高压直流输电系统用交流PLC滤波电容器

高压直流输电系统用交流PLC滤波电容器

国家标准 GB/T31954一2015 高压直流输电系统用交流PLC 滤波电容器 ACPLCfiltercapaeitorsforHVDCtransmissionsystems 2015-09-11发布 2016-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31954一2015 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 使用条件 4.1正常使用条件 4.2非正常使用条件 质量要求和试验 5.1试验要求 5.2试验分类 5.3外观检查(例行试验 5.4电容测量(例行试验) 5.5电容器损耗角正切(tano)测量(例行试验) 5.6端子间电压试验(例行试验》) 内部放电器件试验(例行试验) 5.7 5.8密封性试验(例行试验) 5.9局部放电试验(例行试验 5.10热稳定性试验(型式试验) 端子与外壳间交流电压试验(型式试验 5.11 5.12端子与外壳间雷电冲击电压试验(型式试验》) 5.13短路放电试验(型式试验) 5.l4高温下电容器损耗角正切(tano)测量(型式试验 5.15套管及导电杆受力试验(型式试验) 5.16端子与外壳间绝缘电阻测量(验收试验 5.17电容测量(验收试验》) ,.18端子与外壳间交谎电压试验(验收试验 5,.19耐久性试验(特殊试验 5.20低温下的局部放电试验(特殊试验 设计和结构要求 6.l ## 2 电容器组 12 * 6.2电容器台架 12 6.3电容器单元 12 6.4保护
GB/T31954一2015 13 6.5机械设计 13 6.6绝缘子 13 6.7端子 13 6.8爬电距离 6.9无线电干扰(RIV)设计 6.10焊接 6.11表面处理 " 绝缘水平 7.1标准绝缘水平 -般要求 --* 7.2 7.3电容器单元端子与外壳间交流试验电压 过负荷 5 安全要求 放电器件的安全要求 15 9.1 9.2外壳连接的安全要求 15 9.3环境保护的安全要求 15 9.4其他安全要求 15 10电容器单元的标志 15 10.1说明书或铭牌 15 10.2警告牌 16 11电容器组的标志 16 1.1说明书或铭牌 S 1.2警告牌 S 12 安装和运行导则 12.1概述 16 12.2运行温度 S 12.3特殊使用条件 附录A资料性附录爬电比距和统一爬电比距间的关系 18 附录B(资料性附录电容器放电电阻及放电时间的计算公式 19 参考文献 2
GB/T31954一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由电器工业协会提出 本标准由全国电力电容器标准化技术委员会(sAC/TC45)归口 本标准负责起草单位:西安西电电力电容器有限责任公司、西安高压电器研究院有限责任公司 本标准参加起草单位:上海思源电力电容器有限公司、新东北电气集团电力电容器有限公司桂林 电力电容器有限责任公司、日新电机(无锡)有限公司,西安ABB电力电容器有限公司,深圳市三和电力 科技有限公司、上海永锦电气集团有限公司、无锡赛晶电力电容器有限公司、国网浙江省电力公司电力 科学研究院南方电网科学研究院有限责任公司、上海库柏电力电容器有限公司 本标准主要起草人;张欣维、孟影,贺满潮,商跃宏,房金兰、王崇枯、葛锦,颜红岳、郭庆文、吕韬、 赵福庆、刘岱红,周春红、严焕玲,张建平,李凌飞、王玲海 m
GB/I31954一2015 引 言 每一项高压直流输电工程都是根据其接人系统的具体要求设计,制造和试验,包括其额定功率、额 定电压、性能要求等重要参数都是按照接人系统的具体要求优化选取的 直流输电系统用交流PLC滤 波电容器还远没有其他交流设备那样标准化、系列化和规范化 规范化有利于设备设计、制造、试验,降 低设备成本,降低工程造价,促进直流输电发展 目前国内没有针对直流输电系统用交流PLC滤波电 容器而制定的标准,各生产厂家按照各自的技术条件进行设计,制造和试验,因此统一制定该类产品的 标准是很必要的 国外对此类产品供货较早,但没有专门针对直流输电系统用交流PLC滤波电容器而制定的标准 本次制定的直流输电系统用交流PLC滤波电容器标准要充分反映我国高压直流输电设备的研究 成果 随着超、特高压直流工程交流场的建设,我国在超特高压直流工程交流场的科研,设计,施工,运 行等方面已积累了经验,因此,我们完全有实力建立拥有自主知识产权的直流输电系统用交流PLC滤 波电容器标准
