ICS 29.180
CCS K 41
DL
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 2292—2021
电力变压器抗短路能力校核导则
Guide for verifying short-circuit withstand capability of power transformers
2021-04-26发布
2021-10-26实施
国家能源局 发布
DL/T 2292—2021
电力变压器抗短路能力校核导则
1 范围
本文件规定了电力变压器抗短路能力计算、抗短路能力校核的方法和判据。
本文件适用于电压等级为110(66)KV及以上的铜绕组电力变压器，其他电压等级的电力变压器可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过女中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本通用于本文件；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/T 228.1金属材科拉伸试验 第1部分：室温试验方法
GB/T 1094.1电力变压器 第1部分：总则
GB/T 1094.5电力变压器 第5部分：承受短路的能力GB/T 33597换位导线
3术语和定义
GB/T 228.1、GB工1094.1、GB/T 1094.5和GB/T 33597界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
短路电流shontldircuit current变压器发生外部相路、相间短路、两相接地和单相对地故障时，在绕组中流过的过电流。
3.2
抗短路能力shorl-efreuit withstand eapability
变压器承受外部短路电流(3.1)的热和动稳定效应而不发生损坏的能力，变压器短路损坏机理参见附录A.
3.3
抗短路能力计算calculating short-eircuit withstand capabiliy制造厂家依据理论和模型试验对变压器抗短路能力(3.2)进行计算并提供计算报告。
3.4
抗短路能力校核verifying short-circuit withstand eapability
根据制造厂家提供的变压器抗短路能力计算(3.3)报告及详细参数，对抗短路能力(3.2)进行的计算。
3.5
短路力short-circuit electrodynamic force
变压器绕组流过短路电流(3.1)时，在漏磁场作用下产生的电动力，包括辐向短路力(3.5.1)和
轴向短路力(3.5.2)。
3.5.1
辐向短路力radial electrodynamie force绕组承受的沿绕组辐向的电动力，由短路电流(3.1)与轴向漏磁通相互作用产生。
DL/T 2292—2021
3.5.2
轴向短路力axial electrodynamic force绕组承受的沿绕组轴向的电动力，由短路电流(3.1)与辐向漏磁通相互作用产生。
3.6
换位导线continuously transposed conductor
以一定根数的漆包铜扁线组合成宽面相互接触的两列，按技术要求在两列漆包扁线的上面和下面沿窄面作同一转向的换位，并用电工绝缘纸、绳或带作连续绕包或捆绑的绕组线。
[来源：GB/T 33597—2017,3.1]
3.7
自黏换位导线self-adhered continuously transposed conductor采用自黏性漆包线加工的换位导线(3.6),可在加热后黏结形成坚固整体。
3.8
环形应力annular stress
变压器绕组在辐向承受的应力，外绕组承受的是环形拉伸应力，内绕组承受的是环形压缩应力。
3.9
弯曲应力bending stress
使变压器绕组导线发生弯曲的应力，在撑条和垫块间的跨度内的导线承受辐向弯曲应力，在辐向垫块之间跨度内的导线承受轴向弯曲应力。
3.10
屈服强度yield strengthRa₂负荷持续增加到导线按非比例拉伸达到计量长度的0.2%时的拉伸应力。
4符号
下列符号适用于本文件。
F. ——最大轴向压缩力；F ——每个心柱的夹紧力；
F。——最大轴向端部向上推力；
Fmn ——导线发生倾斜时诱发塌陷的极限力；Fw ——壳式变压器每饼所受短路力；Fwmax——壳式变压器线饼所受最大短路力；R—材料的较低屈服应力，实际等于R₂Tr ——绕组出头处的推力；
—线饼垫块之间的跨度内导线轴向弯曲应力；0—撑条或垫块之间的跨度内的导线辐向弯曲应力；
os ——连续式绕组、螺旋式绕组或层式内绕组上的平均环形压缩应力；—端部层压块绝缘构件和端环上的压缩应力；h ——辐向垫块之间的跨度内的导线轴向弯曲应力；ow ——相间楔形块上的压缩应力；
—壳式变压器导线纸绝缘上的压缩应力；0m ——夹紧结构中的拉杆(拉板条)上的拉伸应力；—垫块上的压缩应力；——平均环形拉伸应力；
DL/T 2292—2021
O —公共压环或压板上的压缩应力。
5抗短路能力计算
5.1 基本要求
在变压器设计阶段，制造厂家应开展抗短路能力计算，计算应有相关理论和模型试验的技术支持，并向运行单位提供计算报告、校核所需的详细参数。
在技术协议中，运行单位根据电网实际运行工况(最大运行方式下变压器所在地的短路容量、变电站多台主变压器并列运行、主变压器多侧电源联合供电、短路类型等),可明确变压器安装地点系统阻抗与运行特点，制造厂家据此进行计算。若运行单位未明确变压器安装地点系统阻抗与运行特点，制造厂家可按GB/T 1094.5的规定进行计算。
抗短路能力计算应包括热稳定能力计算和动稳定能力计算，热稳定能力计算按GB/T 1094.5的规定。
5.2技术要求
抗短路能力计算应考虑下列技术条件：
a)对于具有两个独立绕组的变压器，可只考虑三相短路；
b)对于多绕组变压器和自耦变压器，应考虑运行中可能产生的短路类型；
c)对于每个绕组，应考虑绕组的分接位置和短路类型下最严重的作用力条件；
d)对于结构件，应考虑由短路力引起的最严重的作用工况。
5.3动稳定能力计算
5.3.1心式变压器短路力的计算宜采用有限元法。
5.3.2壳式变压器短路力的计算应采用附录B规定的算法。
5.4计算结果判断
5.4.1心式变压器绕组及结构件承受的各类短路力/应力不宜超过表1中的限值。
表1心式变压器短路力/应力限值
短路力/应力
连续式、螺旋式及多层式绕组的平均环形拉伸应力a;
MPa
限值
0.9R₀2
连续式、螺旋式及层式绕组上的平均环形压缩应力a。
MPa
非自黏性导线
自黏性导线
撑条或垫块之间的跨度内的导线辐向弯曲应力oh
MPa
辐向垫块之间的跨度内的导线轴向弯曲应力σa
MPa
作用于每个实体绕组上的最大轴向压缩力F
kN
连续式和螺旋式绕组中辐向垫块上的压缩应力c
导线为纸包绝缘
MPa
导线为纯漆包绝缘
0.35Rg₀2
0.6Ra₂
0.9R₀2
0.9R₀2
0.8Fm
80
120