《變壓器鐵心接地電流現場測試導則》

ICS29.180

CCSF24

備案號：XXXX-XXXXDL/T

中華人民共和國電力行業(yè)標準

DL/TXXXXX—XXXX

變壓器鐵心接地電流現場測試導則

Guideforon-sitegroundingcurrenttestoftransformercore

征求意見稿

（完成日期2023年6月5日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

國家能源局發(fā)布

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I

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變壓器鐵心接地電流現場測試導則

1范圍

本文件規(guī)定了變壓器鐵心接地電流現場測試的測試原理、測試儀器要求、測試技術要求、測試數據

處理及結果判定等。

本文件適用于有接地引出線的變壓器的鐵心及夾件接地電流的現場測試。油浸式電抗器可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）

GB/T6587－2012電子測量儀器通用規(guī)范

GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗

GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB/T17626.4電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GB/T17626.5電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗

GB/T17626.6電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度

GB/T17626.8電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗

GB/T17626.11電磁兼容試驗和測量技術電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗

GB/T24846－20181000kV交流電氣設備預防性試驗規(guī)程

DL/T273－2012±800kV特高壓直流設備預防性試驗規(guī)程

DL/T393－2021輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程

DL/T596－2021電力設備預防性試驗規(guī)程

DL/T1798－2018換流變壓器交接及預防性試驗規(guī)程

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

（變壓器）鐵心接地電流groundcurrentoftransformerironcore

變壓器運行時，流經變壓器鐵心工作接地點的電流。

3.2

（變壓器）夾件接地電流groundcurrentoftransformerclamp

1

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變壓器運行時，流經變壓器夾件工作接地點的電流。

3.3（變壓器）鐵心和夾件的合成電流syntheticcurrentoftransformerironcoreandclamp

變壓器運行時，鐵心接地電流和夾件接地電流的矢量和。

3.4（變壓器）中性點電流neutralcurrentoftransformer

變壓器運行時，流經變壓器中性點的電流。

3.5

直流偏磁電流DCbiascurrent

變壓器運行時，流經變壓器中性點的直流電流。

3.6

鐵心（或夾件）多點接地ironcore（orclamp）multi-pointgrounding

變壓器鐵心（或夾件）有兩處及以上接地點時稱為“鐵心（或夾件）多點接地”；當鐵心（或夾件）

存在多點接地時，會在接地點之間形成回路，出現電流環(huán)流，進而導致鐵心發(fā)熱、鐵損增加，嚴重時出

現鐵心燒損、內部絕緣破壞引發(fā)跳閘等故障。

3.7

空間磁場干擾spacemagneticfieldinterference

變壓器鐵心接地電流現場測試時，由于變壓器漏磁、變電站空間磁場等原因，耦合進入測量系統中

造成的干擾。

3.8

參考信號phasereferencesignal

在鐵心接地電流的波形分析中，為了分離出全電流波形中與參考信號同相、異相的分量時，引入的

參考信號。

4測試原理

變壓器鐵心和夾件接地電流的測試原理是：采用電流傳感單元分別測量鐵心接地引下線、夾件接地

引下線上的電流，記錄電流幅值和波形，必要時可同時記錄中性點電流波形或參考信號波形。

變壓器鐵心和夾件接地電流現場測試的測試回路如圖1所示。

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圖1變壓器鐵心接地電流測試原理示意圖

5測試儀器

5.1通用要求

通用要求如下：

——環(huán)境條件：工作溫度范圍為-25℃～+50℃，相對濕度應不大于95%（無凝露）；

——供電電源：電壓220V±22V，頻率50Hz±0.5Hz；宜采用電池供電、且內置或外配電池充滿電

后能支持測試儀器連續(xù)工作2小時及以上；

——外殼防護性能應符合GB/T4208中規(guī)定的IP43的防護要求；

——環(huán)境影響量包含電源適應性、溫度、濕度、振動、沖擊和包裝運輸等6個方面。測試儀器的環(huán)

