相关分析电力变压器的技术基础是电力电子技术，工作原理是原方通过电力电子电路将工频信号转变成高频信号（升频），再利用中间高频将变压器隔离、耦合至副方，最后将其还原为工频信号（降频）[1]。
采取合适的控制方案能够实现对电力电子装置的控制，进而把一种频率、波形、电压的电能转化为另一种频率、波形及电压的电能。
然而，铁芯材质的饱和磁通密度、铁芯与绕组间的最大允许温差将直接决定着中间隔离变压器的体积，工作频率又与饱和磁通密度成反比例关系，如此便能使铁芯的利用率得到提高，进而实现减小变压器体积、提高整体工作效率的目的。
2、增强电力变压器抗短路能力的方法变压器能否发挥其最大效力与其自身的质量、运行环境及检修程度有着紧密的联系。
在电力系统的运行中，由于继电保护误动、雷击等原因极易造成短路，而短路电流的强大冲击，则会损坏变压器，故必须努力提高变压器的抗短路能力。
据相关资料统计，变压器短路冲击事故的发生，超过80%的原因是变压器本身的制造质量，有10%是运行与维护方面的原因。
所以，在电力系统的运行中，应加强对电网的维护，以减少短路次数，从而减少变压器的受冲击次数。
2.1重视设计，认真做好线圈制造的轴向压紧工作在设计变压器时，不但要把变压器的损耗降低，以提高绝缘水平，还要注重对变压器机械强度及抗短路能力的提高。
在制造工艺上，大多变压器均是采用绝缘压板的方式，高低压线圈使用的是同一个压板。
采取这种设计结构，对制造工艺水平的要求较高，先是密化处理垫块，完成线圈加工后，还要对单个线圈予以恒压干燥处理，然后把线圈压缩后的高度测量出来；同一个压板的线圈，在经过处理之后，还要将其调整至相同的高度，然后在总装时采用油压装置对线圈施加相应的压力，使其满足设计要求的高度。
变压器短路试验的方法变压器的短路承受能力试验主要是考核其承受短路的机械力，并不能验证其热特征(在标准中明确规定承受短路的耐热能力由计算验证)。
短路承受能力试验通常是在试验室完成的。
国际电工委员会(IEC)和我国国家标准(GB)都对变压器承受短路的能力进行了明确的规定，并且对短路承受能力试验的方法和要求进行了阐述。
下面就试验中有关的具体问题作进一步的分析。
1短路试验的标准变压器短路试验的标准有国标GB 1094.5—1985、国际标准IEC 76-5：1976和1996年修改稿(IEC 14/268CD，现未正式采用)。
GB 1094.5—1985和IEC 76-5：1976基本等效。
目前国内的变压器均按GB 1094.5—1985这一标准进行试验，出口变压器则按IEC 76-5：1976或与其相应的国家标准试验。
它们之间的差异见表1。
表1短路试验标准比较序号项目GB 1094.5—85IEC 76-5：1976 IEC 14/346/FDIS1容量分类Ⅰ＜3 150kVA同GB＜2 500kVAⅡ3 150～40 000kVA 2 500～100 000kVA Ⅲ＞40 000kVA＞100 000kVA2试验油温0～40℃同GB10～40℃持续时间Ⅰ0.5s±10%同GB同GBⅡ、Ⅲ制造厂和使用部门协商0.25s±10%4电抗变化Ⅰ≤2%(同心式)≤4%(箔式和短路阻抗为3%以上)同GB同GBⅡ、Ⅲ制造厂与使用部门协商≤1%或1%～2%(双方协商)电流幅值及偏差每相至少有一次100%最大非对称电流，其他两次不低于75%最大非对称电流每相至少有3次100%最大非对称电流同IEC 76-5：1976对称电流≤±10%非对称电流≤±5%同GB同GB6试验次数Ⅰ采用三相电源时，共进行3次试验；采用单相电源时，共进行9次试验，每相进行3次试验，非对称短路电流一次100%，另两次不低于75%采用三相电源时，共进行9次试验，采用单相电源时共9次，每相进行3次，但非对称电流3次都是100%同IEC 76-5：1976Ⅱ、Ⅲ制造厂和使用部门协商同GB同GB7分接位置Ⅰ最大、最小和额定同GB同GBⅡ、Ⅲ制造厂和使用部门协商8绝缘试验(复试)电压原绝缘电压的85%原绝缘电压的75%原绝缘电压的100%9系统短路表观容量—与GB不尽相同与GB不尽相同10非对称分量峰值系数2KX/R≥14时，2K=2.55X/R＜14时查表同GBX/R≥14时，2K=2.69(对于容量超过100MVA第Ⅲ类变压器)注：IEC 14/346/FDIS为修订IEC76-5：1976委员会文件，请各国家委员会提意见，近期将颁布实施。
GB1094.5—2008与IEEEC57.12.90—2010中短路试验的对比分析作者：李春霞赵祥光卢金铎来源：《中国新技术新产品》2017年第09期摘要：本文对变压器国家标准GB 1094.5-2008和美国标准IEEE C57.12.90-2010的短路试验进行比较，列出了标准中的差异，包括变压器分类、短路电流、试验时间、试验次数、电抗差、系数等方面。
关键词：变压器；短路试验；短路电流；持续时间；差异中图分类号：TM714 文献标识码：A变压器在运行过程中，可能遭受各种过电压的作用，也可能受到短路电流的冲击。
在短路电流作用下，一方面会使变压器各部分产生巨大的电动力，另一方面使变压器绕组温度迅速升高。
短路试验是变压器在强电流下的机械强度耐受试验。
随着我国电力事业的发展，国内变压器的制造日渐饱和，变压器企业走出国门是大势所趋，这就需要我们研读国内外标准，找出差异，以供出口检测的需要。
国标GB 1094.5-2008修改采用IEC60076-5：2006，试验次数、试验持续时间、短路电流计算的要求一致。
美标IEEE C57.12.90-2010中的要求与国家标准差异较大。
本文对存在的差异进行分析。
1.变压器分类国标中变压器分为3类，美标中变压器分为4类，见表1。
短路持续时间、对称短路电流计算、试验次数等都和变压器分类有关。
2.对称短路电流2.1 国标的要求3.持续时间国标中要求的短路试验持续时间为：对Ⅰ类变压器：0.5s；对Ⅱ类和Ⅲ类变压器：0.25s。
允许偏差为±10%。
除有特殊的长时间要求外，美标中的变压器短路试验持续时间为0.25s。
没有对允许偏差做出规定，需要与客户协商。
4.试验次数4.1 国标的要求国标中，对于Ⅰ类和Ⅱ类的单相变压器，试验次数为3次。
带有分接的单相变压器的3次试验，在最大、额定、最小分接位置上进行。
对于Ⅰ类和Ⅱ类的三相变压器，总的试验次数为9次，即：每相进行3次试验。
