高压直流输电用油浸式平波电抗器

高压直流输电用油浸式平波电抗器

国家标准 GB/T20836一2007 高压直流输电用油浸式平波电抗器 Oil-immersedsmmoothingreaetorsforHVDCapplications 2007-08-01实施 2007-01-16发布 国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管委员会国家标准
GB/T20836一2007 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 使用条件 概述 温度 负载电流 功率流向 符号及名称 额定值 概述 6. 额定直流电压 6.3最高连续直流电压 6. 额定直流电流 额定谐波电流 6.6额定增量电感 平波电抗器的线性度 允许偏差 增量电感值允许偏差 损耗允许偏差 损耗 绝缘水平 雷电冲击水平 操作冲击水平 外施直流电压耐受水平 极性反转电压水平 外施交流电压耐受水平 10声级 10.1概述 10.2保证的声功率级 10.3现场的声功率级 1l 振动 5 1.1概述 5 11.2保证的振动水平 5 1.3现场的振动水平 5 12试验
GB/T20836一2007 12.1概述 5 12.2试验项目 12.3增量电感测量 2.4损耗测量 2.5绝缘试验 2" 温升试验 a7 负载电流试验 2. 平波电抗器的声级测定 12.，高寡胆抗测疑 8 13 平波电抗器的超铭牌负载 14 套管 15 铭牌 图1双极性反转试验的电压变化图
GB/T20836一2007 前 言 本标准的编写格式按照GB/T1.1一2000(《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》 本标准由电器工业协会提出并归口 本标准起草单位;西安西电变压器有限责任公司、沈阳变压器研究所、特变电工沈阳变压器集团有 限公司、南方电网有限责任公司、武汉高压研究所、电力科学研究院、湖北省电力试验研究院、 贵州电力试验研究院、机械工业北京电工技术经济研究所 本标准的主要起草人;它传龙、章忠国,汪德华,王健、孙树波,饶宏,付锡年、李光范、胡惠然、杨积 久、郭丽平,陈荣 本标准为首次发布
GB;/20836一2007 引 言 GB/T208362007是机械工业北京电工技术经济研究所总承担的国家科技部2003年度科技基 础条件平台工作重点项目“直流输变电系统核心技术与基础标准研究”(项目编号为2003DA7J034)支 持研究制定的标准 高压直流输电在我国电网建设中,对于长距离送电和大区联网有着非常广阔的发展前景,是目前作 为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段 “直流输变电系统核心技术与基础标准研 究”及其滚动项目“高压直流输电系统及设备关键技术标准研究”(项目编号为2004DEA70820),是根据 我国直流输电工程实际需要和高压直流输电技术发展趋势开展的 项目在引进技术的消化吸收、国内 直流输电工程建设经验和设备自主研制的基础上,研究制定高压直流输电设备国家标准体系 内容包 括基础标准、主设备标准和控制保护设备标准 项目已完成或正在制定的共19项国家标准 《高压直流系统特性第1部分 1部分;稳态》已报批 《高压直流系统特性第2部分;故障与操作》(已报批 《高压直流系统特性第3部分;动态》已报批 《高压直流换流站绝缘配合程序》已报批 《高压直流换流站损耗的确定》已报批 《输配电系统的电力电子技术静止无功补偿器用晶闸管阀的试验已报批 《高压直流输电用电控晶闸管的一般要求正在制定中)y GB/T18494.2-2007《变流变压器第2部分;高压直流输电用换流变压器》 GB/T20838一2007《高压直流输电用油浸式换流变压器技术参数和要求》 《高压直流输电用油浸式平波电抗器》 GB/T208362007 《高压直流输电用油浸式平波电抗器技术参数和要求 GB/T20837一2007 《高压直流输电用并联电容器及交流滤波电容器已报批) 《高压直流输电用直流滤波电容器已报批) 高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器导则(已报批) 《高压直流输电系统控制与保护设备已报批) 《高压直流换流站噪音正在制定中) 《高压直流套管技术性能和试验方法正在制定中 《高压直流输电用光控晶闸管的一般要求)正在制定中) 《直流系统研究和设备成套导则(正在制定中) N
GB/T20836一2007 高压直流输电用油浸式平波电抗器 范围 本标准适用于磁化特性为线性或非线性的高压直流输电用油浸式平波电抗器(以下简称平波电抗 器 本标准不适用于: -工业用平波电抗器; -干式平波电抗器 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB1094.1电力变压器第1部分.总则(GB1094.11996,eqIEC60076-1:1993) GB1094.2电力变压器第2部分;温升(GB1094.2一1996,eqIEc60076-2:1993) GB1094.3电力变压器第3部分;绝缘水平、绝缘试验和外绝缘的空气间隙(GB1094.3 2003,IEC60076-3;2000,MOD) 电力变压器第10部分;声级测定(GB1094.10-2003,IEc60076-10;2001 GB/T1094.l0 MOD 电工术语变压器,互感器,调压器和电抗器(aeq GB/T2900.151997 IEC60050-421:1990、 IEC60050-321:1986 GB/T7354一2003局部放电测量(IEc60270;2000,IDT) G;B/T102291988电抗器(eqIEC60289;1987) GB/T17623一1998绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法(neqIEC60567:l992) IEC62199;2004直流系统用套管 