GB/T31954一2015 高压直流输电系统用交流PLC 滤波电容器 范围 本标准规定了高压直流输电系统用交流PI.C滤波电容器的术语和定义、使用条件、质量要求和试 验等方面的基本要求 本标准适用于高压直流(HVDC)输电系统中换流站交流侧用于额定工作频率为50Hz或60Hz， 滤除频率范围为30kHz一500kH么谐波的交流PLC滤波电容器单元和交流PLC滤波电容器组 注:本标准不包括瓷套(或复合套)结构的交流PLC滤波电容器 瓷套(或复合套)结构的交流PLC滤波电容器执 行标准见Ec60358-2 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 绝缘配合第1部分;定义、,原则和规则(GB311.1一2012,IEc60071-1;2006,MoD) GB311.l1 GB/T11024.1一2010标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器第1部分;总则 IEC60871-1:2005,MOD) GB/T11024.2标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第2部分耐久性试验 (GB/T11024.2一20o1,IEC/Ts60871-2;1999,IDT) GB/T16927.1一2011高电压试验技术第1部分;一般定义及试验要求(IEc60060-1;2010. MOD GB/T209932012高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器 GB/T20994一2007高压直流输电系统用并联电容器及交流滤波电容器 GB/T26218.l污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分;定义,信息和一般 原则(GB/T26218.12010,IEC/Ts60815-1:2008,MOD GB/T26218.2污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第2部分;交流系统用瓷和玻 璃绝缘子(GB/T26218.22010,IEC/TS60815-2:2008,MOD 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T11024.1一2010和GB/T20993一2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件 为了方 便,下面重复列出了GB/11024.12010和GB/T20993一2012中的某些术语和定义 3.1.1 电容器元件(元件eapaeitoreemet(element) 由电介质和被它隔开的两个电极所构成的部件 [GB/T11024.12010,定义3.1]
GB/I31954一2015 3.1.2 电容器单元(单元eapaeior 'unitunit 由一个或多个电容器元件组装于同一外壳中并有引出端子的组装体 [GB/T11024.1一2010,定义3.2] 3.1.3 seriessection 串联段 所有并联连接在一起的电容器单元 [GB/T20993一2012,定义3.1.3 3.1.4 aeitorrack 电容器台架capa 由支撑构架及安装于其上的一个或多个串联段、绝缘子,电容器连接线所构成的组装体 [GB/T20993一2012,定义3.l.4] 3.1.5 acitorbank 电容器组capau 由支撑绝缘子或悬式绝缘子及安装在上面的一个或多个电容器台架、台架间的绝缘子,连援线等构 成的塔式或悬挂式组装体 [GB/T20993一2012,定义3.1.5] 3.1.6 电容器 capacior 本标准中,“电容器”一词是当不需要特别强调“电容器单元”或“电容器组”的不同含义时的用语 [GB/T209932012,定义3.1.6] 3.1.7 滤波电容器riltercapacitor 与其他配件,例如电抗器和电阻器连接在一起,对一种或多种谐波电流提供一低阻抗通道的电容器 单元或电容器组 [GB/T20993一2012,定义3,1.7] 3.1.8 交流PLc滤波电容器AcPLcfitercapaeitor 位于直流输电工程换流站交流侧,连接于高压母线和地之间的电容器,给流经该处PLC频率范围 的谐波信号提供低阻抗通道 3.1.9 电容器组的额定电容ratedeapacitanceofacapacitorbank CN 设计电容器时所采用的电容器组的电容值,由购买方在技术规范书中给出 [GB/T209932012,定义3.1.14] 3.1.10 电容器单元的额定电容ratedcapacitaeeofacapacitorunit ×S h 式中 S 电容器组中的电容器单元串联段数 -电容器组中的电容器单元并联数
GB/T31954一2015 3.1.11 电容器组的额定电压ratedvoltageof; 注capsiu t0bank U、 UsIwL U=U" 或 取二者中较大者 一 4.3 式中: U 给定的基波电压,单位为千伏(kV)(方均根值); U， 给定的第n次谐波电压,单位为千伏(kV)(方均根值)3 Usw 端子间的操作冲击耐受水平,单位为千伏(kV)(峰值) 3.1.12 电容器单元的额定电压ratedvoltageofacapacitorunit UN U U=k 式中 U、 电容器组的额定电压; S 电容器组中电容器单元的串联段数; -电压分布不均匀系数,取1.01.05 3.1.13 utofa 电容器组的额定容量rated outp capacitorbank 电容器组内所有电容器单元的额定容量之和 3.1.14 电容器单元的额定容量ratedoutputofaceapaeitorunit Q Q、=2x/CUR 式中: 额定频率,50H或60H 3.1.15 电容器组的额定电流 ratedcurrenmtofacapacitorbank INh 十习" IN 一 式中: 给定的基波电流,单位为安培(A)(方均根值); 给定的第次谐波电流,单位为安培(A)(方均根值 3.1.16 电容器单元的额定电流ratedcurrentofaeapacitorunit I IN IN一 式中 ! 电容器组的额定电流; 电容器组中电容器单元的并联数
