路径: 主页 > GB > 第72页 > GB 1094.2-2013 | 标准编号 | GB 1094.2-2013 (GB1094.2-2013) | | 中文名称 | 电力变压器 第2部分：液浸式变压器的温升 | | 英文名称 | [GB/T 1094.2-2013] Power transformers -- Part 2: Temperature rise for liquid-immersed transformers | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | K41 | | 国际标准分类 | 29.180 | | 字数估计 | 36,363 | | 旧标准 (被替代) | GB 1094.2-1996 | | 引用标准 | GB 1094.1; GB/T 13499-2002; IEC 60085-2007; IEC 61181-2007; IEC GUIDE 115-2007 | | 采用标准 | IEC 60076-2-2011, MOD | | 标准依据 | 国家标准公告2013年第25号 | | 发布机构 | 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 | | 范围 | GB 1094的本部分适用于液浸式变压器。本部分规定了变压器冷却方式的标志、变压器温升限值及温升试验方法。 | GB 1094.2-2013
Power transformers.Part 2: Temperature rise for liquid-immersed transformers
ICS 29.180
K41
中华人民共和国国家标准
代替GB 1094.2-1996
电力变压器
第2部分:液浸式变压器的温升
(IEC 60076-2:2011,MOD)
2013-12-17发布
2014-12-14实施
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发布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 冷却方式 3
5 正常冷却条件 4
6 温升限值 4
7 温升试验 7
附录A(资料性附录) 用溶解气体分析法探测局部过热 14
附录B(资料性附录) 液浸式变压器温升试验技术 17
附录C(资料性附录) 用油箱内顶层液体温度确定OFAF和OFWF冷却变压器的热点温升 23
附录D(资料性附录) 绕组热点温升估算方法 24
附录E(资料性附录) 用光纤传感器监测绕组热点温度 27
参考文献 31
图B.1 采用两个独立直流电源(每个绕组各一个)的低阻值绕组变压器的推荐测量电路 18
图B.2 采用一个直流电源(两个绕组共用)的另一种推荐测量电路 19
图B.3 断开电源后的绕组平均温度变化 19
图B.4 用拟合曲线θw(t)=A0-kt+g×e-t/T w外推出的冷却曲线 22
图D.1 ON冷却系统的温升模型 24
图D.2 作为额定容量和导线宽度(W)函数的Q 系数值 25
图D.3 饼式绕组中典型的液体流动路径 26
图E.1 光纤传感器在心式变压器饼式绕组上的应用 28
图E.2 光纤传感器在心式变压器换位导线上的应用 29
图E.3 光纤传感器在绕组垫块上的应用 29
图E.4 光纤传感器在壳式变压器高压绕组上的应用 30
表1 温升限值 5
表2 特殊运行条件下推荐的温升限值修正值 6
表3 温升试验结果修正指数 13
表A.1 油中溶解气体最小可检测值SD 15
表A.2 温升试验时许可的气体增长率 15
表B.1 温升测量用变量表 20
表B.2 冷却曲线计算数据表示例 21
表C.1 某些特定变压器用常规温升试验数据结合计算得出的绕组热点温升值及用光纤传感器直
接测量的绕组热点温升值 23
表E.1 建议的三相双绕组变压器传感器的最少数量 27
表E.2 建议的单相变压器传感器的最少数量 27
前言
本部分的第4章、第5章和第6章为强制性的,其余为推荐性的。
GB 1094《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:液浸式变压器的温升;
---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;
---第6部分:电抗器;
---第7部分:油浸式电力变压器负载导则;
---第10部分:声级测定;
---第10.1部分:声级测定 应用导则;
---第11部分:干式变压器;
---第12部分:干式电力变压器负载导则;
---第14部分:采用高温绝缘材料的液浸式变压器的设计和应用;
---第16部分:风力发电用变压器。
