本标准规定了电力变压器在由外部短路引起的过电流作用下应无损伤的要求。本标准叙述了表征电力变压器承受这种过电流的耐热能力的计算程序，及承受相应的动稳定能力的特殊试验和计算方法。本标准适用于GB 1094.1标准所规定范围内的变压器。 GB 1094.5-2003 电力变压器 第5部分: 承受短路的能力 GB1094.5-2003 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS29.180
中华人民共和国国家标准
GB1094.5--2003
eqvIFC 60076-5:2000
电力变压器
第5部分：承受短路的能力
Power transformers-
Part 5:Ability to withstand short circuit2003-05-26发布
中华人民共和国
国家质量督检验检疫总后
2004-01-01实施
GB 1094.52003
IEC前言
引用标准
3承受短路能力的要求
3.2过电流条件
4承受短路能力的验证
4.1承受短路的耐热能力
4.2承受短路的动稳定能力
附录A（提示的录）鉴别类似变压器的推则附录B(标准的附录)
附录C（提示的录）
验证承受短路动稳定能力的计算方法采用说明
GB1094.5—2003
本标准的全部技术内容为强制性。前
本标准是根据国际电工委员会出版物IEC.60076-5：2000%电力变乐器第5部分：承受短路的能力对国家标准GB1094.5—1985≤电力变压器第5部分：承受短路的能力》进行修订的，修订原则为等效采用IEC60076-52000标准。本标准自实施之日起代替GB1094.5-1985≤电力变压器第5部分：承受斑路的能力》。本标与前版租比，主要在额定容量分类、系统短路视在容量值、短路后绕组平均温度的计算公式及短路试验后的故障检查和试验结果判断等方面有所改变，此外还增补了适用范围、引用标推等内容。本标推的编写方法及格式按照GB/T1.1一1993，相应的章、条与IEC60076-5:2000标准基本一致。本标准对1FC60076·5：2000标准所隧改和补充的内容，分别以采用说明的注的形式进行说明或列于附录C中，以方便对照。
本标准的附录A和附录C为提示的附录，附录B为标准的附录。本标准用中国电器工业协会提山。本标准由金国变压器标准化技术委员会归口。本标推主要起草单位：沈阳变压器研究所中国电力科学研究院、武汉高压研究所，西安变压器厂保定天威保变电气股份有限公司、沈阳变压器有限任公司。本标准主要起草人：章忠国、林然、李光范、武志荣、轰三元、郭爱华、钟俊涛。本标参加起草单位：北京变压器厂、顺德特种变正器厂、山东省金曼克电气集团公司、佛山市变压器厂东莞市变压器厂。
木标雁参加起草人：不肃、胡振忠、曾庆赣、牛亚民，陈荣勤、王文光。本标准于1971年首次发布，1979年第一次修订，1985年第二次修订，2003年第三次修订。本标准委托沈阳变压器研究所负责解释。GR 1094.5—2003
IEC前
国际电工委员会（简写为IEC)是由所有国家电工委员会（IEC国家委员会）组成的一个世界性）
的标准化组织。IEC的宗旨是推动电工和电子领域内的全部标准化问题的国际合作。为丁这个日的以及其他活动的需要，IEC出版了国际标准。IEC标准的制、修订征务是委托给各技不委员会负责。任何对此案管表示关注的国家电1委员会，均可参加标准的制修订工作。与IEC有联系的国际组织、收府机构和非政府组织也可参加这些标准的制，修订工作。IEC与国际标准化组织(ISO)已按相互间达成的协议条件进行紧密的合作。2）转个技术委员会是由对该技术问题表示特别关心的各国家委员会组成的。它所作出的决定战协议，最大限度地反峡了国际上对此技术问题的致意见。这些决定或协议，以标准、技术规范、技术报告或导则的形式发布并供国际上使用，在这·意义3)
上已为各国家委员会所承认。
4）为了促进国际上的统一，IEC希塑各国家委员会，尽量采用IEC标准作为本国的国家标准或地区标准。IEC标准和和应的国家标准或地区标准之间的任何差别应在其国家标准或地区标准中明确地指出。
5）1EC尚未制定任何有关认可标志的程序，因此，当某一台设备被宣布为符合某一IE标准时，IEC对此不承担例责任。
提请注意本标推的一此内穿有沙及到专利权的可能性，对任何或全部的专利权，1EC没有责任6)