GB/I31954一2015 3.1.17 电容器单元的放电器件disehaedeiefaeapetrmit -种可配备于电容器的、当电容器从电源断开后能在规定时间内将电容器端子间的电压几乎降低 到零的器件 3.1.18 线路端子lineterminal 用来连接到输电线或母线上的端子 [GB/T20994一2007,定义1.3.197 3.1.19 电容器损耗eapacitorlosses 电容器消耗的有功功率 [[GB/T209932012,定义3.1.26 3.1.20 电容器的)损耗角正切tangent of thelossangleofacapaeitor tano 在规定的正弦交流电压和频率下,电容器的等效串联电阻与容抗之比 [GB/T20993一2012,定义3.1.27 3.1.21 环境空气温度ambientairtemperature 准备安装电容器处的空气温度 [GB/T20993一2012,定义3.1.28] 3.1.22 冷却空气温度coolimgairtemperature 在稳定状态下,在电容器组的最热区域中两台电容器间外壳最热点连线中点的空气温度 对于大 系指垂直于地面的电容器外壳最热点0.1m处的温度 面与地面平行放置的电容器单元， [GB/T209932012,定义3.1.29 3.1.23 -statecondition 稳定状态steady- 在恒定输出和恒定环境空气温度下电容器所达到的热平衡状态 [GB/T209932012,定义3.1.30 3.1.24 剩余电压residualvotage 电容器退出运行后再次投运前电容器端子间尚残存的电压 3.2缩略语 sIwL;操作冲击耐受水平(Switehinglmpulse WithstandLevel LIwL;雷电冲击耐受水平(LightninglmpulsewithstandLevel PLC;电力线载波(PowerLineCarrier) 使用条件 4.1正常使用条件 4.1.1通电时的剩余电压 不超过额定电压的10%
GB/T31954一2015 4.1.2海拔 不超过1000m 对于大于1000m的使用环境,应考虑海拔修正 4.1.3环境空气温度类别 电容器按温度类别分类,每一类别用一个数字后跟一个字母来表示 数字表示电容器可以投人运 行的最低环境空气温度;字母代表温度变化范围的上限,在表1中规定了最高值 温度类别覆盖的温度 范围为;一50C十55C 电容器可以投人运行的最低环境空气温度应从十5C,一5C,一25C,一40,一50C这五个优 先值中选取 注;经制造方同意,电容器可以在低于上述下限的温度下使用,但投运必须在等于或高于该极限的温度下进行 表1温度范围上限用字母代号 环境温度 代号 24h平均最高 最高 年平均最高 40 30 20 B 45 35 25 50 30 40 ID 35 55 45 注:这些温度值可在安装地区的气象温度表中查得 表1是以电容器不影响环境空气温度的使用条件(例如户外装置)为前提确定的 如果电容器影响空气温度,则应加强通风或另选电容器,以保证表1中的极限值 在这样的装置中 冷却空气温度应不超过表1的温度极限值加5C 任何最低和最高值的组合均可选作电容器的标准温度类别,例如;一40/A或一5/C 优先的标准 温度类别为:一40/A，一25/A,一25/B,一5/A和一5/C 4.1.4风速 安装运行地区的风速应不超过35m/s 4.1.5污秽等级 不超过d级 具体参见附录A,GB/T26218.1及GB/T26218.2 4.1.6地震 安装运行地区的地震烈度应不超过8度 4.2非正常使用条件 非正常使用条件由制造方和购买方商定
GB/I31954一2015 质量要求和试验 5.1试验要求 5.1.1概述 本章给出了对电容器单元的试验要求 5.1.2试验条件 除对特殊的试验或测量另有规定外,电容器介质的温度应在+5+35C范围内 当必须进行校正时,使用的参考温度为十20C,但制造方和购买方之间另有协议时除外 如果电容器在不通电状态下在恒定环境温度中放置了适当长的时间,则可认为电容器的介质温度 与环境温度相同 如果没有其他规定,交流试验和测量均可在50Hz或60Hz的频率下进行,试验电压的波形和偏差 应符合GB/T16927.1一2011中6.2.1的要求 5.1.3试验总则 耐压试验中任何一个元件损坏,都将视为整台电容器未通过试验;在其他试验中,如果任何一项参 数不满足设计要求,都将视为整台电容器未通过该试验 5.2试验分类 试验分为;例行试验,型式试验,验收试验和特殊试验 