境影響量應符合GB/T6587—2012環(huán)境組別為III組的相關規(guī)定要求，其中工作溫度下限由-10℃

調整至-25℃；此外還應符合GB/T6587—2012流通條件等級為2級的規(guī)定要求的要求；

——電磁兼容性能應符合表1中的要求。

表1電磁兼容性能要求

試驗對象試驗項目參考標準及試驗等級性能要求

靜電放電抗擾度GB/T17626.2，4級

試驗時，功能或性

射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.3，3級

測試儀器能暫時降低或喪

射頻場感應的傳導騷擾抗擾度GB/T17626.6，3類失，但能自行恢復。

工頻磁場抗擾度GB/T17626.8，4級

注：特殊環(huán)境下，由用戶和制造商協商確定。

5.2功能要求

功能要求如下：

——應采用便于開合的電流傳感器結構，且卡口內徑宜不小于6cm；

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——應具備全電流有效值顯示功能；

——應具備電流超量程上限、超設定閾值的提醒功能；

——宜具備電流波形顯示功能；

——用于交流變壓器（電抗器）的測試儀器，其電流傳感單元的測量帶寬不低于1kHz，其分析單

元宜具備10Hz~1000Hz諧波分析功能；用于換流變壓器的測試儀器，其電流傳感單元的測量帶

寬不低于10kHz，其分析單元宜具備10Hz~5000Hz的諧波分析功能；

——宜具備直流電流測量功能；

——宜具備電流有效值、波形和諧波特征變化趨勢分析功能；

——宜具備測量數據、測量波形的存儲和導出功能；

——宜具備鐵心接地電流和夾件接地電流同步采樣或同時測量功能；

——宜具備鐵心接地電流、夾件接地電流與參考信號的同步采樣或同時測量功能。

5.3性能要求

性能要求如下：

——在工作頻率范圍內，交流電流測量范圍應覆蓋0.1mA~10A（有效值）；用于鐵心或夾件多點接

地工況下持續(xù)測量的儀器，測量上限宜擴展至100A。

——在工作頻率范圍內，交流電流測量最大允許誤差應不超過±（5%×讀數+0.1mA）；

——具備直流測量功能的儀器，直流電流測量范圍宜覆蓋0~±200A（有效值）；

——具備直流測量功能的儀器，直流電流測量最大允許誤差宜不超過±（5%×讀數+0.1mA）；

——具備同步采樣和諧波分析功能的儀器，其采樣率優(yōu)于0.2MS/s；

——具備測量抗干擾設計，在磁感應強度為50μT的工頻均勻磁場環(huán)境下，全量程范圍內電流測量

誤差的變化量宜不超過±（2%×讀數+0.1mA）；

——具備電壓或電流同步采樣功能的測試儀，其同步采樣延時誤差不應超過±10μs；

——在0~500Hz頻率范圍內，測試儀器的電流傳感單元的相位最大允許誤差不超過±0.5°；在

500Hz~10kHz頻率范圍內，測試儀器的電流傳感單元的相位最大允許誤差不超過±2°。

6測試技術要求

6.1通用要求

鐵心和夾件接地電流現場帶電測試的通用要求如下：

——環(huán)境溫度宜在-25℃~﹢50℃范圍內，相對濕度應不大于95%RH（無凝露）；

——戶外檢測時應無雨、雪、雷電等天氣，且風力不宜大于5級；

——被測變壓器處于帶電狀態(tài)，沒有可能危及測試人員人身安全的嚴重缺陷情況；

——測試過程中，測試人員不應直接接觸接地引下線；

——測試過程中不可斷開鐵心及夾件的接地引下線。

6.2測試步驟及注意事項

鐵心和夾件接地電流現場帶電測試的步驟和注意事項如下：

a）檢查測試儀器，確保功能正常、檢驗合格。

b）將測試儀的電流傳感單元靠近鐵心接地引下線，使電流傳感單元的鉗型端面垂直于接地引下線，

垂直移動鉗口端面的位置，觀測不同離地高度下，儀器上顯示的電流有效值變化情況。電流有效值最小

4

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的測試位置為空間干擾最小的測試位置；記錄該測試位置，同時讀取該測試位置對應的空間干擾電流有

