GB1094.5—2008与IEEEC57.12.90—2010中短路试验的对比分析

李春霞+赵祥光+卢金铎

摘 要：本文對变压器国家标准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。带有分接的三相变压器的9次试验是在不同的分接位置上进行的。

对于Ⅲ类变压器，其试验次数和试验所在分接位置需协商确定。

试验次数不包括小于70%规定电流进行预先调整试验的次数。调整试验是用来检查合闸瞬间、电流调节、衰减和持续时间等方面的试验操作是否正确。

为防止危险的过热，前后两次施加短路电流应有一定的时间间隔。

4.2 美标的要求

美标中，每相短路试验共进行6次，其中2次满足最大峰值电流的要求。单相变压器共6次试验，其中两次满足最大峰值电流的要求。三相变压器共进行18次试验，每相6次。

5.试验前后电抗偏差

电抗偏差是验证短路试验是否合格的重要参数。标准都对电抗偏差做出了规定。

国标中，对具有圆形同心式线圈的变压器为2%。对于低压绕组用金属箔绕制的且额定容量为10000kVA及以下的变压器，若其短路阻抗为3%及以上，不应大于4%。若短路阻抗小于3%，可协商确定一个比4%大的限值。

对于具有非圆形同心式线圈的变压器，短路阻抗在3%及以上者为7.5%。经协商，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规定，对某些结构的变压器允许电抗差可为（22.5～5.0zt）%，zt是以百分数表示的短路阻抗。

美标中，对Ⅰ类变压器，短路阻抗为3%及以上，则允许电抗差不大于7.5%。短路阻抗为3%以下，则允许电抗差为（22.5～500ZT）%，ZT是变压器的短路阻抗，用百分数表示（%）。对Ⅱ类和Ⅲ类变压器，非圆形同心式线圈的变压器为7.5%。圆形同心式线圈的变压器为2%。对Ⅳ类变压器为2%。

6.系数

系数是电流峰值与对称电流的比值。系数与X/R有关，X为变压器电抗和系统电抗之和，以Ω表示。R为变压器电阻与系统电阻之和，以Ω表示。

国标中，X/R为1～14之间的采用差值法计算系数。当 X/R>14时，系数为：对Ⅱ类变压器：1.8×=2.55；对Ⅲ类变压器：1.9×=2.69。

美标中，X/R为1～1000之间的系数计算都采用差值法。

国标和美标中差值法中与X/R相对应的系数值略有不同，在检测工作中需注意。

7.电压

绕组的短路可以在预先短路法和后短路法进行。国标中，若采用后短路法，电压不超过额定电压的1.15倍。美标中，若采用后短路法，电压不超过额定电压的110%。

结语

变压器国标和美标存在诸多差异，本文仅分析了变压器短路试验的差异。

参考文献

[1]胡启凡.变压器试验技术[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] GB 1094.5-2008电力变压器第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].