本标准适用于油浸式变压器。它阐述了变压器在不同环境温度和负载条件下的运行对其寿命的影响。 GB/T 1094.7-2008 电力变压器 第7部分：油浸式电力变压器负载导则 GB/T1094.7-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS.29.180
中华人民共和国国家标准
GB/T1094.7—2008
代替GB/T15164—1994
电力变压器
第7部分：油浸式　
电力变压器负载导则
Power transformers—Part 7:Loading guide foroil-immersedpowertransformers(IEC 60076-7:2005,MOD)
2008-09-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
数码防伪
2009-08-01实施
规范性引用文件
术语和定义
符号与缩写
超铭牌额定值负载效应
相对老化率和变压器绝缘寿命
温度测定
分接开关的影响
附录A（资料性附录）
附录B(资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E(资料性附录）
附录F（资料性附录）
参考文献
非热改性和热改性绝缘纸
计算和提供过载数据实例
指数方程实例
绕组和油时间常数计算
微分方程解法的例证
附录C中例子的流程图
GB/T1094.7-2008
GB1094《电力变压器》目前包含了下列几部分：第1部分：总则；
第2部分：温升；
一第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙；第4部分：电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则；第5部分：承受短路的能力；
一一第7部分：油浸式电力变压器负载导则；—第10部分：声级测定；
一一第10.1部分：声级测定应用导则；一一第11部分：千式变压器。
GB/T1094.7—2008
本部分为GB1094的第7部分。本部分的前版标准代号为GB/T15164，对应的IEC标准代号为IEC60354。由于IEC有关电力变压器的标准代号现均调整为IEC60076系列，为了与IEC的标准代号相协调且使用方便，本次修订也将标准代号按新IEC标准系列进行调整。本部分修改采用IEC60076-7：2005《电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则》（英文版）。本部分根据IEC60076-7：2005按修改采用原则重新起草。考虑到我国国情，在采用IEC60076-7：2005时，本部分做了一些修改。有关技术性差异已编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。本部分与IEC60076-7：2005的主要差异如下：
引用了采用国际标准的我国标准，而非直接引用国际标准；1）
为便于使用，本部分还进行了下列编辑性修改：2）
——删除了IEC60076-72005的前言；一用小数点“.”代替作为小数点的逗号“，”；调整了附录的顺序号，将IEC60076-7：2005中5.6关于非热改性和热改性绝缘纸的内容调整为本部分的附录A（资料性附录)的内容，将IEC60076-7：2005的附录A调整为本部分的附录D，IEC60076-7：2005的附录B在本部分中调整为附录C，将IEC60076-7：2005的附录C、附录D和附录E依次调整为本部分的附录E、附录F和附录B；将IEC60076-7：2005正文中的图、表编号在本部分中依次向前调整一个数。本部分代替GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》。本部分与GB/T15164一1994相比主要变化如下：a）编写格式按GB/T1.1一2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20000.2一2001《标准化工作指南第2部分；采用国际标准的规则》的规定进行了修改；