5.2.1例行试验 a)外观检查(见5.3); b 电容测量见5.4); 电容器损耗角正切tan)测量(见5.5); c d)端子间电压试验(见5.6); 端子与外壳间交流电压试验(见5.7); 内部放电器件试验(见5.8); 密封性试验(见5.9); g 局部放电试验(见5.10) h 例行试验应由制造方在交货前对每一台电容器进行 如果购买方有要求,则制造方应提供详列这 些试验结果的证明书 上述试验顺序不是强制性的 但f)应在d)之后进行 注:如果购买方和制造方达成协议,则短路放电试验可以作为例行试验进行,试验参数也可协商进行 5.2.2型式试验 热稳定性试验(见5.1l1); a b)端子与外壳间交流电压试验(见5.12); 端子与外壳间雷电冲击电压试验(见5.13); c D 短路放电试验(见5.14); 高温下电容器损耗角正切(tan)测量(见5.15); e
GB/T31954一2015 套管及导电杆受力试验(见5.16) f 进行型式试验是为了确定电容器在设计,参数,材料和制造方面是否满足本标准中所规定的性能和 运行要求 除非另有规定,每一拟用来做型式试验的电容器应为经例行试验合格的电容器 型式试验可以在不同电容器单元上进行 进行型式试验的电容器,应与所供电容器有相同设计和 工艺,或在型式试验所要检验的性能方面没有设计和工艺上的差异 型式试验应由制造方进行 在购买方有要求时,制造方应提供这些试验结果的证明书 如果以前已在结构相似、场强或负荷水平等于或高于规定使用要求的设备上通过了型式试验,并且 已提供上述试验的型式试验报告,制造方可以不再重复该试验 但制造方应提供以前的试验能满足规 定使用要求的说明 仅当采用新的设计,新的关键工艺,或者比以前通过试验的设计场强或负荷水平更高,或者购买方 有特殊的要求时,需对试品进行新的型式试验 型式试验报告中应包括例行试验的内容 5.2.3验收试验 验收试验是购买方在安装前所需进行的试验,此项试验的目的是检验电容器在运输中有否受到损 伤,以确保要安装的电容器是良好的 在有条件时,推荐进行下列项目的试验 外观检查(见5.3); a b)端子与外壳间绝缘电阻测量(见5.17); 注:购买方和制造方可协商确定该项试验是否进行 e)电容测量(见5.18); 端子与外壳间交流电压试验(见5.19) d 内部放电器件试验(见5.8) e 5.2.4特殊试验 型式试验或例行试验之外的一类试验,须经制造方和购买方协商一致后才能进行 耐久性试验见5.20); a b低温下的局部放电试验(见5.21) 5.3外观检查(例行试验》 检查电容器是否存在渗漏油,外壳变形 检查套管有无损伤,金属件外表面是否有良好的防腐层 测量外形尺寸、爬电距离和电气净距 5.4电容测量(例行试验) 5.4.1测量程序 电容应在0.9倍一1.1倍的额定电压下用能排除由谐波引起的误差的方法进行测量 如果制造方和购买方商定了适当的校正因数,也可以在其他电压下测量 最终的电容测量应在电压试验(见5.6和5.7)和局部放电试验(见5.10)之后进行 为了揭示是否有诸如一个元件击穿所导致的电容变化,应在其他电气例行试验之前进行电容初测， 初测应在不高于0.15U的交流电压下进行 测量方法的准确度应能满足5.4.2的电容偏差 经过协商,可以要求较高的准确度,在这种情况
GB/T31954一2015 下,制造方应说明测量方法的准确度 测量方法的再现性应能检测出一个元件击穿引起的电容变化之量 5.4.2电容偏差 电容和额定电容的偏差应不超过: 对电容器单元，一3%十3%; 对电容器组，-2%~十2%; 电容器组各串联段电容的最大值与最小值之比应不超过1.05 电容是在5.4.1条件下的测量值 5.5电容器损耗角正切tan)测量例行试验 5.5.1测量程序 电容器损耗角正切(tan8)应在0.9僧一1.1倍的额定电压下用能排除由谐波引起的误差的方法进 行测量 测量方法的准确度以及与在额定电压和额定频率下测量值的关系应予以给出 5.5.2电容器损耗角正切(tanb)要求 电容器损耗角正切(tano)对于全膜介质电容器,应不大于0.0003 电容器损耗角正切(tano)是在5.5.1条件下的测量值 5.6端子间电压试验(例行试验) 5.6.1概述 每一电容器均应承受5.6.2或5.6.3的试验,历时10s,在没有协议的情况下,由制造方选择 试验 期间,应既不发生击穿也不发生闪络 5.6.2交流试验 进行交流试验时应采用如下的实际正弦波电压: U,=2.15U、 注:如果电容器在例行试验后再次进行试验,则第二次试验推荐采用75%U，的电压 5.6.3直流试验 试验电压应为 U，=4.3U 注，如果电容器在例行试验后再次进行试验,则第二次试验推荐采用75%U,的电压 5.6.4端子与外壳间交流电压试验(例行试验) 所有端子均与外壳绝缘的电容器单元,试验电压应施加在连接在一起的端子与外壳之间,历时10s 试验电压与额定电压成正比,其值按7.3进行计算 试验期间,应既不发生击穿也不发生闪络 有一个端子固定连接到外壳上的单元,不做此项试验 5. 内部放电器件试验(例行试验 内部放电器件的试验方法由制造方选择,在有争议时采用测量电阻阻值的方法(见9.1和附录B)