效值（必要時可存儲空間干擾導致的電流波形）。

c）在空間干擾最小的測試位置，用測試儀的鉗口卡住接地引下線，使接地引下線位于傳感器的中

心位置，同時確保引下線與傳感器端面垂直，讀取并記錄儀器顯示的電流有效值（和波形）。

d）在同樣的測試位置，反復測量3次，每次間隔1~3分鐘，取3次測量結果的平均值，作為鐵心接地

電流的有效值測量結果。必要時，可采用波形分析方法，從鐵心接地電流測量結果中分離出實際接地電

流和空間干擾電流，將實際接地電流作為判斷分析鐵心狀態(tài)的依據。

e）鐵心和夾件分別引出接地時，應分別測試并記錄鐵心接地電流、夾件接地電流。

f）在鐵心接地引下線上對測試位置進行標記，或在原始記錄中記錄鐵心接地電流的測試位置。每

次鐵心接地電流測試時，宜選取相同位置測量，便于分析鐵心接地電流的歷史變化趨勢。

g）懷疑鐵心或夾件內部可能存在異常時，可開展鐵心和夾件的合成電流測量，此時，應分別記錄

鐵心接地電流、夾件接地電流、鐵心和夾件的合成電流的有效值（和波形）。

6.3測試結果的記錄

鐵心和夾件接地電流現場測試結果的記錄要求如下：

——應記錄測試時變壓器（電抗器）的實時負荷；

——應記錄鐵心和夾件接地電流的全電流有效值，必要時宜同時記錄時域波形；

——必要時，宜分別記錄鐵心和夾件接地電流中的基波、占主導頻率的諧波分量有效值；

——必要時，宜記錄空間漏磁干擾在測量系統上呈現的干擾電流波形。

7測試數據處理及結果判定

7.1測試數據分析

應結合變壓器的鐵心結構和電壓等級，對鐵心和夾件接地電流測試數據進行分析。

——對于交流110kV~750kV的變壓器，鐵心和夾件接地電流的測試數據分析重點關注全電流的有效

值；當變壓器為三相結構時，還可對基波電流有效值、占主導的諧波電流有效值及各次諧波占比情況進

行分析；

——對于1000kV特高壓變壓器，鐵心和夾件接地電流的測試數據分析應重點關注全電流的有效值、

基波電流的有效值，必要時可分析3、5、7次諧波電流有效值及各次諧波占比情況；

——對于換流變壓器，鐵心和夾件接地電流的測試數據應分析全電流有效值、基波電流有效值，必

要時可分析各次諧波電流的有效值和占比情況。

對于單相結構的變壓器，可結合高壓繞組或中低壓繞組的電壓參考相位測量情況，分析鐵心和夾件

接地電流中的有功分量和無功分量。

當懷疑鐵心與夾件之間存在閉合回路時，可分析鐵心接地電流、夾件接地電流與兩者合成電流的關

系。

當現場測試時，識別并同時記錄了空間磁場干擾后，可在測試數據處理過程中，采用算法濾除空間

磁場干擾導致的干擾電流分量，得到真實的鐵心和夾件接地電流數據和波形，再進行測試數據分析。

7.2測試結果合格判據

根據GB/T24846-2018、DL/T273-2012、DL/T393-2021、DL/T596-2021、DL/T1798-2018的相關

要求，鐵心和夾件接地電流現場測試合格應滿足以下判據：

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——對于電壓等級110kV~750kV的交流變壓器、±500kV及以下的換流變壓器，鐵心接地電流、夾