b）标准名称由《油浸式电力变压器负载导则》改为《电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则》；
增加了关于热点、相对热老化率、变压器绝缘寿命、寿命损失百分数、热改性纸、非导向油流、导c)
向油流和设计环境温度的术语和定义；d）增加了一些用于计算温升和损耗的符号和缩写；e）增加了关于非热改性和热改性绝缘纸的内容，并将其作为资料性附录A；Ⅲ
GB/T1094.7--2008
增加了有关绝缘寿命的内容；
修改了超铭牌额定值负载时的绕组热点温度和金属部件的热点温度；增加了用光纤传感器直接测量变压器热点温升的内容；增加了确定热点系数时应考虑的一些内容；增加了关于在变化的环境温度和负载条件下的顶层油温和热点温度的内容，并提供了两种可j
用于描述热点温度的方法；
增加了关于分接开关影响的内容；删除了原标准中的正常周期负载图和急救周期负载表；对附录的内容进行了调整。
本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国变压器标准化技术委员会（SAC/TC44)归口。本部分起草单位：沈阳变压器研究所、西安西电变压器有限责任公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、特变电工衡阳变压器有限公司、上海市电力公司、中电电气集团有限公司、保定天威集团特变电气有限公司、山东达驰电气股份有限公司。本部分主要起草人，孙军、谢庆峰、孙树波、刘东升、贾贺强、姜益民、徐子宏、孙新忠、白峰君。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T15164-1994。IV
GB/T1094.7—2008
本部分从运行温度和热老化观点提供了电力变压器的规范和负载导则。它提供了超铭牌额定容量的负载推荐值，并为设计人员选择新设备的适当额定参数和负载条件提供了指导。GB1094.2是合同的基础，它包括了油浸式变压器在连续额定负载下温升值的要求和温升试验。应注意GB1094.2指的是绕组平均温升，而本部分主要指的是热点温度，且该值只作指导用。本部分给出了一些数学模型，用来判断不同负载在不同冷却介质温度下和在该负载呈瞬时或周期性变化时的结果。该模型用来对变压器运行温度进行计算，特别是对绕组最热部位的温度进行计算。此热点温度又是用来估算在某个特定期间内的额定热老化率和寿命损失百分数。模型涉及小型变压器（本部分称之为配电变压器）和电力变压器。与GB/T15164：1994的主要差别在于增加了光纤温度传感器在变压器中的应用，因而从根本上增大了获取电力变压器正确热模型的可能性，特别是在负载电流逐级变化的情况下。这种可能性就使得本部分所用的“油指数”和“绕组指数”与GB1094.2一1996所用的有些不同，对电力变压器来说：——对于ON冷却方式，GB1094.2中=0.9;而本部分中=0.8。—对于ON和OF冷却方式，GB1094.2中y=1.6；而本部分中y=1.3。对于配电变压器，本部分和GB1094.2中所用的工和y值都相同。本部分还按温度计算或测量结果推荐了允许的负载限值。这些推荐值涉及不同形式的负载工况一连续负载、正常周期性稳定负载或暂时急救负载。这些推荐值涉及配电变压器、中型电力变压器和大型电力变压器。
第1章～第7章包括了不同类型变压器的定义、一般的背景信息和运行方面的各种规定限值。第8章包括了温度的确定，提供了用于估算稳态和暂态条件下热点温度的数学模型。第9章包括了分接位置影响的简要说明，应用实例在附录B、附录C和附录E中给出。1范围
电力变压器第7部分：油浸式
电力变压器负载导则
GB/T1094.7—2008
GB1094的本部分适用于油浸式变压器。它阐述了变压器在不同环境温度和负载条件下的运行对其寿命的影响。