GB/T31954一2015 进行试验 本试验应在5.6的电压试验之后进行 5.8密封性试验例行试验 电容器单元(在无涂层状态下)应经受能有效地检测出其外壳和套管上任何渗漏的试验,试验程序 由制造方确定,制造方应说明所使用的试验方法 如果制造方没有规定试验程序,则试验应按下述程序进行 将未通电的电容器单元通体加热至少2h,使各个部位均达到不低于表1所列对应代号最高值加 20C的温度,不应发生渗漏 建议使用适当的指示剂 5.9局部放电试验(例行试验》 给电容器单元施加2.15U、的电压1s,然后降至1.2U、的电压保持1min,再将电压升至1.5U、 保持1min,在最后1nmin内不应观察到局部放电量的增加 在试验前后均应测量电容 两次测得值之差应小于相当于一个元件击穿之量 5.10热稳定性试验(型式试验 5.10.1概述 本试验是用来 -确定电容器在过负荷条件下的热稳定性; -确定电容器获得损耗测量再现性的条件 5.10.2测量程序 将被试电容器单元放置于另外两台具有相同额定值并施加与被试电容器相同电压的单元(陪试单 元)之间 也可采用两台装有电阻器的模型电容器作为陪试单元,应调节电阻器的损耗使得模型电容器 的内侧面靠近顶部的外壳温度等于或高于被试电容器相应处的温度 单元之间的间距应等于或小于正 常间距 此试验组应放置于静止空气的加热封闭箱中,其相对位置及放置方式应符合制造方对现场安 装的规定 封闭箱中的环境空气温度应等于或高于表2所示的相应温度 此温度应以具有热时间常数 约1h的温度计来检验 应对此温度计加以屏蔽,使其受到三个通电试品热辐射的可能性最小 对被试电容器应施加交流电压,历时至少48h 在试验期间,应调整电压大小,使得根据实测电容 计算得到的容量至少为1.44倍的额定容量 在最后6h内,应测量外壳接近顶部处的温度至少4次 在整个6h内温升的增加应不大于1K 如果观察到较大的变化,则试验应继续进行直到在6h内的连续4次测量满足上述要求为止 表2热稳定性试验时的环境空气温度 环境空气温度 代 40 B 45 50 D 55 试验前后应在5.1.2的温度范围内测量电容(见5.4.1),并将两次测得值校正到同一介质温度 两
GB/T31954一2015 次测得值之差应小于相当于一个元件击穿引起的电容变化之量 在解释测量结果时,应考虑以下两个因素 -测量的再现性; -在没有任何电容器元件击穿的情况下,介质的内部变化可能引起电容的微小变化 注:当检验温度条件是否符合要求时,应注意在试验期间内电压、频率和环境空气温度的波动,必要时可做出相关 项目与时间的函数曲线 5.11端子与外壳间交流电压试验(型式试验 所有端子均与外壳绝缘的电容器单元,其试验电压应施加于连接在一起的端子与外壳之间,历时 1min 试验电压均与额定电压成正比,其值按第7.3计算 计算获得的值向上靠到标准绝缘水平 有一个端子固定连接到外壳上的单元,试验电压应施加在两个端子之间,以检验端子对外壳的绝缘 是否足够 试验电压均与额定电压成正比,其值按第7.3计算 当此试验电压超出电介质的试验要求 时,可改变试验单元的介质结构,例如增加串联元件数来避免介质损坏,但对壳绝缘不能改变;也可以使 用一台对壳绝缘相同、带有两个分开的端子的模拟单元来进行此项试验 本试验对户内使用的电容器单元为干试,对户外使用的电容器单元在淋雨条件下(见GBy/T16927.1 2011)进行 在淋雨条件下进行试验时,套管的位置应与运行时的位置相一致 试验期间,应既不发生击穿也不发生闪络 注，如果制造方能提供表明该套管能承受1min湿试验电压的单独的型式试验报告,则拟安装在户外的单元也可只 进行干试 在这个单独的型式试验中,套管的位置应与运行时的位置相一致 5.12端子与外壳间雷电冲击电压试验(型式试验 所有端子均与外壳绝缘的单元应承受下列试验 在连接在一起的端子与外壳之间施加15次正极性冲击之后,接着再施加15次负极性冲击 改变极性后,在施加试验冲击前允许先施加几次较低幅值的冲击 如果满足下列要求,则认为电容器通过了试验 -未发生击穿; -在每一极性下未发生多于两次的外部闪络; -波形未显示不规则性,或与在降低了的试验电压下记录的波形无显著差异 另一种方法是单元承受3次正极性冲击,除不允许发生闪络外,以上的验收准则均适用 雷电冲击电压试验应按GB/T16927.1一2011进行,但其波形为(1.25)/504s,试验电压为: U=1.lULw 式中: 电容器组的雷电冲击耐受水平,单位为千伏(kV)(峰值): ULwL 电容器组中电容器单元的串联段数; S 同一台架上相对于外壳连接电位的最大串联单元数 试验时可根据仪表的指示,放电声音、观察或复测电容等方法来检验电容器是否损坏 有一个端子固定连接到外壳上的单元,不做此项试验 5.13短路放电试验(型式试验 电容器单元应充以直流电,然后通过一个尽可能靠近单元的间隙放电 电容器应在10min内承受 5次这样的放电 试验电压应为2.5U 10o