件接地電流不超過100mA，或與初值差不超過50%；

——對于1000kV交流變壓器，鐵心接地電流、夾件接地電流不超過300mA；

——對于±800kV、±1100kV的換流變壓器，鐵心接地電流、夾件接地電流不超過300mA；當基波

電流大于100mA時，也應引起注意；

——特殊結構、特殊型式的變壓器，其鐵心接地電流、夾件接地電流與初值相比的增幅不超過50%。

7.3異常結果的處理

當鐵心和夾件接地電流現場測試結果不滿足本文件7.2的要求時，建議按以下方式開展進一步分析：

——鐵心接地電流和夾件接地電流均超過注意值，且其合成電流比鐵心接地電流或夾件接地電流要

小，預示鐵心和夾件之間可能存在短接或絕緣損傷；

——鐵心接地電流或夾件接地電流顯著超過注意值、或超過初值的50%，預示鐵心或夾件可能存在

多點接地，應結合變壓器的內部結構、負荷狀態(tài)、油色譜等進一步分析；

——其他異常情況，可對鐵心接地電流開展進一步波形分析（見附錄A），并與歷史數據或同類設

備測試數據（典型的鐵心接地電流實測波形見附錄B）之間進行比較，結合其他檢測方法（如

電氣試驗、油色譜、聲紋、振動等）綜合判斷。

8測試報告

測試完成后，應填寫測試記錄（模板見附錄C），并編寫測試報告。測試報告至少應包含以下內容：

——被測變電站名稱、電壓等級；

——被測變壓器銘牌信息，包括：型號、出廠編號；

——測試時間；

——測試環(huán)境條件；

——測試時變壓器的負荷狀態(tài)；

——測試時電流傳感器與鐵心或夾件接地引下線的相對位置；

——測試儀器信息，包括：名稱、型號、出廠編號、測量范圍、測量準確度、校準日期；

——鐵心接地電流的全電流有效值（必要時記錄基波電流有效值、波形特征）；

——夾件接地電流的全電流有效值（必要時記錄基波電流有效值、波形特征）

——測試中的異?，F象和處理情況。

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附錄A

（資料性）

鐵心異常狀態(tài)與接地電流的相關性分析

變壓器運行過程中，繞組周圍存在電場，而鐵心和夾件均處于該電場中，且具有不同的電位。由于

電磁感應現象，高壓繞組、低壓繞組和鐵心、油箱壁之間會存在寄生電容。當鐵心存在不同異常狀態(tài)時，

這種寄生電容的分布狀態(tài)會發(fā)生變化，進而會導致鐵心或夾件的接地電流呈現不同的變化特征。

鐵心發(fā)生多點接地時，會導致接地電流有效值顯著增加、諧波特征變化；不同部位或不同類型的接

地故障，會在接地電流上產生不同變化特征；不同連接組別、結構形式的變壓器，在內部發(fā)生多點接地

故障時，會在接地電流上呈現不同的諧波電流特征；典型的鐵心接地電流諧波分析數據見附錄B。

鐵心內部發(fā)生硅鋼片短路時，會導致接地電流基波有效值增加，諧波電流分量顯著變化，變壓器總

損耗增加，接地電流中的有功分量（以高壓繞組電壓為參考相位）增加。這種增加或變化的程度，與內

部寄生電容和分布電位的變化幅度有關，當硅鋼片短路引起的電容和電位分布改變量微小時，可能無法

在鐵心接地電流上產生可察覺的變化量。

鐵心發(fā)生局部位移時，會導致鐵心對地電容發(fā)生變化，進而導致接地電流中的無功分量（以高壓繞

組電壓參考相位）增加。同樣，這種增加或變化的程度，與內部寄生電容和分布電位的變化幅度有關，

當局部位移引起的電容和電位分布改變量微小時，可能無法在鐵心接地電流上產生可察覺的變化量。

因此，測量采集變壓器鐵心接地電流，對電流進行波形分析，分離出直流分量、基波分量、諧波分

量；同時，在對變壓器內部磁路結構和電磁場進行分析的基礎上，結合鐵心接地電流的有功分量、無功

分量、諧波特征的變化，可對變壓器運行過程中的鐵心多點接地、硅鋼片短路、位移、剩磁、偏磁等異

常現象進行分析。

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附錄B

（資料性）

變壓器鐵心接地電流實測波形

不同電壓等級的典型交流變壓器的鐵心接地電流波形如圖B.1所示：

圖B.1交流變壓器的典型鐵心接地電流波形

不同電壓等級的典型交流變壓器的鐵心接地電流波形特征如表B-1至表B-5所示：

表B-1鐵心接地電流實測數據（110kV三相一體）

編號123456

電壓等級110kV110kV110kV110kV110kV110kV