注：对于电炉变压器，制造方应向用户咨询特殊负载曲线。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB1094的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB1094.1—1996电力变压器第1部分；总则（eqvIEC60076-1：1993）GB1094.2—1996电力变压器第2部分：温升（eqvIEC60076-2:1993）GB1094.5一2008电力变压器第5部分：承受短路的能力（IEC60076-5：2006，MOD)ANSI/IEEEC57.100油浸式配电变压器和电力变压器热评定的IEEE标准试验程序ASTMD-982纸和纸板中有机氮标准试验方法3术语和定义
本部分采用下列术语和定义。
配电变压器distributiontransformer三相最大额定容量为2500kVA,单相最大容量为833kVA的电力变压器。3.2
中型变压器mediumpowertransformer三相最大额定容量为100MVA，单相最大容量为33.3MVA的电力变压器。3.3下载标准就来标准下载网
大型变压器largepowertransformer超过3.2规定的容量限值的电力变压器。3.4
周期性负载cyclicloading
周期性变化的负载（周期持续时间通常为24h)，该负载是按一个周期内累积的老化量来考虑的，它可以是正常负载，也可以是长期急救负载。3.5
正常周期性负载normalcyclicloading在周期性负载中，在某段时间内环境温度较高，或施加了超额定负载的电流，但可以由其他时间内环境温度较低，或施加低于额定负载电流的电流所补偿。从热老化的观点出发，只要相对热老化率大于1的各周期中的老化值能被相对热老化率小于1的老化值所补偿，那么，这种周期性负载可以认为与正常环境温度下施加额定负载是等效的。这一原理可用于长时间的周期性负载运行中。1
GB/T1094.7—2008
长期急救负载long-timeemergencyloading由于系统中某些设备长时间退出运行而引起的一种负载方式，在变压器达到一个新的、较高的稳态温度之前，这些设备不会重新投入运行。3.7
短期急救负载short-timeemergencyloading由于系统中发生了一个或多个事故，严重干扰了系统的正常负载分配，从而产生的暂态（少于30min）严重过负载。
热点hot-spot
若无另行规定，是指各绕组中的最热点。3.9
相对热老化率relativethermalageingrate在给定的热点温度下，与参考热点温度下的绝缘老化率相比，变压器的绝缘老化呈降低或加快的速率。
变压器绝缘寿命transformerinsulationlife从绝缘起始状态到正常运行中由于热老化、绝缘场强、短路应力或机械位移而导致高电气故障危险率发生的最终状态之间的全部时间。3.11
寿命损失百分数I
percentlossof life
一段时间（通常为24h)内以小时计的等效老化值乘以100再除以变压器的预期绝缘寿命。此以小时计的等效老化值由相对老化率与小时数相乘得出。3.12
热改性纸thermallyupgradedpaper经过化学处理的纤维素纸，其分解率得以降低。通过局部消除水分形成的媒质（如在氮乙化物中）或通过使用稳定剂（如在胺化物、双氰胺中)来抑制水分形成以减少老化的影响。如果纸的寿命满足了ANSI/IEEEC57.100准则的要求：在110℃的密闭管中放置65000h或在按下式给出的其他时间/温度组合下仍保持50%的张力，则可认为纸已得到改性：Time(h) = e[±*%-28.082] ~ 65 000 × eE4%-l ]...........()
由于现在使用的热改性化学药品含氮，而在硫酸盐纸浆中没有氮，因此化学改性的程度是通过对处理过的纸中的氮含量进行测定来确定的。当按ASTMD-982进行测量时，热改性纸的含氮量典型值介于1%和4%之间。
注：本定义于2003年10月7日由IEEE变压器委员会热改性纸定义工作组批准。3.13
非导向强迫油流
non-directedforced-oilflow
表示从热交换器或散热器泵出的油自由地流人油箱中，不强迫其流过绕组（绕组内部的油流可以在垂直冷却通道中轴向流动，也可以在水平冷却通道中辐向流动，可以带或不带曲折形流动）。3.14
非导向自然油流non-directednatural-oilflowON
表示从热交换器或散热器流出的油自由地流人油箱中，不强迫其流过绕组（绕组内部的油流可以在2
