电力变压器GB1094.doc
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1、中华人民共和国国家标准电力变压器 UDC 621.314.222.6 GB 1094.185第 一 部 分 总 则 代替GB 109479Power transformers Part 1:General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 76-1(1976)电力变压器 第一部分 总则。1 范围本标准适用于电力变压器(包括自耦变压器),下列小型及特殊变压器除外:额定容量小于1kVA的单相变压器及额定容量小于5kVA的多相变压器;互感器;静止变流器用变压器;起动变压器(指供电动机降压起动用的变压器);试验变压器;机车变压器;焊接用变压器。但上
2、述变压器或其他特殊变压器没有相应的标准时,本标准可全部或者部分适用。2 使用条件2.1 正常使用条件a.海拔海拔不超过1000m。注:海拔超过1000m时,见本标准第2.2条。b.环境温度最高气温+40;最高日平均气温+30;最高年平均气温+20;最低气温-30(适用于户外式变压器);最低气温-5(适用于户内式变压器)。注:超过这些温度规定时见本标准第2.2条。c.冷却水最高温度冷却器入口处+30。d.电源电压的波形电源电压的波形近似于正弦波。e.多相电源电压的对称性多相变压器的电源电压应近似对称。2.2 特殊使用条件使用部门应在询价及订货时提出本标准第2.1条正常使用条件中未包括的条件。对不
3、符合本标准第2.1条规定的正常使用条件而设计的变压器,其定额及试验方面的补充要求按以下规定:a.运行地点的气温超过本标准第2.1条规定的限值者,按GB1094.285电力变压器 第二部分 温升第2.2条的规定。b.运行在海拔超过1000m的所有型式的变压器,按GB1094.2第2.3条和GB1094.385电力变压器 第三部分 绝缘水平和绝缘试验第2章的规定。c.超出本标准第2.2条规定的温度条件和特殊运行条件,例如冷却空气循环受到限制等,应由制造厂与使用部门协商确定。3 名词术语下述名词术语适用于本标准,其他有关名词术语均见GB2900.182、GB2900.1582、GB 2900.198
4、2电工名词术语的规定。3.1 概述*除了自耦或增压变压器之外的变压器称为独立绕组(separate winding)变压器。双绕组变压器,可以使用双绕(double-wound)变压器一词。3.1.1 变压器借助于电磁感应,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间变换交流电压和电流的一种静止的电器。通常各绕组的电压和电流值并不相同。3.1.2 自耦变压器至少有两个线圈具有公共部分的变压器。3.1.3 增压变压器具有一个改变线路电压的串联线圈和一个励磁线圈的变压器。3.1.4 油浸式变压器铁心和线圈浸在绝缘油中的变压器。注:本标准将合成绝缘液体也看作是一种油。3.1.5 干式变压器铁心和线圈不浸在绝
5、缘液体中的变压器。3.1.6 密封式变压器一种为尽量避免变压器内所含冷却介质与外部大气间互相交换的非呼吸式变压器。密封式变压器分两类:a.在整个工作温度范围内,变压器内部的油、气体、空气或任何其他混合物的总体积保持不变。b.在整个工作温度范围内,变压器内部的油、气体、空气或任何其他混合物的总体积是变化的,这种变化由一种密封的可以变形的容器或膜来调节。3.2 端子及中性点3.2.1 端子把线圈与外部导体连接起来的导电件。3.2.2 线路端子变压器连接到系统线路导体上的端子。3.2.3 中性点端子a.对于多相变压器及单相变压器的多相组在星形联结或曲折形联结中连接中性点的端子。b.对于单相变压器连接