对此了以确认。
本标准由IECTC14：电力变压器技术委员会制定。本标准是第二版，替代1976年发布的第一版和第2号修改单（1994）。本标推（第二版）是技术修订版。
本标准文本是在下递两个文件的基础上制定的。FDIS
14/346/FDIS
有关本标准批雅的详细情况，见上表列出的表决报告。本标准是按ISO/1E导则第3部分起萨的。附录A是信息的附录。
表秋报咨
1A/353/RVD
附录是标证整体的组成部分。
委员会次定本出版物的内容到2004年保持不变，到时，标推将被：砸认；
接止；
修订版个代替，或
厨部修改。
中华人民共和国国家标准
电力变压器
第5部分：承受短路的能力
Power transformers--
Part5:Abilitytowithstand short circuitGB 1094.5—2003
eqv IEC 60076-5.2000
代替GB1C94,5—1985
本标难规定了电力变压器在而外部短路引起的过电流作用下应无拟伤的要求。本标雅叙述了表征电力变压器承受这种过电流的耐热能力的计算程序和承受相应的动稳定能力的特殊试验和计算方法。本标准适用于GB1094.1标准所规定范围内的变压器。2引用标准
下列标准所包全的条文，通过在本标准中引用而构戒为本标雅的条文。本标推出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨偿用下列标准最新版术的可能性。GB1094.1-1996电力变正器第1部分总则（e91EC60076-1：1993）GB6450-1986下式电力变压器（cqVIEC60726，1982）GB/T13499—2002电力变压器应旧导则（idt1EC60076-8,1997）3承受短路能力的要求
3.1总则
变压器及其组件和谢件应设环制造成能在本标推3.2规定的条件下承受外部短路的热和动憩定效应而无损访。
外部短路包括三相短路、相叫短路、两相对地和机对地战故障。这些故障在绕组中引起的电流在本标准中称作“过电流”。
3.2过电流条件
3.2.1一般条件
3.2.1. 1需要特殊考患的使用系件下述情况对过电流大小、持续时间或发生频度有影响，需要进行特殊考虑非应在变压器技术规范中给予明确的规定：
一阻抗很小的调压变压器，需要考虑所连接的限流装置的阻抗：一发电机组的变压器易受到因发电机与所连接的系统失去同步前产生的较大的过电流；一直接与旋转电机<如电动机或同步调相器）连接的变压器，在系统故障条件下，发电状态运行的旋转电机向变压器供给电流；
专用变压器及安装在商故障率系统中的变压器，见3.2.6：-故障时，非故障端子出现高于额定值的运行电压。3.2.1.2关于增压变压器电流限值中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2003-05-26批准2004-01-01实施
GB 1094.5—2003
当增正变压端与系统的合成阻抗导致短路电流值大到使设计这种耐受此过电流的变压器是很困雄的或不经济时，制造厂与用户应共同协商确定最大允许过电流值。此时，用户应采取措施使过电流限制到制造厂所确定的且标志在铭牌上的最大过电流值。3.2.2具有两个独文绕组的变压器3. 2.2. 1 三相或三相组变压器的额定容量分为-个类别:第I类:不大于2500 kVA;
第 类:2 50l kVA100 000 kVA; 第 类:100 000 kVA 以上，
3.2.2.2如无其他规定，对称短路电流（方均根值，见4.1.2)应使用测出的变压器短路阻抗加上系统短路阻抗来让算。
对于第「类的变压器，如果系统短路附抗等于或小于变压器短路阴抗的5%，则在计算短路电流时，系统短路阻抗可忽略不计
短路电流的峰值应按4.2.3计算。3.2.2.3表1中给出了在额定电流（主分接下的变压器短路阻抗最小值，如果需要史低的短路阻抗值,则变压器承受短路的力应由制造厂与用户协商确定。表具有两个独立缇组的变器短路阻抗最小值额定究/kVA
630放以下
631~125c
1251~-2 600
2 501-6 30C
6 301--25 000
25 00[-~40 009
45 001-63 000
53001-100000
100000以上
最小短路阴抗/%