變電站編號○1站1#○1站2#○2站1#○3站1#○4站1#○4站2#

額定容量（MW）31.531.550255063

實時負荷30%17%12%25%35%35%

投運年限（年）232418135

電流總有效值（mA）1.370.4970.599.50.540.69

基波占比（%）9799.1497.896.198.799.5

3次占比（%）219.4017.214.213.58.0

5次占比（%）126.6010.614.33.44.0

8

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7次占比（%）44.135.216.71.41.6

9次占比（%）11.091.13.92.42.7

11次占比（%）11.640.56.64.92.4

表B-2鐵心接地電流實測數據（220kV三相一體）

編號123456

電壓等級220kV220kV220kV220kV220kV220kV

站名○5站2#○6站1#○6站2#○7站1#○8站1#○9站1#

額定容量（MW）180240240180180180

實時負荷17%4.4%4.4%2%20%35%

投運年限（年）822133

電流總有效值（mA）5.435.314.670.940.830.67

基波占比（%）69.684.9674.412.899.044.3

3次占比（%）69.050.2763.597.910.885.2

5次占比（%）3.57.786.611.71.720.3

7次占比（%）14.68.0510.68.50.315.3

9次占比（%）12.510.6416.27.40.310.2

11次占比（%）1.32.201.91.10.15.6

表B-3鐵心接地電流實測數據（220kV單相結構）

編號1234567

電壓等級220kV220kV220kV220kV220kV220kV220kV

站站站站站站站

站名○102#○102#○112#○112#○111#○111#○111#

A相A相B相C相A相B相C相

三相額定容量（MW）120001200012000

實時負荷（%）52.336.336.336.336.636.636.6

投運年限（年）6999141414

電流總有效值（mA）0.8039.4910.58.729.8110.88.8

基波占比（%）99.899.9799.9899.9899.9799.9899.97

3次占比（%）3.31.20.700.861.00.61.5

5次占比（%）3.31.92.011.691.81.31.9

7次占比（%）1.80.50.310.720.30.40.6

9次占比（%）0.90.10.310.190.10.10.2

11次占比（%）1.20.90.490.460.50.30.4

表B-4鐵心接地電流實測數據（500kV單相&三相一體）

9

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編號1234567

電壓等級500kV500kV500kV500kV500kV500kV500kV

站名○12站A相○12站B相○12站C相○13站A相○13站B相○13站C相○14站

結構單相單相單相單相單相單相三相

額定容量（MW）3343343343343343341140

實時負荷（%）18181835351867.2

投運年限（年）6661164

電流總有效值（mA）2.942.622.8630.9632.342.946.85

基波占比（%）99.9999.9899.9999.9999.9999.991.3

3次占比（%）0.110.090.070.050.050.0498.5

5次占比（%）0.090.080.030.040.030.035.1

7次占比（%）0.070.040.030.020.050.022.0

9次占比（%）0.020.010.010.010.010.0116.3

11次占比（%）0.020.01000.0100.1

表B-5鐵心接地電流實測數據（1000kV單相結構）

編號123456

電壓等級1000kV1000kV1000kV1000kV1000kV1000kV

站站站站站站

站名○151#○151#○151#○152#○152#○152#

