李春霞+趙祥光+盧金鐸
摘 要:本文對變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1094.5-2008和美國標(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:TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
變壓器在運(yùn)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(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)。隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)變壓器的制造日漸飽和,變壓器企業(yè)走出國門是大勢所趨,這就需要我們研讀國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),找出差異,以供出口檢測的需要。
國標(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中的要求與國家標(biāo)準(zhǔn)差異較大。本文對存在的差異進(jìn)行分析。
1.變壓器分類
國標(biāo)中變壓器分為3類,美標(biāo)中變壓器分為4類,見表1。
短路持續(xù)時(shí)間、對稱短路電流計(jì)算、試驗(yàn)次數(shù)等都和變壓器分類有關(guān)。
2.對稱短路電流
2.1 國標(biāo)的要求
3.持續(xù)時(shí)間
國標(biāo)中要求的短路試驗(yàn)持續(xù)時(shí)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(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。沒有對允許偏差做出規(guī)定,需要與客戶協(xié)商。
4.試驗(yàn)次數(shù)
4.1 國標(biāo)的要求
國標(biāo)中,對于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)都對電抗偏差做出了規(guī)定。
國標(biāo)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(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(shù)
系數(shù)是電流峰值與對稱電流的比值。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Ⅱ類變壓器:1.8×=2.55;對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。
國標(biāo)和美標(biāo)中差值法中與X/R相對應(yīng)的系數(shù)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(yù)先短路法和后短路法進(jìn)行。國標(biāo)中,若采用后短路法,電壓不超過額定電壓的1.15倍。美標(biāo)中,若采用后短路法,電壓不超過額定電壓的110%。
結(jié)語
變壓器國標(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].