6、系统中性点的端子。3.2.4 中性点对称系统中正常处于零电位的点。对星形联结或曲折形联结的多相系统而言,中性点系指公共点。3.2.5 相应端子以相同的字母或相应的符号标志的一台变压器中不同线圈上的端子。3.3 绕组3.3.1 绕组线匝的组合,它构成变压器规定电压之一所需的电路。对于多相变压器而言,绕组系指相线圈的组合(参见3.3.2款)。3.3.2 相线圈线匝的组合,用以形成多相绕组的一相。注:“相线圈”一词不应用来标志某一铁心柱上的所有线圈的组装体。3.3.3 高压绕组*具有最高额定电压的绕组。3.3.4 低压绕组具有最低额定电压的绕组。注:对于增压变压器,额定电压较低的线圈可能具有较高的绝
7、缘水平。3.3.5 中压绕组*在运行条件下,从供电系统接受有功功率的绕组称为一次绕组;向负载回路输送有功功率的绕组称为二次绕组。多绕组变压器中,其额定电压处于最高和最低额定电压之间的绕组。3.3.6 辅助绕组只承担变压器额定容量中一个小负载的绕组。3.3.7 稳定绕组一种辅助的三角形联结的绕组,专门用来减小星形-星形联结或星形-曲折形联结变压器中的星形联结绕组的零序阻抗(见本标准第3.7.6款)。注: 降低这一阻抗有时是必要的,例如,为了减少三次谐波电压的幅值或稳定中性点电压。如绕组与外部线路连接的端子不引出,即使绕组的一点或三角形同一角的两点都引出(例如为接地之用),该绕组也被认为是稳定绕组
8、。对于三相变压器,如其他各点均被引出,则该绕组为正常绕组(见本标准 第3.3.6款)。3.3.8 公共线圈自耦变压器线圈的公共部分。3.3.9 串联线圈自耦变压器线圈的非公共部分或增压变压器与线路相串联的线圈。3.3.10 励磁线圈增压变压器中供电给串联线圈的线圈。3.4 定额3.4.1 定额对变压器所指定的某些数值,用这些数值限定变压器在本标准规定条件下的运行状况。同时,这些数值也作为制造厂的保证和试验基础。3.4.2 额定量决定定额参数(电压、电流等)的某些数值。注:除非另有规定,额定量均以主分接为准(见本标准第3.5.1.1项)。与其他分接有关的量见3.5条及GB 1094.485电力变
9、压器 第四部分分接和联结方法。除非另有规定,电压和电流均以有效值表示。3.4.3 绕组的额定电压在多相变压器绕组的线路端子间或单相变压器绕组的端子间指定施加的电压,或当空载时产生的电压。注:在空载时,当某一绕组施加额定电压则变压器所有其他绕组同时都产生额定电压。组成三相组的单相变压器,如其绕组系星形联结,则绕组的额定电压以分数表示,其分子为线电压,分母为,例如。设计成开口式(见本标准第3.10.5款)的三相增压变压器的串联线圈,其额定电压可当作星形联结来表示。3.4.4 额定电压比一绕组的额定电压与另一绕组的额定电压之比,后者较前者有较低的或相等的额定电压。3.4.5 额定频率对变压器所设计的
10、运行频率。3.4.6 额定容量表观容量的惯用值(以kVA或MVA表示)。以它作为设计、制造厂的保证和试验的基础,并且当对变压器施加额定电压时,根据它来确定在本标准的规定条件下不超过温升限值的额定电流。注:如变压器的容量由于冷却方式的不同而变更时,则额定容量系指最大容量。双绕组变压器的两个绕组具有相同的额定容量,按定义,此容量即为变压器的额定容量。对于多绕组变压器,应对每个绕组的额定容量加以规定。各绕组额定容量算术和的一半可粗略地说明多绕组变压器与双绕组变压器对比时的尺寸大小。3.4.7 额定电流由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数(参见表1)推算而得的流经绕组线路端子的电流。注:
11、当三角形联结(或其他多边形联结)系由外部把两个相线圈的端子成对连成时,其额定电流为此两个端子连起来所获得的值。单相变压器连成三角形联结的三相组时,线圈的额定电流以分数表示,其分子为相应的线电流,分母为,如。3.5 分接3.5.1 分接绕组3.5.1.1 主分接与额定量(额定电压,额定电流、额定容量)相对应的分接。3.5.1.2 分接因数(对应于指定分接)指Ud/UN之比值(分接因数)或100Ud/UN(以百分数表示的分接因数)。其中:UN为绕组的额定电压;Ud为在不带分接的绕组上施加额定电压时,处于指定分接位置的绕组端子在空载时所产生的电压。注:“分接因数”表示当带有分接的绕组处于某一分接时,