主變A相主變B相主變C相主變A相主變B相主變C相

額定容量（MW）100010001000100010001000

實時負荷（%）46.246.246.253.053.053.0

投運年限（年）666444

電流總有效值（mA）312.987308.510315.245314.441314.122315.531

基波占比（%）99.68399.76899.78899.71399.70099.684

3次占比（%）2.6681.2351.9392.8652.8263.372

5次占比（%）0.6910.8660.8020.8160.7811.937

7次占比（%）0.1810.1690.2310.1440.2560.577

9次占比（%）0.1900.1080.0940.2080.1960.308

11次占比（%）2.0573.6533.2592.0542.0853.262

13次占比（%）1.1301.2171.3401.3711.2461.318

15次占比（%）0.1760.1110.1010.1400.1880.107

17次占比（%）0.3290.4770.2020.2400.2940.297

19次占比（%）0.1070.1250.0630.1320.1240.125

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±800kV換流變壓器的典型鐵心接地電流波形如圖B.2所示：

鐵心接地電流

夾件接地電流

中性點電流

圖B.2換流變壓器的典型鐵心接地電流波形（±800kV，Y/D低端換流變）

±800kV換流變壓器的鐵心接地電流測量分析數據如表B-6所示：

表B-6鐵心接地電流實測數據（±800kV換流變）

編號123456

電壓等級±800kV±800kV±800kV±800kV±800kV±800kV

極低端極低端極低端極低端極低端極低端

變壓器IIIIIIIII

YD/A相YD/B相YD/C相YD/A相YD/B相YD/C相

額定容量（MW）396.2396.2396.2396.2396.2396.2

實時負荷13.44%10.13%

投運年限（年）222222

鐵心接地電流

88.3659.2265.4643.6364.2377.30

總有效值（mA）

夾件電流總

767.33784.43715.94665.42750.0661.86

有效值（mA）

±800kV換流變壓器的鐵心和夾件接地電流的諧波分析數據如圖B.3所示：

11

DL/TXXXXX—XXXX

下圖為極Ⅰ低YD-A相

鐵心接地電流夾件接地電流

下圖為極Ⅰ低YD-B相

鐵心接地電流夾件接地電流

下圖為極Ⅰ低YD-C相

鐵心接地電流夾件接地電流

下圖為極II低YD-A相

鐵心接地電流夾件接地電流

下圖為極II低YD-B相

12

DL/TXXXXX—XXXX

鐵心接地電流夾件接地電流

下圖為極II低YD-C相

鐵心接地電流夾件接地電流

圖B.3±800kV低端YD換流變的鐵心及夾件接地電流波形

在某220kV變電站，一臺變壓器在停電檢修時發(fā)現鐵心多點接地，其故障特征為：斷開鐵心接地引

線測絕緣電阻過低，但油色譜分析正常，經綜合分析判斷為穩(wěn)定的多點接地。在停電檢修時在鐵心接地

引下線上串聯了限流電阻來限制鐵心接地電流的幅值。限流電阻為滑線式變阻器，型號為BX8-37，規(guī)

格2A/1000Ω。目前該變壓器已帶限流電阻安全運行了1年。該變壓器的鐵心接地電流波形特征如下圖所

示：

（a）空載狀態(tài)下投入限流電阻（b）空載狀態(tài)下切除限流電阻

13

DL/TXXXXX—XXXX

（c）20%負載狀態(tài)下投入限流電阻（d）20%負載狀態(tài)下切除限流電阻

圖B.4存在多點接地故障的某220kV三相一體變壓器鐵心接地電流波形

該變壓器鐵心接地電流的測量分析數據如表B-7所示：

表B-7鐵心接地電流實測數據（存在多點接地故障的某220kV三相變壓器）

編號1234

電壓等級220kV

投入限流電阻切除限流電阻投入限流電阻切除限流電阻

檢測工況

（空載狀態(tài)）（空載狀態(tài)）（20%負載狀態(tài)）（20%負載狀態(tài)）

結構三相

額定容量（MW）120

實時負荷（%）00