110 kv 及以下干式变压器技术要求随着电力行业的不断发展，变压器作为电网中不可或缺的重要设备，在传统的油浸式变压器的基础上，干式变压器因其在安全性、环保性、维护方面的优势得到了越来越广泛的应用。
在使用110 kv 及以下干式变压器时，其技术要求显得尤为重要。
本文将从干式变压器的设计、工艺、绝缘、散热、监测等方面探讨其技术要求。
一、设计要求1.1 绝缘结构设计干式变压器的绝缘结构设计要求考虑到其工作环境，要有良好的防潮、防尘、防污染能力，同时要具有良好的耐电压、耐热性能，确保变压器在长期运行过程中不会出现绝缘击穿、短路等故障。
1.2 绝缘材料选用绝缘材料的选用是影响干式变压器性能的重要因素。
要选择具有良好机械强度、耐热性、耐腐蚀性以及耐电气应力的绝缘材料，如环氧树脂、玻璃纤维等，以确保变压器在长期运行中稳定可靠。
1.3 结构设计干式变压器的结构设计要求合理，要考虑到变压器的运输、安装、维护等方便性，并保证在尺寸相对较小的情况下，能够满足110 kv 及以下的电压等级要求。
二、工艺要求2.1 绕组制作工艺绕组是变压器的核心部件之一，其制作工艺要求高。
要求绕组的布置要合理，线圈要紧凑、稳固，绝缘层要平整，使其在工作时不会出现跑圈、内部短路等故障。
2.2 油漆和树脂浸渍工艺为了增加绝缘强度和提高散热性能，干式变压器绝缘材料通常会经过油漆或树脂浸渍工艺，要求涂覆均匀、不起泡、不裂纹，浸渍深度和强度均匀一致，确保绝缘材料的性能稳定。
2.3 真空热处理工艺为了确保变压器的电气性能和机械强度，变压器绕组通常需要经过真空热处理工艺，要求在真空环境下进行热处理，使绕组内部的气体被排出，从而提高绝缘性能和耐电压能力。
三、绝缘要求3.1 绝缘级别110 kv 及以下干式变压器的绝缘要求一般设计为H级，具有较高的耐温性和耐电压能力。
3.2 绝缘检测在生产和使用过程中，要对干式变压器的绝缘性能进行定期检测，包括介电强度测试、绝缘电阻测试等，确保其绝缘性能处于正常状态，不会出现绝缘老化、击穿等问题。
变压器抗短路能力计算
哎呀呀，变压器抗短路能力计算？这可真是个让人头疼又好奇的东西呢！
先来说说啥是变压器吧。
就好像我们人的心脏一样，变压器在电力系统里那可是超级重要的角色！它能把电压升高或者降低，让电能够乖乖地跑到该去的地方。
那变压器抗短路能力又是什么呢？这就好比一个大力士能不能承受住突然的重击。
要是变压器抗短路能力不行，那可就糟糕啦！就像一辆跑得正欢的小汽车，突然被一块大石头挡住，说不定就熄火甚至坏掉啦！
要计算变压器的抗短路能力，那可不是一件简单的事儿。
得考虑好多好多的因素呢！比如说变压器的结构，是像个胖嘟嘟的小熊，还是像个瘦高个儿？还有绕组的材料，是像钢铁一样坚硬，还是像棉花一样软绵绵？
老师给我们讲的时候，我都瞪大了眼睛，心里直犯嘀咕：“这也太难懂啦！”
我就问同桌：“你听懂了没？”他摇摇头，一脸迷茫地说：“这简直就是天书嘛！”
后来老师又说，还要考虑短路电流的大小和持续时间。
这就好像一场暴风雨，来势汹汹，时间还长，变压器要是顶不住，那可就惨咯！
计算的时候，要用一堆复杂的公式和参数。
我看着那些密密麻麻的数字和符号，脑袋都大了！这哪里是计算啊，简直就是在跟一群调皮的小怪兽打架！
我忍不住想：“为啥要这么麻烦呀？直接让变压器变得超级强大，啥短路都不怕不就行了？”
经过一番努力学习和研究，我算是明白了，只有把变压器抗短路能力计算准确，才能保证电力系统稳稳当当的运行，我们才能舒舒服服地看电视、吹空调、玩电脑，不然一切都得乱套！
所以说，变压器抗短路能力计算虽然难，但真的超级重要！我们可得好好研究，不能马虎！。
文件编号：RHD-QB-K7616 （操作规程范本系列）
编辑：XXXXXX
查核：XXXXXX
时间：XXXXXX
高电力系统中变压器抗短路能力的方法标准版
本
高电力系统中变压器抗短路能力的
方法标准版本
操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。
，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。
摘要：电力变压器是通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流的电力设备；由铁心和套于其上的两个或多个绕组组成；是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。
电力变压器的可靠性由其质量状况决定，不仅取决于设计制造、结构，也与检修维护密切相关。
关键词：变压器，短路，提高，措施
一、电力变压器概述
电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。
其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。
当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。
二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。
主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。
额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密
度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。
现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。
最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。
当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。
二、提高电力变压器抗短路能力的措施
变压器的安全、、可靠运行与出力，取决于本身的制造质量和运行以及检修质量。
本章试图回答在变压器运行维护过程中，有效变压器突发性故障的措施。
电网经常由于雷击、继电保护误动或拒动等造成