GB/T31954一2015 在试验后的5min内,应对单元进行一次端子间电压试验(见5.6 在放电试验前和电压试验后均应测量电容 两次测得值之差应小于相当于一个元件击穿引起的电 容变化之量 短路放电试验的目的是为了揭示内部连接中的缺陷 5.14高温下电容器损耗角正切(tan6)测量(型式试验 5.14.1测量程序 电容器损耗角正切(tan)应在热稳定试验(见5.11)结束时测量 测量电压应为热稳定试验电压 5.14.2要求 按第5.15.1测得的tan值应不超过5.5.2的测试值 5.15套管及导电杆受力试验(型式试验 在套管顶部施加与套管中轴线垂直的拉力1min,重复5次;在套管顶部导电杆加扭矩 引出端子的套管及导电杆的机械强度 电容器套管应能承受500N的拉力; 电容器的导电杆能承受的扭矩应符合表3数据,应按扭矩最大值进行试验 表3电容器的导电杆能承受的扭矩 螺母扳手的扭矩 Nm 接线头螺纹 最大值 最小值 M10 10 M12 15 7.5 M16 30 15 M2o 52 26 5.16端子与外壳间绝缘电阻测量验收试验) 用2500V绝缘电阻表测量 电容器两出线端子短接后,接于绝缘电阻表的一端,另一端接电容器 外壳 测量值应大于2500MQ. 有一个端子固定连接到外壳上的单元,不作此项试验 5.17电容测量(验收试验 用电容表或电桥进行测量 5.18端子与外壳间交流电压试验(验收试验) 端子与外壳间交流电压试验为5.7试验电压值的75%,历时1" min 5.19耐久性试验(特殊试验》 耐久性试验是对元件(其介质设计和介质组合)以及组装成电容器单元的这些元件的制造工艺进行 1l
GB/I31954一2015 验证试验 耐久性试验既费时又昂贵,但可以覆盖一定的电容器设计见GB/T11024.2) 5.20低温下的局部放电试验(特殊试验) 在下限温度下测量局部放电起始电压和想灭电压,在此温度下局部放电熄灭电压应不低于1.2U 设计和结构要求 6.1电容器组 在电容器组的设计中,应至少考虑以下因素 在安装,运行和推护期间的机械负街 内部或外部故障对电容器组的电动力; 风力; 积雪覆冰载荷; 抗震要求; -由于温度和负荷变化引起的膨胀和伸缩的影响 6.2电容器台架 制造方应提供电容器台架及全部附属设备,包括支撑构架,电容器单元、绝缘子和连接件等 并且 便于电容器塔的现场安装 每一电容器台架都应明确标明: 该台架在装配完毕后的总重量; 该台架所属的相; 该台架所属的电容器组; 适当的警告牌 所有结构部件在电气上应相互连接以确保检修时能有效接地 台架上应带有适当的检修用接地端 子 台架部件不允许通过负荷电流 6.3电容器单元 电容器单元宜采用无熔丝设计 设计中应考虑在电容器单元的寿命期内因预期的环境温度变化和负荷条件,包括短期和暂态负荷 条件的变化所引起的膨胀和收缩 制造方应提供用来判断电容器单元箱体的正常膨胀和由电容器损坏 造成的膨胀的判据 电容器单元应当用螺栓和螺母紧固在电容器台架上 每一电容器单元的安装应便于从台架上拆卸 和更换 当电容器单元较重时,应提供上下电容器台架的搬运工具 电容器单元套管的接线端子与电容器单元间的连接线应采用相同的材料,并应在额定电流下长期 稳定工作 电容器单元中的液体材料对环境应是安全的,并可生物降解的 其尽可能无毒和无腐蚀性 不能 采用含有多氯联苯(PCB)类的液体材料 6.4保护 电容器单元一般无内熔丝保护,电容器组也无不平衡保护,需增加设计裕度以保证运行的可靠性 12
GB/T31954一2015 6.5机械设计 制造方应提供完整的电容器组,包括所有的台架,连接件,支持绝缘子和与底座固定的连接盘 制造方应通过计算检验电容器组的机械强度 6.6绝缘子 绝缘子上的最小标称爬电距离应由技术规范书中给出的技术数据计算得出 端子 6." 制造方应提供电容器组与外部连接的端子 6.8爬电距离 按购买方要求 6.9无线电干扰(RI)设计 电容器组应在户外晴天夜晚无可见电晕 6.10焊接 应光滑,避免虚焊,裂缝及其他任何缺陷 表面处理 6.11 电容器的外壳和构架应采用防腐材料或涂料,使其具有良好的防腐特性 绝缘水平 7.1标准绝缘水平 电容器的绝缘水平应符合GB311.1的要求,具体详见表4 电容器组的高压端、两端间及低压端的耐压值由系统设计给定 表4绝缘水平 单位为千伏 额定雷电冲击 额定操作冲击 额定短时工频耐受电压 绝缘等级 设备最高电压U 耐受电压 耐受电压 湿试/干试 方均根值 (方均根值) 峰值 峰值 方均根值) 3.6 40 18/25 7.2 60 23/30 12 75 /42 l0 30/ 15 18 05 40/55 20 24 125 50/65 35 40.5 85 80/95 325 140 72.5 66 160 350 13