GB/T1094.72008
垂直冷却通道中轴向流动，也可以在水平冷却通道中辐向流动，可以带或不带曲折形流动）。3.15
导向油流
directed oil flow
表示从热交换器或散热器泵出的油大部分是强迫地流过绕组（绕组内部的油流可以是在垂直冷却通道中轴向流动，也可以在水平冷却通道中曲折形流动）。3.16
设计环境温度
design ambient temperature
用于规定允许绕组平均温升、顶层油温升及热点温升的环境温度。4
符号与缩写
比热容
聚合度
差分方程中的差分算子
绕组平均温度对油平均温度(油箱内)的梯度额定电流下绕组平均温度对油平均温度(油箱内)的梯度铁心和线圈装配体的质量
油箱和配件的质量
油质量
线圈质盘
热点系数
热模型常数
热模型常数
热模型常数
负载系数(负载电流/额定电流)
所考虑时间期限的总老化
所考虑期间内每个时间间隔的序数所考虑期间内的时间间隔的总数ODAN、ODAF或ODWF冷却
OFAN、OFAF或OFWF冷却
ONAN或ONAF冷却
施加损耗
绕组涡流损耗标么值
绕组损耗
额定电流下负载损耗与空载损耗的比值主分接下负载损耗与空载损耗的比值单
J/(kg·K)
GB/T1094.7--2008
tapr+1
tapmin
tapmax
表 (续)
r十1分接下负载损耗与空载损耗的比值最小分接下负载损耗与空载损耗的比值最大分接下负载损耗与空载损耗的比值拉普拉斯算子
时间变量
主分接数
r+1分接数
最小分接数
最大分接数
相对老化率
第n个时间间隔内的相对老化率
总损耗对顶层油（油箱内）温升的指数幂(油指数）电流对绕组温升的指数录（绕组指数）环境温度
年加权环境温度
热点温度
月平均温度
最热月的月平均温度，按GB1094.2的规定所考虑负载下的顶层油(油箱内)的温度年平均温度，按GB1094.2的规定平均的油时间常数
绕组时间常数
额定负载（空载损耗十负载损耗）下底部油（油箱内）温升所考虑负载下的热点温度对项层油温（油箱内）的梯度开始时热点温度对顶层油温(油箱内)的梯度颜定电流下热点温度对顶层油温（油箱内）的梯度所考虑负载下的顶层油(油箱内)温升开始时的顶层油(油箱内)温升
所考虑负载下的平均油(油箱内)温升额定负载(空载损耗十负载损耗)下平均油(油箱内)温升额定损耗(空载损耗十负载损耗）下顶层油(油箱内）稳态温升由于包围体而修正的顶层油温升(油箱内）由于包围体而附加的顶层油温升（油箱内）单位
5超铭牌额定值负载效应
5.1概述
GB/T1094.7—2008
正常预期寿命值通常是以设计的环境温度和额定运行条件下的连续工况为基础的。当负载超过铭牌额定值和/或环境温度高于设计环境温度时，变压器将遭受一定程度的危险，并且老化加速。本部分的自的是要确认这些危险，并指导变压器如何在限定条件下进行超铭牌额定值的负载运行。通过用明确地规定最大负载条件和供应方在变压器设计中考虑了这些最大负载条件，从而将此危险的程度予以降低。
5.2一般后果
变压器超铭牌额定值负载的后果如下：绕组、线夹、引线、绝缘及油的温度将会升高，且有可能达到不可接受的程度；a）
铁心外的漏磁通密度将增加，从而使与此漏磁通耦合的金属部件由于涡流效应而发热；b）
随着温度变化，绝缘和油中的水分和气体含量将会发生变化；c）
套管、分接开关、电缆终端接线装置和电流互感器等也将受到较高的热应力，从而使其结构和d)
使用安全裕度受到影响。
主磁通与增加的漏磁通合在一起,会使铁心过励磁能力受到限制[][3],[3]\”。注：对于带有负载的心式变压器，当其能昼由外绕组(通常为HV)流向内绕组（通常为LV)时，铁心中的由主磁通和漏磁通合成的最大磁通密度出现于铁轭处。试验已表明，此磁通小于或等于同一电压值施加于空载变压器的外部绕组端子上时所产生的磁通。对于施加了负载的变压器，其心柱中的磁通由内绕组端子上的电压来决定，其值与空载下施加同一电压值时所产生的磁通几乎相等，