短路，短路电流的强大冲击可能使变压器受损，所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。
变压器短路冲击事故的结果表明，制造原因引起的占80%左右，而运行、维护原因引起的仅占10%左右。
有关设计、制造方面的措施在第二章已有论述，本章着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。
运行维护过程中，一方面应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数；另一方面应及时测试变压器绕组的形变，防患于未然。
（一）规范设计，重视线圈制造的轴向压紧工艺。
制造厂家在设计时，除要考虑变压器降低损耗，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的强度和抗短路故障能力。
在制造工艺方面，由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密
化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥,并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度。
在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。
（二）对变压器进行短路试验，以防患于未然。
大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。
要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。
（三）使用可靠的继电保护与自动重合闸系统。
系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免
的事故，特别是10KV线路因误操作、小动物进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。
因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。
结合目前运行中变压器杭外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。
目前已有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线（如2km以内）或电缆线路取消使用重合问，或者适当延长合间间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且应尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。
（四）积极开展变压器绕组的变形测试诊断。
通常变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将发生局
部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。
首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。
当遇到雷电过电压作用时便有可能发生匝间、饼间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。
传递函数H（jw）(即频率响应特性)的零、极点分布情况与二端口网络内的元件及连接方式等密切相关。
大量试验研究结果表明，变压器绕组通常在
10KZ~1MHZ的频率范围内具有较多的谐振点。
当频率低于10KHZ时，绕组的电感起主要作用，谐振点通常较少，对分布电容的变化较不敏感；当频率超过1 MHZ时，绕组的电感又被分布电容所旁路，谐振点也会相应减少，对电感的变化较不敏感，而且随着频率的提高，测试回路(引线)的杂散电容也会对测
试结果造成明显影响。
由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。
因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法，可以作为频率响应法的有益补充。
尤其在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实测电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，以便降低事故发生的概率，确保电网安全稳定的运行。
（五）现场进行变压器的安装时，必须严格按照厂家说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。
运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。
为尽量避免系统的短路故障，对
于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。
变压器能否承受各种短路电流主要取决于变压器结构设计和制造工艺，且与运行管理、运行条件及施工工艺水平等方面有很大的关系，变压器短路事故对电网系统的运行危害极大，为避免事故的发生，应从多方面采取有效的控制措施，以保证变压器及电网系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]谢毓城主编，变压器手册[M].北京:出版社.2003.
管理手册/ Management Manual 编号：RHD-QB-K7616
[2]刘传彝，电路变压器设计计算方法与实践[M].沈阳:辽宁科学技术出版社.2002.
[3]刘健、毕鹏翔、董海鹏，复杂配电网简化分析与优化[M].北京:中国电力出版社.2002.
[4]华中院，上海大学.高电压试验技术[M].北京:电力出版社.1985.
[5]蒋德福等，高电压试验技术问题[M].武汉:湖北省电力试验研究所. 1991.
这里写地址或者组织名称
Write Your Company Address Or Phone Number Here
第2页。