12、其“有效匝数”与主分接时匝数的比值。当分接因数的值为1时,说明处于主分接。3.5.1.3 正(或负)分接分接因数大于(或小于)1的分接。3.5.1.4 分接级相邻分接间以百分数表示的分接因数之差。注:分接级可以用百分数表示,其值为一级的匝数与主分接有效匝数之比。3.5.1.5 分接范围以百分数表示的分接因数与100相比的变化范围。如果这个因数在(100+a)(100-b)之间变化,则认为分接范围是+a%,-b%。如果a等于b则分接范围为a%。3.5.2 (一对绕组的)分接电压比如为高压绕组,分接电压比等于额定电压比与带有分接绕组的分接因数的乘积。如为低压绕组,分接电压比等于额定电压比与带有分接
13、绕组的分接因数的商。注:按照定义,额定电压比至少等于1,而分接电压比可能小于1(对于某些分接当额定电压比接近于1时)。3.5.3 有关分接的工作能力的定义(用于变压器的一个指定分接联结)下列定义一般是根据额定值(见本标准第3.4条)的定义推导出的,事实上额定值即是主分接的“分接的工作能力”。3.5.3.1 分接的工作能力对指定分接连接位置的某些量(电压、电流等)所规定的数值,并以它作为制造厂的保证值和在一定情况下进行试验时的基础。注:除特殊情况外,本标准对每一分接只考虑一个“分接的工作能力”,即对主分接只考虑一个“额定值”。在计算分接量的过程中,一个以上的分接能力可能作为一个中间步骤出现。但除
14、极特殊的情况外,规定一个以上的“分接的工作能力”将引起不必要的复杂化。3.5.3.2 分接量这些分接量的值规定了分接的工作能力。每个绕组和每一分接的分接量包括a.分接电压(见3.5.3.3项);b.分接容量(见3.5.3.4项);c.分接电流(见3.5.3.5项)。注:变压器指定分接的分接量系指分接容量、分接电压及分接电流。这些量适用于变压器的任何绕组,其中包括不带分接的绕组。3.5.3.3 绕组的分接电压对于指定分接在多相变压器的线路端子间或单相变压器绕组的端子之间指定施加的或空载时产生的电压。注:在空载时,当变压器连接在有关分接时,所有绕组的分接电压是同时产生的。3.5.3.4 绕组的分接
15、容量表观容量的惯用值。当变压器连接在相应的分接位置时,该值作为制造厂保证值和在一定情况下试验的基础,并由它确定分接电流的数值。3.5.3.5 绕组的分接电流流经绕组线路端子的电流,其值等于该绕组的分接容量除以该绕组的分接电压和相应的相系数(见表1)。3.5.4 满(或降低)容量分接分接容量等于(或小于)额定容量的分接。3.6 损耗及空载电流注:除非另有规定,损耗及空载电流值是针对主分接而言,因此下列各定义也是针对主分接而言(其他分接见GB 1094.4)。3.6.1 空载损耗当以额定频率的额定电压施加于一个绕组的端子上,其余各绕组开路时所吸取的有功功率。3.6.2 空载电流当变压器的一个绕组施
16、加额定频率的额定电压时,其余各绕组开路,流经该绕组线路端子的电流。注:一个绕组的空载电流通常以该绕组额定电流的百分数表示。对多绕组变压器来说,这个百分数是以最大额定容量的一个绕组为准的。对于多相变压器,流经不同线路端子的空载电流可能不相等,但不分别给出这些空载电流值,而取其算术平均值。3.6.3 负载损耗a.双绕组变压器当额定电流流经一个绕组的线路端子,而另外一个绕组端子短接时,在额定频率下吸取的有功功率。其值应折算到参考温度(见表5)。b.多绕组变压器多绕组变压器,以指定的一对绕组为准。当电流流经该对绕组中一个绕组的线路端子,而且电流为相当于该组合的两个绕组额定功率中较小的一个,该对的另一线
17、组的端子短接,其余的绕组开路时,在额定频率下所吸取的有功功率。各对绕组负载损耗值均应折算到参考温度(见表5)。3.6.4 总损耗空载损耗及负载损耗之和。注:多绕组变压器的总损耗应以一个指定的负载组合为准。附属装置中的损耗不包括在总损耗之内,应另外列出。3.7 阻抗电压、短路阻抗和电压调整率3.7.1 额定电流下的阻抗电压(主分接)a.双绕组变压器当一侧绕组的端子短路,以额定频率的电压施加于多相变压器另一侧绕组的线路端子上,或单相变压器另一侧绕组的端子上,并使其中流过额定电流时所施加的电压。b.多绕组变压器多绕组变压器,以任意一对绕组组合为准。当该对绕组组合中的一侧绕组短路,以额定频率的电压施加