1频定容盘人于100000kVA的短路阻抗值一般由制造厂与用户协商谛定。2 在由单相变压器组成三相组的情况下,额定容虽值适用于三村组,3不同额定客显及电乐等级的其体短路阻抗值，见相应的标准。3.2.2.4为了获得设计和试验所需的对称短路电流值，应山用户在询价时提供变压器安装地点的系统短路视在容量：
如果没有规定系统短路视在容最，则应按表2选取，3.2.2.5对具有两个独绕组的变压器，通常只考虑三相短路，这种考虑实质上能充分满足其他可能他括在内的故障类型(3.2.5的注中所考虑的待殊情况除外）。注，叫终组为曲折形联结时，单相对地故难电流可能化三相短路电流大。但是作所涉及的两个心挂中，较高的电流侦被限制在半个绕组中。此外，在其他星形联结绕组中的电流都小干三相短路电流。至丁是三相短路还单和短路采用说明：
1] FC 标准中无此规定,本内容根据我同实际情说增加的。2
GB 1094.5—2003
对绕组的动稳定产生更大的危害，与绕组的结构设计有关，制造厂与用产应就考虑是哪种短路类型达戏协议。表 2 系统短路视在容景1
系统标称电压/V
设备最高电压 U./k
7.2.12.24
注，如无规定，则认灯系统等序阻抗与正序阻抗之比为1～3。3.2.3多绕组变压豁和自帮变压器ad
短路视在容量/MVA
32 000
绕组（包括稳定绕组和辅助绕组）中的过电流应根据变压器和系统的阻抗来确定。应考虑运行中可能产生的不同类型的系统故障，如：与系统和变压器的接地有关的相对地故障和相间故障，见GB/T13499。每个系统的特性（至少是短路视在容量值和零序附抗与正序阻抗之比的范图）成出用广在询价时提出。
三相变压器的三角形联结稳定绕组应能承受运行中可能出现的与相关系统接地条件有关的不同类型系统故障所产生的过电流。
在由单相变压器组成三相组的情况下，除非用户确认将采取特别保护措施以避免相间短路外，稳定绕组应能承受其端子上的短路。注：将辅助绕组设计成能承登其端子上的短略可能是不经济的。此时，应采取合适的措施（如采用中联电抗器，或在某些情况下采用熔断器）来限制过电流值，此外，应注意防止在变压器与其保护装置之问的范困内发生短路故障。
3.2.4增压变压器
增压变压器的阻抗值可能很小，因此，绕组巾的过电流主要由变压器安装位罩处的系统特性来确定，这些特性应用户在询价定货时提出。如果增压变压器直按与一台变压器相连作电正幅值和（或)相位移调节用，则此增乐变压器应能承受山这两种设备合成阻抗所产生的过电流。3.2.5点接与其他电器相连的变压器当变压器直接与其他电器相连时，这些电器的阻抗也将限制短路电流。按制选厂与用户之间的协议，以将变斥器、系统及变压器白按相连电器的各自阻抗的总和计人在内。如果发电机与变压器之间的连接良好，以致在此范用内的相间或两相接地故障的可能性可以忽略不让时，则上述规定也适用于发电机变压器。注；如果发电机与变压器之间的连接状态如上所述，对于中性点接地的星形-三免形联结的发电机变正器，在与星形联结绕组相连接的系统发生相对地故障，或者在发电机与系统不同步的情况下，就可能发生最严重的短路情况。3.2.6专旧变压盟和安装在高故障率系统中的变压器对于特殊使用场合（如电炉变压器和向牵引系统供电的变压器）或运行条件（如所连接系统的故障次数多），变压器承受频繁过电流的能力，应出制造！与用户协商确定。有关系统中非正常运行条件的情况，用户应事先向制造厂提供。采用说明：
11与 IEC 标准的差异见附录 C.3
GB 1094, 5—2003
3.2.7分接变换装置
当变压器装有分接开关时，分接开关应和绕组一样能承载由短路引起的同样的过电流。但不要求有载分接开关具有切换短路电流的能力。3.2.8 4性点端子
显形或哟折形联结绕组的中性点端子，应按可能流经这个端子的最大过电流设计。4承受短路能力的验证
本章的要求既适用于按GB1094.1所规定的抽浸式电力变压器，也适用于按GB6450所规定的于电力变压器。
4.1承受短路的耐热能力
4. 1.1总
变压器承受短路的耐热能力应通过计算进行验证。计算按4.1.2～4.1.5的规定进行。4.1.2对称短路电流值1
对于只有两个独立绕组的三相变压器，对称短路电流的方均根值I按下式计算，U
V3 X(z +z,)
式中：I-—对称短骼电流的方均根值，kA；一系统短路阻抗，轻相欧姆（等值垒形联结），按下式计算：2.-
式中,U.