本部分为GB 1094的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分代替GB 1094.2-1996《电力变压器 第2部分:温升》,与GB 1094.2-1996相比,主要技术
变化如下:
---本部分只适用于液浸式变压器;
---标准名称改为“液浸式变压器的温升”;
---给出了与温升有关的术语和定义;
---绕组平均温升由上一版的65K,改为ON及OF冷却方式的为65K,OD冷却方式的为70K;
---使用了热点温升限值参数;
---明确规定了温升试验时环境温度的测量方法;
---改进了温升试验方法;
---规定了温升试验时,试验场地的冷却空气温度宜介于5℃与变压器设计所依据的最高环境温
度之间;
---给出了电源断开瞬间绕组平均温升的计算公式;
---增加了绕组热点温度的修正系数;
---详细介绍了ON和OD冷却下的热点温升的模型;
---介绍了电阻测量电路;
---详细介绍了温度曲线数值外推法计算过程;
---介绍了直接测量绕组热点温度时传感器的安装方法。
本部分使用重新起草法修改采用IEC 60076-2:2011《电力变压器 第2部分:液浸式变压器的
温升》。
本部分与IEC 60076-2:2011的技术性差异及其原因如下:
---为适应我国的技术条件,在规范性引用文件中用修改采用国际标准的 GB 1094.1代替了
IEC 60076-1;
---为适应我国的气候条件,在表2中增加了年平均温度为15℃、月平均温度为25℃和最高温度
为35℃时对温升限值的修正值;
---为符合我国的实际情况,在7.2.1第1段中,将进行温升试验时试验场地的最低空气温度由
10℃ 改为5℃;
---为符合实际情况,将式(B.2)中的θom(t)=A0(1-kt)修改为θom(t)=A0-kt,将图B.3中的
A0(1-kt)修改为A0-kt。
本部分还做了下列编辑性修改:
---将7.3.3的内容按产品不同分成了7.3.3.1和7.3.3.2;
---将IEC 60076-2:2011中的附录A、附录B、附录C和附录D改为附录C、附录D、附录B和附
录A;
---将图B.1和图B.2中的标识1U、1V和1W用A、B和C替换;2U、2V和2W用a、b和c替
换;1N用N替换;
---将式(B.1)、式(B.3)、式(B.12)、式(B.13)和图B.4中的B修改为g;
---将B.3中温升测量用变量表作为表B.1,将原表B.1作为表B.2。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
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:沈阳变压器研究院股份有限公司、国家变压器质量监督检验中心、国网电力科学
研究院、保定天威保变电气股份有限公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司、西安西电变压器有限责
任公司、华东电网有限公司、吉林省电力科学研究院、特变电工衡阳变压器有限公司、顺特电气设备有限
公司、明珠电气有限公司、卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司、广东钜龙电力设备有限公司、吴江变
压器厂有限公司、中国电力科学研究院、中电电气(江苏)股份有限公司、广州骏发电气有限公司、卧龙电
气银川变压器有限公司、新华都特种电气股份有限公司。
本部分主要起草人:张显忠、章忠国、李世成、任晓红、胡振忠、安振、李洪秀、韩晓东、姜益民、敖明、
孙树波、李霞、蔡定国、何宝振、王文光、林灿华、韩筛根、徐子宏、樊建平、鲁玮、邓旭峰。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB 1094.2-1985、GB 1094.2-1996。
电力变压器
第2部分:液浸式变压器的温升
1 范围
GB 1094的本部分适用于液浸式变压器。本部分规定了变压器冷却方式的标志、变压器温升限值
及温升试验方法。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 1094.1 电力变压器 第1部分:总则(GB 1094.1-2013,IEC 60076-1:2011,MOD)
GB/T 13499-2002 电力变压器应用导则 (idtIEC 60076-8:1997)
designation)
IEC 61181:2007 矿物油浸渍式电气设备 电气设备工厂试验溶解气体分析(DGA)的应用[Min-
3 术语和定义
GB 1094.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
变压器液体循环冷却系统外部的带走变压器损耗产生热量的介质(空气或水)。