GB/I31954一2015 表4(续 单位为千伏 额定短时工频耐受电压 额定雷电冲击 额定操作冲击 绝缘等级 设备最高电压U 耐受电压 耐受电压 湿试/干试 方均根值 方均根值 峰值 峰值 方均根值) 450 110 126 185/200 550 85o 360 220 252 950 395 050o 1050 850 460 330 363 1 175 950 510 1425 1050 630 500 550 1550 1175 680 1675 1300 740 注对同一设备最高电压给出两个绝缘水平者,在选用时应考虑到电网结构及过电压水平,过电压保护装置的配 置及其性能、可接受的绝缘故障等 斜线下的数据为外绝缘的干耐受电压 7.2一般要求 7.2.1概述 套管、绝缘子和其他绝缘设备应按以下要求选取试验电压 如果绝缘是由串联连接的绝缘部件组 成的,则每一件均在全绝缘中占一适当比例 7.2.2相邻的绝缘部件和设备 所有与三相电容器组的一相或各相并联连接的相间和相对地绝缘部件或电气设备均应耐受表4的 绝缘要求 7.2.3中性点接地的三相电容器组 套管和端子对壳绝缘应耐受2.5倍额定电压的交流电压 电气上相并联接紧邻电容器介质的线路蹦子和中性点之间的内部构件绝缘,应耐受2.15倍额定相 电压的交流电压 7.3电容器单元端子与外壳间交流试验电压 当交流电压试验(见5.7和5.14)是以额定电压为依据时,试验电压应按以下式计算 U,=2.5U、n 式中: U 工频试验电压; U、 电容器单元的额定电压; -同一台架上相对于外壳连接电位的最大串联单元数 14
GB/T31954一2015 过负荷 制造方应根据用户要求提供电容器的实际短时过负荷能力 安全要求 放电器件的安全要求 电容器单元应装有从U、的初始峰值电压放电到75V或更低电压的放电器件,最长放电时间为 10min 放电器件不能代替在接触电容器之前将电容器端子短路并接地 如果要求更短的放电时间和更低的剩余电压,这种情况购买方应通知制造方 注:计算放电电阻的公式见附录B 9.2外壳连接的安全要求 电容器外壳应备有供连接用的螺栓,使电容器金属外壳的电位得以固定,并能承受对壳击穿时的故 障电流 9.3环境保护的安全要求 当电容器是用不允许扩散到环境中的材料浸溃时,应采取预防措施 若国家在这方面有法律上的 要求(见10.2)时,应在电容器单元和电容器组上做出标记 其他安全要求 9.4 当国家有关安全规则有特殊要求时,购买方应在询价时予以说明 电容器单元的标志 10 说明书或铭牌 10.1 在每一电容器单元的说明书或铭牌上应给出下列资料 a)制造方名称 b)电容器单元的名称; 电容器单元的型号 c) 识别编号及制造年份 年份可以是识别编号的一部分或采用代码形式 额定容量Q、,kvar 额定电压U,kV; 额定电流I、,A g 额定频率,Hz 调谐频率,kHz; 实测电容,pF 温度类别见4.l.3); -表示,或者以额定欧姆值表示 放电器件,如果是内部的,应以文字或符号 绝缘水平U,kV(仅适用于所有端子均与外壳绝缘的单元); m 15
GB/T31954一2015 绝缘水平应以一斜线隔开的两个数字表示,第一个数字给出工频试验电压的方均根值,kV;第二个 数字给出雷电冲击试验电压的峰值,kV例如30/75); 浸溃剂的化学名称或商业名称(此标志也可在警告牌上表明,见10.2) n 执行的标准代号 0 10.2警告牌 如果电容器单元中含有可能污染环境(见9.3)的或可能在其他方面有害《例如易燃性)的材料,则应 按照国家的有关法规在单元上做出标记 电容器组的标志 11 说明书或铭牌 11.1 制造方应根据购买方的要求,在说明书或铭牌上应给出下列资料 a)制造方名称 b 电容器组的名称 c)电容器组的型号; d 额定容量Q,kvar; e)额定电容CF f 额定电压U,kV. g绝缘水平U,操作冲击耐受电压的峰值/两端间额定雷电冲击耐受电压,kV; h)连接符号 例如可以是不平衡保护,阻尼电抗器等简化连接图的一部分 识别编号及制造年份 年份可以是识别编号的一部分或采用代码形式 11.2警告牌 0.2对电容器组也适用 安装和运行导则 12 概述 12.1 电容器的过电压和过热将使电容器的寿命缩短,因此应严格控制和规定运行条件(即温度,电压及 电流) 应当注意,在系统中近邻电容的引人可能产生不利的运行条件(例如谐波放大、电机自激,操作过电 压、音频遥控装置不能正常工作等 由于电容器的类型不同且涉及的因素很多,不可能用简单的规则概括所有可能情况下的安装及运 行 下面资料给出的是需加以考虑的较为重要的几点 此外,必须采纳制造方和供电部门的建议 12.2运行温度 12.2.1概述 对电容器的上限运行温度应予以注意,因为这对其寿命有很大影响 当电容器介质达到低于温度类别下限温度时,介质中有发生局部放电的危险,这不仅在电容器开始 通电时是这样,而且在运行期间当电容器的介质损耗低造成的温升甚小时也是这样 16
GB/T31954一2015 12.2.2安装 电容器的安装应便于以对流和辐射来散发由电容器损耗所产生的热量 任何封闭间的通风和电容 器单元的布置均应使空气能在每一单元的周围良好地流通 这一点对于成行叠层安装的单元尤其 重要 受到太阳或任何高温面辐射的电容器的温度将增高 根据冷却空气的温度及冷却强度、辐射的强 度及持续时间,可能需要采取下列措施 -防止电容器受到辐射 -选择为用于较高环境空气温度而设计的电容器(例如以类别一5/B代替一5/A,或者其他适当 设计的电容器). 