一系统标称电压，kV；
S-系统短路视在睿蛋，MVA。
和Z,按以下规定;
）对于主分接
U-一所考虑绕组的颜定电压 U,,kV:Z,一一折算到所考虑绕组的变压器的短路阻抗，每相欧姆（等值呈形联结），按下式计算：Z aXU?
式中：2，在参考温度、额定电流和额定频率下所测出的主分接短路阻抗，用%表示S,—变压器的额定容量，MVA。
b）除主分接外的其他分接
U-一所考虑绕组在相应分接的电压（另有规定除外)\kV,(1)
（3）
Z,--折算到所考虑绕组在相应分接的短路阻抗.以每相欧姆表示。对于多绕组变压器、白帮变压器增压变压器和直接与其他电器连接的变压器，其过电流计算分别按3.2.3、3.2. 1或3.2.5进行。所有变压器，除3.2.2.2所述情况外，都应考虑系统的短路阻抗。准曲折形联结的绕，单相对地故障的短路电流可能明显人于三相短路时的故障电流。因此，在计算曲折形联结绕岛的摄升时应考虑此电流值的增人。4.1.3对称短路电流的持续时间
除另有规定，用于计算承受短路耐热能力的电流I的持续时间为2s.注，对于自耦变压器和短路电赢钮过25倍额定电疏的变压器，经制查厂与用户协商肩，短路电流持续时间可以小于2%。1）此外用符号Z，和：分别代替GB1094.1所采用的Z和，月的是与本标准4,2.3一致，不致混乱，2）分按电压的定义见心B1094.1的5.2。4
4，1.4每个续组平均游使的最大允许俏GB 1094.5—2003
当每个绕组分别按4.1.2和4.1.3施加规定持续时间的对称短路电流I后，其在任何分接位置下的平均温度应不超过表3规定的最大值。公式（4）和公式（5)中所用的貌组起始温度0%应表示为最高允许环境温度与在额定条件下用电阻法测量的绕继温升之和。如果测出的绕组温升不适用时，则绕组起始温度%应为最高允许环境温度与绕组绝缘系统所允许的温升之和。4. 1. 5温度的计算
绕组短路后的平均温度8应由下述公式计算：0 = 0 + 2×(9 ±233)
106000-1
0 = + 2X(0 + 225)
式中：01-
绕组短路t{(s)后的平均温度，℃;一绕组起始温度，C;
（铜绕组）
（铝绕组）
短路电流密度，A/mm2,按对称短路电流的方均值计算出；持续时间S。
（5）
注：公式(4)和公式(5)是接绝热条件推导的，且仪对短路持续时间不超过10=时才有效。公式中的系数翌按表4中所列的参数得出的。
表8每个组在短路后的平均温度最大充许值牵正器的型式
油浸式
绝缘系统温度/C
（括号内为绝缘耐热等级）
105(A)
105 (A)
120(E)
155(F)
180 (H)
铜绕组
温度最大值/℃
“绕组出高抗拉强度的铝合金导线制成时，可由制造」与用户协商确定更商的湿度长大值，但不得超过和应的铜绕组的弱度。
当油限式变压器所使用的绝缘系统不足级时，F由制造厂与乃户协商确定不同的温度最大值：表 4材料参数
100c时的比热/(/(kg·))
100时的密度/(kg/m）
100℃时的电阻率！u·m
4.2承受短路的动稳定能力Www.bzxZ.net
4.2.1总则
GB 1094.5—2003
如果用户有要求，承受短路的动稳定能力应由下述两者之一来验证：试验验证，
订算和设计验证。
所用验证方法的选择，应出用户与制造厂在定货前协商确定。短路试验为特殊试验，应在定货合同中规定。试验应按4.2.2~1.2.7的要求进行。大容量变压器有时不能按本标准进行试验，如：受试验条件的限制。此时，试验条件应由用户与制造厂协商确定。