3.2
与变压器绕组或其他部件接触的液体,通过它们将损耗产生的热量传给中间或外部冷却介质。
注:液体可以是矿物油或其他天然及合成液体。
3.3
温升 temperaturerise
所考虑部件(部位)的温度(例如:绕组平均温度)与外部冷却介质的温度之差。
3.4
顶层液体温度 top-liquidtemperature
θo
油箱顶部(冷却回路顶部)的绝缘液体温度。
3.5
Δθo
顶层液体温度与外部冷却介质温度之差。
3.6
底部液体温度 bottom-liquidtemperature
θb
绕组底部位置或冷却液体入口处的绝缘液体温度。
3.7
Δθb
底部液体温度与外部冷却介质温度之差。
3.8
θom
顶层液体温度与底部液体温度的平均值。
3.9
Δθom
液体平均温度与外部冷却介质温度之差
3.10
θw
在温升试验后期通过测量绕组直流电阻确定的温度值。
3.11
Δθw
绕组平均温度与外部冷却介质温度之差。
3.12
绕组平均温度与绝缘液体平均温度之差。
3.13
θh
与固体绝缘或绝缘液体接触的绕组导体最热点的温度。
3.14
Δθh
绕组热点温度与外部冷却介质温度之差。
3.15
热点系数 hot-spotfactor
无量纲系数,用于估算由于附加损耗增加以及液体流动不合理而导致的绕组局部温度梯度的增加。
注:系数H 是两个系数Q 和S的积(见3.16和3.17)。
3.16
系数 factor
无量纲系数,用于估算由于局部附加损耗增加而导致的绕组平均温度梯度的增加。
3.17
系数 factor
无量纲系数,用于估算由于液体流动不合理而导致的绕组局部平均温度梯度的增加。
3.18
一种经过化学方法改善而降低纸的降解率的纤维纸。
如果将一种纸放入密封管中,在110℃下经过65000h或在式(1)给出的时间/温度组合后还能保
持50%的抗拉强度,则称其为热改性纸。
t=65000×e
θh+273-
110+()273 (1)
式中:
t---时间,单位为小时(h)。
注1:可通过部分去除形成水的物质或用稳定剂等物质抑制水的生成来降低老化影响。
注2:可选用的试验方法以氮含量为基准,见GB/T 1094.7。
4 冷却方式
4.1 标志符号
变压器应按其冷却方式进行标志。对于液浸式变压器,其冷却方式采用下面四个字母进行标志。
第一个字母(代表内部冷却介质):
---O:矿物油或燃点不大于300℃的合成绝缘液体;
---K:燃点大于300℃的绝缘液体;
---L:燃点不可测出的绝缘液体。
第二个字母(代表内部冷却介质的循环方式):
---N:流经冷却设备和绕组内部的液体流动是自然的热对流循环;
---F:冷却设备中的液体流动是强迫循环,流经绕组内部的液体流动是热对流循环;
---D:冷却设备中的液体流动是强迫循环,且至少在主要绕组内部的液体流动是强迫导向循环。
第三个字母(代表外部冷却介质):
---A:空气;
---W:水。
第四个字母(代表外部冷却介质的循环方式):
---N:自然对流;
---F:强迫循环(风扇、泵等)。
注1:本部分中,K类和L类绝缘液体的使用只是从环保和安全的角度来考虑的。
注2:在强迫导向液体循环(第二个字母为D)变压器中,流经主要绕组的液体流量是由泵决定的,原则上不是由负
载决定的。流经冷却设备的一小部分液体流量,可以有控制地导向流过铁心和主要绕组外的其他部分,以使
其得到冷却。调压绕组和/或其他容量较小的绕组也可以采用非导向液体循环。
在强迫非导向液体循环(第二个字母为F)变压器中,流经所有绕组的液体流量是随负载变化的,与冷却设备
的泵的流量没有直接关系。
4.2 具有多种冷却方式的变压器
一台变压器可规定有几种不同的冷却方式。此时,在说明书和铭牌上应给出不同冷却方式下的容
量值,以便在采用某一冷却方式及所规定的容量下运行时,变压器温升不会超过限值,见GB 1094.1。
在最大冷却能力下的容量值就是变压器(或多绕组变压器某个绕组,见GB 1094.1)的额定容量,不
同的冷却方式按冷却能力增大的次序排列。
举例如下:
---ONAN/ONAF:变压器装有一组风扇,在大负载时,风扇可投入运行。在这两种冷却方式下,
液体流动均按热对流方式循环;
---ONAN/OFAF:变压器装有油泵和风扇类冷却设备,也规定了在自然冷却方式下(例如:辅助
电源出现故障或容量不足的情况下)降低的容量。
5 正常冷却条件
5.1 空气冷却方式变压器
电力变压器正常环境温度限值见GB 1094.1。
考虑到正常温升的要求,变压器安装场所的温度不宜超过:
---任何时刻:40℃;
---最热月平均:30℃;
---年平均:20℃。
注:平均温度由下列气象数据得出(见GB 1094.1):
---月平均温度:某一月份中,日最高温度的平均数与日最低温度的平均数之和的一半的多年统计值;