对于能盘由内绕组流向外绕组的心式变压器，最大磁通密度出现在铁心柱中。其值仅比空载下施加相同电压时产生的磁通稍大。铁轭中的磁通密度则由外部绕组中的电压来确定。因此，当施加的负载超过铭牌额定值时，应观察该变压器的两侧电压，只要其励磁侧的电压仍低于GB1094.1一1996第4章规定的限值，就不必限制励磁。当某些地区的电网在急救状态下仍能保持正常运行时，则在急救条件下为保持负载电压而出现的过励磁，将使铁心件中的磁密绝不会超过铁心外部漏磁通的值（对于冷轧晶粒取向硅钢片，当其大于1.9T时，这种饱和效应便迅速开始出现）。由于漏磁通中含有高频分量，故此漏磁通也可能使铁心表面和附近的金属件（如绕组夹紧件，甚至在绕组内部)产生不可预计的高温，从而可能危及变压器。通常，在各种情况下，绕组短时过载时间非常短，因此，铁心不能在这种过励磁下出现过热的现象，这是由于铁心的热时间常数较大的原因。因此，随着电流和温度的升高，增加了变压器过早损坏的危险性。这种危险可能是直接的短期性质，也可能是由于变压器绝缘热老化多年积累造成的。5.3短期急救负载的影响和危害
短期增加负载将会使运行条件中的故障风险增加。短期急救过负载会使导体热点温度上升，可能使绝缘强度呈暂时性的降低。但是，接受这种短时过载条件可能比失去供电更好些。这类过负载预计是很少发生的，然而，旦出现时，应在短时间内迅速降低负载或切除变压器，以免发生故障。这种负载允许时间小于整个变压器的热时间常数，并且它也与过负载前的运行温度有关。一般来说，它小于半小时。
短期故障的主要危险是由于在高场强区域内（即在绕组和引线处）内可能出现气泡，使其绝缘a
强度下降。对于绕组绝缘含水量约为2%的变压器，在热点温度超过140℃时，很可能产生气泡。当水分含量增加时，此温度限值将会降低1）方括号中的数字指参考文献的编号。5
GB/T1094.7—2008
b）当大金属结构件由于漏磁发热时，在其表面处（油中或固体绝缘内）会出现气泡，或者当油过饱和时也会出现气泡。然而，这种气泡通常是在场强低的区域中产生，且只当它向高场强区域流动时，才会引起绝缘强度明显降低。变压器内部的裸金属部件(除绕组外），若不是与纤维绝缘材料有直接的热接触，而是与非纤维绝缘材料（如芳族聚酸胺纸、玻璃纤维）和油接触，则其温度可能迅速升高，但它不应超过180℃；在较高温度下，变压器的机械特性会出现暂时的变劣，这可能降低其短路强度；c）
套管内部的压力升高可能会漏油，从而引起故障，如果绝缘的温度超过140℃，电容式套管内d)
部也将产生气泡；
储油柜中的油因油膨胀可能会溢出；e)
f）分接开关在很大电流下可能无法切断。绕组、铁心和结构件中的最大热点温度限值是按短期危险进行考虑的（见第7章）。当负载降到正常水平时，短期危险一般会消失。但是，它们应当被所有当事人（包括计划员、资产所有者和操作员)确认并接受。
5.4长期急救负载的影响
它不是正常工作条件，这类过负载预计是很少发生的，然而，一旦出现时，它可能持续数周甚至几个月的时间，并能导致相当可观的老化。a）导线绝缘机械特性在较高的温度下，热劣化过程将加快，如果热劣化到一定程度时，变压器的有效寿命将缩短，若此时遇到系统短路或运行事故，变压器的寿命损失将更加严重；其他绝缘件，特别是承受轴向压力的绕组压板，老化率在较高温度下也可能加快；b）
由于电流大和温度高，分接开关的接触电阻可能增加，在严重的情况下，可能会出现热失控现象；c)
d）变压器的密封材料在高温下，可能发脆。相对老化率和寿命损失百分数的计算准则是按长期危险进行考虑的。5.5变压器容量的大小
变压器超铭牌额定值负载的效应与其容量大小有关，若容量增加，则：漏磁密度增加；
短路力增加;
——承受高场强作用的绝缘质量增加；确定热点温度的难度更大。
因此，大型变压器超铭牌额定值负载时，较小型变压器更易遭受损坏，故障的后果也比小型变压器更加严重。
为了使变压器在预期负载条件下运行，且把运行危险控制在适当的程度中，本部分将变压器分三种类型进行考虑：
a）配电变压器应只考虑绕组热点温度和热劣化；b）中型变压器应考虑各种不同的冷却方式；c）大型变压器的漏磁通影响很大，且故障的后果很严重。5.6非热改性和热改性绝缘纸
非热改性和热改性绝缘纸的内容参见附录A。6相对老化率和变压器绝缘寿命
6.1概述
至今还没有简单且唯一的寿命终止准则可用来定量阐述变压器的剩余寿命，但是，有了这样的准6
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。