采用额定电压更高的电容器 采用强迫冷风 安装在高海拔(超过1000m)地区的电容器,其对流散热能力将有所降低 这一点在确定电容器 单元的容量时应予以考虑 但是,在这样的海拔下,环境温度通常较低 12.2.3高的环境空气温度 代号为C的电容器通常适于在大多数热带地区使用 然而在有些地区,那里的环境空气温度可能 要求使用代号为D的电容器 在电容器经常受到几小时太阳辐射的地方(例如沙漠地区),即使其环境 温度不是过高,仍可能需要代号为D的电容器(见12.2.2) 在特殊场合,环境空气温度最高值可能高于55C,或日平均温度高于45C,该处又无法改善冷却 条件,则应使用特殊设计的或较高额定电压的电容器 12.3特殊使用条件 除了12.2所涉及的条件外,对下列任一特殊使用条件,购买方均应通知制造方 高的相对湿度;可能需要使用特殊设计的绝缘子,应注意到外部熔断器有被其表面潮气凝露旁 路的可能性 快速的霉菌生长;金属、陶瓷材料及一些油漆与清漆都不会助长霉菌 当使用杀菌剂时,其毒 性保持时间最多几个月 总之在装置中灰尘等落积处霉菌有可能生长发展 腐蚀性大气:在工业及沿海地区都会遇到腐蚀性大气 应该注意到.在较高温度的气候下,这 种大气的作用要比在温和的气候下更为严重 甚至在户内也可能存在高腐蚀性大气 污秽;当电容器安装在高度污秽的地区时,应采取特殊的预防措施 海拔超过1000m;用在海拔高度超过1000m的电容器将受到特殊条件的作用 其选型应由 购买方与制造方协商确定 -地震地区;有些地区地震的概率较高,这将影响安装在这些地区的电容器单元或电容器组的机 械设计 购买方应说明加速度幅值和阻尼值 17
GB/I31954一2015 附 录A 资料性附录 爬电比距和统一爬电比距间的关系 表A.1规定了爬电比距和统一爬电比距间的关系 表A.1爬电比距和统一爬电比距间的关系 瓷绝缘子的SPS等级 统一爬电比距USCD 对于三相交流系统的爬电比距 22.0 12.7 16 27.8 20 34.7 43,.3 25 53.7 31 18
GB/T31954一2015 附 录 B 资料性附录 电容器放电电阻及放电时间的计算公式 B.1单相电容器单元中的放电电阻 Rs CIn(U、/UR 式中: 放电电阻,单位为兆欧MQ); 从U、放电到UR的时间,单位为秒(s); 电容器的电容值,单位为微法(AF); -电容器单元的额定电压,单位为伏特(V) U、 U 允许剩余电压,单位为伏特(V); 和U的限值见9.1). t B.2放电到额定电压10%的时间 2.65t 1=2.65RC n(/厄U、/UR 式中: -放电到额定电压10%的时间,单位为秒(s) t R -放电电阻,单位为兆欧MQ); 电容器的电容值,单位为微法(aF) 从/zU、放电到U 的时间,单位为秒(s) 电容器单元的额定电压,单位为伏特(V). U 允许剩余电压,单位为伏特(V). U 如果严格遵守9.1的眼值,则 1590 n(U/53 19
GB/I31954一2015 参 考 文 献 [1]GB/T311.3绝缘配合第3部分;高压直流换流站绝缘配合程序(GB/T311.3一2007， IEC60071-5;2002,MO)D) 1IEC60050(436):l9907 [2]GB/T2900.16电工术语电力电容器[GB/T2900.16一1996, ,neq [ GB/T13498高压直流输电术语(GB/T13498一2007,IEC60633;1998,IT) [打 GB/T13540高压开关设备抗地震性能试验 5]IEc60358-2coupling eapaciorsandeapaciordividers一Part2.AcorDcsinslephase undfor linecarrier-freguency(PLC nlier couplingcapacitorconneetedbetweenlineand grou rpower tiOn [G]青海格尔木一西藏拉萨士40kV直流联网工醒mc瞎波器电容器装置技术协议 []两北一华中(四川)直流联网工程交流PLc滤波器电容器技术协议 20

高压直流输电系统中交流PLC滤波电容器GB/T31954-2015

高压直流输电是一种新型的电力传输方式，具有输电线路损耗小、占用土地少等优点。在高压直流输电系统中，为了保证电能质量，需要对于电路中的干扰进行过滤。这时候就需要使用到交流PLC滤波电容器。GB/T31954-2015标准规定了该类型电容器的要求和测试方法。

交流PLC滤波电容器主要用于对于高压直流输电系统中的高频干扰进行衰减。其实现原理就是利用电容器对于不同频率的电信号进行分离，把高频噪声从电路中过滤掉，从而保证整个系统的电能质量。

根据GB/T31954-2015标准，交流PLC滤波电容器的容量应该根据具体系统的需求进行选择。同时，在电容器选型时需要考虑手动投切、保护措施等因素。标准中还规定了电容器的耐压试验、温度测试、湿热循环试验、交流击穿试验等多项测试要求。

此外，GB/T31954-2015标准还对于交流PLC滤波电容器的结构、材料、外壳、电气性能等方面做出了详细的规定。在实际应用中，为了保证电容器的使用寿命和稳定性，还需要注意其周围环境的温度、湿度等因素。

总之，交流PLC滤波电容器是高压直流输电系统中保证电能质量的重要组成部分。它的使用需要严格遵循GB/T31954-2015标准中的要求和测试方法，以确保整个系统正常运行。

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