---年平均温度:全年中,各月平均温度之和的1/12。
5.2 水冷却方式变压器
水冷却方式变压器的正常冷却条件为冷却器入水口处的冷却水温度在任何时候均不应高于25℃
或年平均温度不应高于20℃。
如果运行时的水温超过上述值,则应规定较低的温升(见GB 1094.1)。
6 温升限值
6.1 概述
温升的要求应按下述不同的选择来规定:
---在额定容量下连续运行时的一组要求(见6.2);
---如果规定了负载周期,应明确给出与此有关的一组附加要求(见6.4)。
注:此附加的一组要求主要用于系统中的大型变压器,因其在急救负载下的运行情况需要特别注意。一般不宜用
于中、小型变压器。
本部分假定,变压器各部位的运行温度是外部冷却介质(周围的环境空气或冷却水)温度与该部位
温升之和。
如无另行规定,则正常温升限值适用。有其他规定时,温升限值应按6.3修正。
温升限值不允许有正偏差。
6.2 额定容量下的温升限值
对于分接范围不超过±5%,且额定容量不超过2500kVA(单相833kVA)的变压器,温升限值适
用于与额定电压对应的主分接(见GB 1094.1)。
对于分接范围超过±5%或额定容量大于2500kVA的变压器,在适当的分接容量、分接电压和分
接电流下,温升限值对所有分接都适用。
注1:不同分接下的负载损耗是不同的,且当规定了是变磁通调压时,空载损耗也是不同的。
注2:对于独立绕组变压器来说,其最大负载损耗的分接一般是具有最大电流的分接。
注3:对于带分接的自耦变压器来说,具有最大负载损耗的分接取决于分接的布置。
对于多绕组变压器,当一个绕组的额定容量等于其余绕组的额定容量之和时,其温升要求是指所有
绕组均同时在各自额定负载下的。如果情况不是这样,则应选定一种或多种特定的负载组合,并相应地
规定其温升限值。
在变压器的两个或多个绕组部分是上下排列的情况下,如果它们的尺寸和额定值相同,则绕组温升
限值适用于两个绕组测量值的平均值。
表1给出的温升限值适用于具有IEC 60085:2007规定的绝缘系统温度为105℃的固体绝缘,且绝
缘液体为矿物油或燃点不大于300℃的合成液体(冷却方式的第一个字母为O)的变压器。
这些限值是指在额定容量下连续运行,且外部冷却介质年平均温度为20℃时的稳态条件下的值。
如果制造方与用户间无另行规定,则表1给出的温升限值对牛皮纸和改性纸(也参见GB/T 1094.7)均
适用。
表1 温升限值
要 求
温升限值
顶层绝缘液体 60
绕组平均(用电组法测量):
---ON及OF冷却方式
---OD冷却方式
绕组热点 78
对于铁心、裸露的电气连接线、电磁屏蔽及油箱上的结构件,均不规定温升限值,但仍要求其温升不
能过高,以免使与其相邻的部件受到热损坏或使绝缘液体过度老化。
注4:某些设计中,为了满足绕组热点温升限值,可能要求顶层绝缘液体或绕组平均温升低于表1中的规定值。
注5:确定绕组热点温升的方法见7.10。
注6:对于浸入矿物油中的大型电力变压器,温升试验中进行油中溶解气体分析(DGA)可作为查找异常过热的手段
(参见附录A)。
注7:对于大型电力变压器,油箱和油箱盖的温升可用红外摄像机检查。
对于大量用螺栓连接的电阻特别小的绕组(例如:一些电炉变压器的低压绕组),用电阻法来测量绕
组平均温升可能很困难,且测量不确定度较大。此时,经过制造方与用户协商,绕组温升要求可以仅限
于热点温升,此热点温升应通过直接测量来得到。
对于采用高温绝缘系统或浸入难燃液体(冷却方式的第一个字母为K或L)的变压器的温升限值,
按照协议执行。
6.3 特殊冷却条件下修正的要求
6.3.1 概述
如果拟安装场所的运行条件不符合第5章给出的正常冷却条件,则变压器温升限值应按以下给出
的规则修正。
6.3.2 空气冷却方式变压器
如果安装场所的外部冷却介质的温度有一项或多项超出5.1给出的正常值,那么表1给出的所有
温升限值应按超出的数值予以修正,并应修约到最接近温度的整数值(K)。
表2为推荐的环境温度参考值及相应的温升限值修正值。
表2 特殊运行条件下推荐的温升限值修正值
环境温度
年平均 月平均 最高
温升限值修正值
Ka
15 25 35 +5
25 35 45 -5
30 40 50 -10
35 45 55 -15
a 相对于表1的值。
注1:对于环境温度低于表2的情况没有给出规定。如用户无另行规定,则表1的温升限值适用。
注2:表2所列值可以用插值法求得。
如果安装场所的海拔高于1000m,而试验场所的海拔低于1000m时,则试验时允许的温升限值
应按如下的规定降低:
---对于自冷式(冷却方式标志的后两位字母为AN)变压器,顶层液体温升、绕组平均温升和绕组
热点温升限值应按安装场所的海拔高于100......
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