电力变压器第一部分总则.docx
《电力变压器第一部分总则.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力变压器第一部分总则.docx（98页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电力变压器第一部分总则
中华人民共和国国家标准
UDC621.314.222.6
电力变压器
第一部分总则
GB1094.1—85
代替GB1094—79
PowertransformersPart1:
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IEC76-1（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GB1094.2—85《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GB1094.3—85《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GB2900.1—82、GB2900.15—82、GB2900.19—82《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（separatewinding）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：
①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。
②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。
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：
①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GB1094.4—85《电力变压器第四部分分接和联结方法》。
②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：
①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。
②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：
①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。
②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。
③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：
①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。
②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，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GB1094.4）。
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：
①一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。
②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（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：
①零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）。
②零序阻抗往往与电流值有关。
③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。
3.8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GB1094.3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300kV按GB1094.3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具有相同额定电压的三个绕组互相串联，但三角形的一个角不闭合。
3.10.4曲折形联结
多相变压器的相线圈接成星形，每个相线圈由两部分组成，这两部分线圈的感应电压相位不同且通常具有相同的匝数。
3.10.5开口线圈
多相变压器中，不在内部互相连接的那些线圈。
3.10.6相位移
以正序电压系统施加于高压端子上，各端子依次用字母顺序或数字顺序标出。
两个绕组中各相应端子与中性点（真实的或虚设的）间的电压以矢量代表，这些矢量之间的角度差异即为相位移。
相位移以钟时序数来表示，均为逆时针方向旋转。
其长针（分针）指向定在12点与高压端子和中性点（真实的或虚设的）间的电压矢量相重合，其短针（时针）与相应的低压（或中压）端子和中性点（真实的或虚设的）间的电压矢量相重合。
3.10.7联结组标号
指出变压器高压、中压（如果有）和低压绕组的连接方法和以钟时序数表示的相对的相位移的通用标号。
3.11试验的种类
3.11.1出厂试验
每台变压器均需承受的试验。
3.11.2型式试验
除出厂试验之外，为验证变压器是否与规定的技术条件符合所进行的具有代表性的试验。
注：
如果一台变压器的定额及结构与该厂的其他变压器完全一致，则认为可以代表它们。
如果一台变压器与该厂其他的变压器在定额或其他特性方面只有次要的差异，对其进行的型式试验也可以认为是有效的。
这些变通办法必须由制造厂与使用部分协商确定。
定期的型式试验应最少每5年进行1次。
3.11.3特殊试验
除型式试验和出厂试验之外，经制造厂与使用部门商定的试验，它仅适用于一台或几台特定合同上的变压器。
4定额
4.1总则
制造厂应对变压器规定其定额，并将这些定额标注在铭牌（见本标准第5章）上。
这些定额应使变压器在稳定负载条件下，假定变压器的施加电压等于额定电压且为额定频率时（见本标准第3.4.2款），能够输出额定电流而不超出GB1094.2中规定的温升限值。
4.2额定容量
规定的额定容量应以本标准第2章中规定的使用条件为准，并取额定电压、额定电流和相应的相系数的乘积。
相系统在表1中列出。
表1相系数
相数
相系数
1
3
1
这里给出的额定容量是以变压器连续运行为条件的；但是，符合于本标准的油浸式变压器可以过载。
过载保证值见相应国家标准。
在负载导则规定的条件内，*对于三相的额定容量不超过100MVA，或者对于单相或两相每柱容量不超过33.3MVA的变压器电流可允许小于1.5倍额定电流；当其容量分别超过上述值时允许小于1.3倍额定电流值的偶发性过载。
**在这些条件下应不受到套管、有载分接开关或其他辅助设备的限制。
超出1.5倍额定值的有规则的每日过载或急救负载，考虑可能要受到辅助设备的限制，因此应与制造厂协商确定。
*偶发性过载应按下述来理解。
a.当在1.5倍变压器的额定电流下运行，所经历的时间为变压器寿命的3%时，有载分接开关可不作分接变换。
b.有载分接开关在1.5倍变压器的额定电流下进行分接变换是以操作次数的3%为基础的。
**偶发性过载时允许绝缘的相对热损坏率超过1。
注：
变压器的一个绕组上施加额定电压时，另一个绕组（或其余绕组中的一个）流过额定电流，该绕组可以输出的表观容量与其额定容量相差一个数值，该值取决于相应的电压调整率（见本标准第3.7.5款）。
此表观容量等于后一负载绕组的实际电压与该绕组的额定电流及相应的相系数（见表1）的乘积。
4.3额定容量的优先数
三相变压器额定容量应尽量采用优先数，见表2，其数值取自GB321—80《优先数和优先数系》。
中R10系列。
具体的容量系列见相应国家标准。
组成三相变压器组的单相变压器，额定容量推荐值为表2中数值的1/3。
不作为上述用途的单相变压器的额定容量的优先数与三相变压器相同。
表2三相变压器额定容量的优先数
5
31.5
200
6.3
40
250
8.0
50
315
10
63
400
12.5
80
500
16
100
630
20
125
800
25
160
1000等
4.4高于额定电压时的运行
a.变压器应能在105%的额定电压下输出额定电流。
注：
因5%过电压下的较高空载损耗而引起的温升的稍许增长可略去不计。
b.对于特殊的使用情况（例如变压器的有功功率可以在任何方向流通），用户可规定变压器在高于105%的额定电压，但不超过110%的额定电压下运行。
对电流与电压的相互关系如无特殊的要求，当电流为额定电流的K0≤K≤1）倍时，按下面公式对电压U加以限制。
5铭牌
每台变压器应装有铭牌。
铭牌用不受气候影响的材料制成，并安装在明显位置。
铭牌上应表示下述各项，所示项目应牢固刻出（如利用蚀刻、雕刻或打印方法）
5.1在所有情况下都应给出的项目：
a.变压器名称（如电力变压器、自耦变压器、有载调压变压器等），型号，产品代号；
b.标准代号；
c.制造厂名（包括国名）；
d.出厂序号；
e.制造年月；
f.相数；
g.额定容量（kVA或MVA。
对多绕组变压器，应给出每个绕组的额定容量。
如果一个绕组的额定容量并不是其他绕组额定容量的总和时，则要给出负载组合）；
h.额定频率（Hz）；
i.各绕组的额定电压（V或kV）；
j.各绕组的额定电流（A对三绕组自耦变压器，还应注出公共线圈中长期允许的值）；
k.联结组标号，绕组联结示意图（6300kVA以下的变压器，可不画联结示意图）；
l.额定电流下的阻抗电压（实测值。
如果需要，应给出参考容量，对多绕组变压器应表示出相当于100%额
升级会员 