当选择计算和设计验证时，要求用已做过短路试验的类似变压器或在有代表性的模型上的短路试验来证明。鉴别类似变压器的准则见附录A（提示的附录)。4.2.2变乐器短路试验前的条件
4.2.2.1除非另有规定，试验应在准备投入运行的新变压器上进行。短路试验时，保护用的附件，如气体继电器及压力释效装置应安装在变斥器上，注：对短路性能无影响的附件(如可拆卸的冷却器)可不安装。4.2.2.2短路试验前，变压器应按GB1094.1的规定进行例行试验，但在此阶段中，不要求做雷电击试验。
如果绕组带有分接、应在短路试验所在分接位置上测量电抗，必要时也对电阻进行测量。所有电抗测量值的复验性应在土0.2%以内。试验报告包括例行试验的结果，在短路试验开始前应备齐。4.2.2.3短路试验开始时，绕组的平均温度应在10℃～40C之间（见GB1094.1--1996的10.1）。短路试验期间，山于流过短路电流，绕组的溢度可能升高。当布置类变压器的试验线路时应考忠这种情况，
4.2.3双绕组变压器的试验电流峰主试验应在锁试相达到最大非对称电流时进行。非对称试验电流的第-一个峰值(kA)按下式算：×X2
式中，对称短路电流I按4.1.2确定；为计算试验电流的初始偏移的系数，而考虑了正弦波峰值与方均根值之比。系数×/z(或称单值因数)与X/R有关，其中，X——变压器的电抗与系统电抗之和(X,+X.以表示（6）
R-..变压器电阻与系统电阻之和（R十R)，以表示，其中R，为参考温度下的电阻(见GB1094.1—1996的10.1)。
在短路电流计算中若包括了系统短路阻抗时，如无另行规定，应假定系统的X./R。值等于变压器的X,/R，值。表5\列出了不同X/R值的峰值因数值，以供实际应用。3）表5尼按下对峰值因数公式得出的：(xy2-[1.+(e (++rnrr)sing_×,2式中：一
自然对数的底；
一位角,等于zrc1gX/R,弧度。
GH 1094.5—2003
系数XV2的值
注:若 X/R为[~14 之问的其他值,其 ×V2可用线性循值法求得。注I当 z,≤0. 05Z,时,对主分按可用 工,和状替 X,和 R,(n),其中：双的电抗分，；
—参考温度下的电阻分录，%：
2——参考温度下的变压器短路阻抗，光。如果无其他规定，当X/R≥14时，系数×V2假定为：对Ⅱ类变压器：1.8×V2=2.55:
对Ⅱ类变压器,1.9×V2=2.69。
4.2.4短路试验电流的非对称峰值和对称方均根值的允许偏差6
包含第一个峰值的非对称电流（见4.2.%)将变化（如票短路试验电流的持续时问足够长》到对称电流(见4.1.2)。
试验中所得到的电流峰值偏离规定值应不大于5%，而对称电流偏离规定值应不大于10%。4.2.5双绕组变压器煜路试验程序4.2.5.1为了得到4.2.4所要求的试验电流,电源的空载电压可高于被试绕组的额定电压”。绕组的短路可在变压器刃一绕组施加电压之后（后短路）进行，亦可在施如电压之前（预先短路）进行，如果采用后短路,电压应不超过1.15倍绕组额定电压，除非制造厂与用户另有协议。如果对单同心式绕组的变压预先短路，为了避免铁心饱和，应将电压施加于远离铁心的一个绕组，而将靠近铁心的绕组短路。否则，试验最初的几个周波中将会产生过人的励磁电流并叠加丁短路电流上。
当现有的试验设备要求将电源接到内绕组时，应采取特别的措施，如预光磁化铁心，以防止产生励磁通流，
对交登式绕组或双同心武绕组的变压器，应经制避厂与用户协商后,才能采用预先短路的方法。为防止危险的过热前后讷次施加过电流之问的时问间隔应适当，此时间间隔应由用户与制造厂协商确定。
注：当对I类变区器试验吋-必须考患试验期间由于温度升高而引起的X/R的收变,并在试验回路中提供相应的补偿。