18、于多相变压器该对中另一侧绕组的线路端子上,或单相变压器同一对中另一侧绕组的端子上,并使其中流过相当于该对中最小功率的额定电流时所施加的电压。注:上述阻抗电压均应换算到参考温度(见表5),除特殊指明外均以施加电压绕组额定电压的百分数表示。多绕组变压器,为简化计算,各个组合下的阻抗电压,可以折算到同一功率。3.7.2 电阻电压阻抗电压中与电流同相位的分量。3.7.3 电抗电压阻抗电压中与电流成90相位的分量。3.7.4 一对绕组间的短路阻抗(折算到其中一个绕组(指定分接)的欧姆值)额定频率下,在一个绕组的端子上测得的等值星形联结阻抗(以每相欧姆数表示)。此时,另一绕组的端子短接。此阻抗值折算到参考
19、温度(见表5)。注:主分接情况下,折算到指定绕组的短路阻抗Zt与以百分数表示的额定电流下的阻抗电压Uz之间的关系,可由下式表示:式中 UN绕组的额定电压;SN绕组的额定容量。阻抗电压Uz(以百分数表示)只限于主分接使用,以免当参考电流及电压不明确时与其他分接误解。3.7.5 规定负载条件下的电压调整率一个绕组的空载电压和同一绕组在规定负载和功率因数时的电压之差,与该绕组空载电压的比,通常以百分数表示。此时加到另一绕组上的电压应为额定电压(主分接)或相应分接的电压值,并保持不变。注:对于多绕组变压器,其电压的差值不仅取决于绕组自身的负载与功率因数,而且也取决于其他绕组的负载和功率因数。3.7.6
20、 (多相绕组的)零序阻抗额定频率下,在多相星形联结或曲折形联结中,连接在一起的线路端子与中性点端子之间以每相欧姆数表示的阻抗。注:零序阻扩可能有几个值,原因是它不仅取决于绕组本身的联结方法, 而且取决于其他绕组的联结方法,以及它们的中性点端子与线路端子之间的接法。例如,一台双绕组变压器,如二次绕组系星形联结并有中性点端子,则可定出两个零序阻抗:其一是由二次绕组不带负载确定(空载零序阻抗),其二是二次绕组的中性点端子和其线路端子短接而确定(短路零序阻抗)。零序阻抗往往与电流值有关。对于自耦变压器,可以考虑其他的零序阻抗,如对连在一起的输入端与连在一起的输出端之间施加电压,而测量得的零序阻抗。3.
21、8 温升对于空气冷却的变压器,系指所考虑的那部分的温度与冷却空气温度之差。对于水冷却变压器,系指所考虑的那部分的温度,与冷却器入口处的水的温度之差。3.9 绝缘3.9.1 变压器绕组(设备)最高电压Um最高的相间电压有效值。变压器绕组绝缘是按此值设计的。注:从绕组绝缘方面考虑,Um是绕组可以连接的那个系统的最高电压的有效值。3.9.2 额定绝缘水平a.额定雷电冲击和短时工频耐受电压(相对地)。适用于最高电压Um低于300kV的绕组,也适用于最高电压等于或大于300kV按GB 1094.3第5章“方法1”所指定的绕组。b.额定雷电冲击和操作冲击耐受电压(相对地)。适用于最高电压Um等于或大于30
22、0kV按GB 1094.3第5章“方法2”所指定的绕组。3.9.3 变压器绕组的全绝缘指线圈的所有出线端都具有相同的对地工频耐受电压的绕组绝缘。3.9.4 变压器绕组的分级绝缘指线圈的接地端或绕组的中性点的绝缘水平较线端为低的绕组绝缘。3.10 联结法3.10.1 星形联结绕组的接法如下:多相变压器各相线圈的一端,或组成多相组的单相变压器具有相同额定电压绕组的一端接成一个公共点(中性点),其他端子接到相应的线路端子。3.10.2 三角形联结绕组的接法如下;三相变压器的三个相线圈,或组成三相组的单相变压器的具有相同额定电压的三个绕组互相串联,形成一个闭合的回路。3.10.3 开口三角形联结绕组的
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