4.2.5.2为了在被试相绕中得到短路电流的起始蜂值（见4.2.3),合闸时应使用同步开关来谢节。为了检查试验电流主和「,敲使月示波图记录。为了在三个相绕组中的一个绕组中得到最大的非对称电流，应在该捐绕组的心压过零时合闻。注
对于呈形联结绕组，当相电乐过零时合剂,可以得到最大的非对移电流。峰值也流补的系数点,可根据线电流的示波留确楚。对于三角形联结缇组的二相试验,这个条件可以在线电压过变时合闸得到。在您先调整试验中，在线电压最大时合闻是确定系数是的一种方法。此时,可以从线电流的示波图中求出系数点。确定三角形联结绕组相电流的另一种方法是将测至践电流的各感器的二改绕组适当地相互连接，可利用示被图记录相电流莅。
2对于形曲折形联结的恒磁通调压,且x,/r,三3(见 4,2.3]的第1类变医器，不使用同步片关进行三相同时合闸，对于其他的显形-曲折形联结的变压器,其合闭方式由制造广与川户协商确定。4）另--试验程序是对被试的两个绕组同时范加两个相位彼此反约电压，两个绕组可由同一也流或两个独立的、但同步的电源施加电。这种方法对防止钱心俭和是有利的，且将减少供电容垦。7
CB 1094. 5—2003
4.2.5.3试验电源的频率应是变压器的额定频率。如果用户与制造厂之间有协议，允许用501Iz的电源试验60Hz的变压器和用60HIz的电源试验50Hz的变压器，只要能得到4.2.3和4.2.4所要求的试验电流值。
此程序要求试验电源的电乐按变压器的额定电压进行调整。4,2.5.4对于三相变压器，只要满足4.2.4的要求，就应使用三相电源。如果情况与此不同，则可以使用下述单相电源。对于三角形联结的绕组,单相电压应施加在三角形的两个角上，试验时的电压应与三相试验时的相间电相同。对于星形联结的绕组，单相电压应施加于一个线端与其余两个逆在一起的线端之间，试验时，单相电应等于三柑试验时相间电正的/3/2借。图1和图2给出了两种可能用来模拟三相试龄的单相试验线路。Z.——试验系统的阻抗
后短路月的同步开关或颜先短路的固定连接母线图1星形/三角形联结的变压器
一试验系统的附抗
后短路用的同步开关或预先短路用的困定连接线阁2星形/星形联结的白变正器
单和电源试验主要用于Ⅱ类或血类变压器,很少川于1类变压器。1
2对于分级绝缘的呈形联结绕组,必颈检查中性点的绝缘足否能满足单根试验的要求。3对于星形联结绕组，如果电源容其不足以逆行上述的单相试验，而中性点可以利用且能承受相关的电流时经制逆厂与用户协商，单相电源可施加于线端与中性点之间。这种试验接线方式可使不试相的相应端于方便地进行相五间的连接,以便较好地控删其上的电压，只要这样做是可行的且接线是正确的。4.2.5.5如无特殊规定，三相和单相变任器的试验次数按下述规定，它不包括小于70%规定电流进行预先调试验的饮数。调整试验是用来就介闸瞬间，电流调节、衰减和持绞时问等力血检查试验操作正确性的。
对于1类和1类的单相变压器，试验次数应为兰次。如无另行规延，带有分接的单相变压器的三次试验，是在不间的分接位置上进行，即：一次足在最大电压比的分接位置上，另一次忌在主分接的位置上，一次是在最小电压比的分接位置上。对于1类和Ⅱ类的三相变压器，总的试验次数应为九次。即每相进行三次试验。如无另行规定，带有分接的三相变玉器的九次试验是在不的分接位置上进行。即：在旁侧的一个心杜上的三次试验足在最大电压比的分接位胃进行，在中间心住上的三次试验是在正分接位置进行在另一个旁侧的心杜8
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