术语和定义 除下列术语和定义外,GB/T2900.15一1997中的术语和定义亦适用于本标准 此外,在GB1094.1和 GB/T10229-1988中还分别规定了一些更专门的有关电抗器和平波电抗器方面的补充术语和定义 其 中有些术语和定义,已对GB/T2900.15一1997中早先规定的同一名称的术语和定义做了一些修改,对此、 应优先采用GB1094.I和GB/T10229一1988中所规定的术语和定义 3.1 额定直流电压ratedd.e.voltage U 平波电抗器所连接系统的直流电压规定值 最高连续直流电压 highestcontinosd.e.voltage U nm 平波电抗器所连接系统的最高连续直流电压规定值
GB/T20836一2007 3.3 额定直流电流 ratedll.c.crrent 平波电抗器能够持续流通的直流电流规定值 注:不包括任何交流电流分量 3. 额定谐波电流ratedharmomiccurrent 除直流电流外,规定频率谐波电流的稳态方均根值 3.5 额定增量电感ratedincrementalinductanee Lime 在规定频率谐波电流和额定直流电流下的增量电感规定值 使用条件 概述 本标准中的平波电抗器应符合GB1094.1中所规定的使用条件,但其中明显不适用于平波电抗器 或本标准中另有规定时除外 4.2温度 如果平波电抗器的任何部件(如;套管)伸人阀厅内,则除规定产品安装位置正常的环境温度外,还 应规定阀厅内的最高温度 4.3负载电流 流过平波电抗器的电流主要是直流电流,同时还含有各次谐波电流 在询价或订货时,用户应向制 造单位提供直流电流和各次谐波电流的大小,且应在签订合同时对此予以确认 功率流向 除另有规定,通过平波电抗器的负载电流应能适应直流系统直流功率输送的方向 符号及名称 本标准中各种变量的符号及名称如下 -对应负载条件下的连续直流电流 额定直流电流; 与平波电抗器总损耗(在运行中)对应的等效直流电流 与绕组损耗(在运行中)对应的等效直流电流; h次谐波的电流; 额定增量电感; 谐波次数 总损耗; 直流损耗; h次谐波电流下的涡流损耗系数 h次谐波电流下的磁滞损耗系数 大 铁心损耗 on P 谐波损耗 R 包括内部引线在内的绕组直流电阻 R h次谐波频率下的绕组电阻
GB/T20836一2007 U 绕组的外施交流试验电压(方均根值) U 绕组的外施直流试验电压; 最高连续直流电压; Ua U 额定直流电压; U. 绕组的极性反转试验电压(直流电压) 额定值 概述 平波电抗器的额定直流电流、最高连续直流电压、额定谐波电流、额定增量电感和平波电抗器的磁 化特性均应由用户规定 平波电抗器的损耗、声级和振动的保证值均应与这些参数值相对应 额定直流电压 6 .2 额定直流电压值由用户予以规定 6.3最高连续直流电压 最高连续直流电压值由用户予以规定,它不应低于运行中施加在电抗器绕组与地之间的最高直流 电压 额定直流电流 6. 额定直流电流值由用户予以规定 6.5额定谐波电流 各频率值及相应频率下的电流值均应由用户予以规定 注;不同的运行状况将产生不同的谐波电流,所有这些谐波电流均应予以考虑,并确定其中之一作为额定谐波 电流 6.6额定增量电感 额定增量电感的具体值由用户规定 平波电抗器的线性度 若用户设有特殊说明,平波电抗器在额定直流电流及以下时应为线性 必要时,用户可规定一个或多个高于额定直流电流值下的较小的增量电感值 此时,在所有规定直 流电流下的增量电感最大值等于额定增量电感值加上正偏差 允许偏差 除本标准规定的允许偏差外,其他允许偏差应按GB1094.1的规定 增量电感值允许偏差 额定增量电感值的允许偏差为十15%~0 其他增量电感值的允许偏差由用户与制造单位协商 确定 损耗允许偏差 按本标准第8章计算的平波电抗器总损耗值,不得超过损耗规定值的十10% 损耗 平波电抗器的总损耗包括直流损耗、谐波损耗及铁心损耗(如果有),损耗的计算公式如下 P =P十P十P 式中 P=R 谱放损耗尸可按下式计算
GB;/20836一2007 片-二IR (48是计算的最高谐波次数 铁心损耗P 可按以下的经验公式计算 P =0.125×P× k十k. 式中 2h48) Ax" kh xh ke 10GB/T20836一2007 10.3现场的声功率级 在制造单位测得的平波电抗器声级与在现场测得的声级之间的相关性尚不能确立,其差值可能在 0dBA)至20dB(A)之间 11 振动 11.1概述 由于制造单位无法模拟平波电抗器运行中的实际电流进行振动测量,因此,如果规定需进行振动测 量,则经制造单位与用户协商后,可在安装现场进行此项试验 11.2保证的振动水平 保证的振动水平应以订货时规定的额定直流电流和额定谐波电流为基准 测量的结果用振动波主 波峰的高度来表示 11.3现场的振动水平 在安装现场做试验之前,需就以下各项取得一致意见 当额定直流电流工况与最高连续运行电流工况不一致时,应明确进行试验的工况 a b)测量位置和测量方法(一般是在油箱的四个侧面并取足够的测量点求得平均值). 12试验 12.1概述 有关例行试验,型式试验和特殊试验的一般要求按GB1094.1一1996中10.1的规定 12.2试验项目 12.2.1例行试验 下列试验应在所有的平波电抗器上进行,但不必依次遵循下述顺序 绕组直流电阻测量(按GB1094.1); 增量电感测量(按12.3); 绝缘油试验(按GB/T17623一1998); 操作冲击试验(按12.5.1); 雷电全波冲击试验(按12.5.2); 包括局部放电测量和声波探测测量的外施直流电压耐受试验(按12.5.3); 包括局部放电测量的极性反转试验(按12.5.4) 外施交流电压耐受试验和局部放电测量(按12.5.5); 绝缘电阻测量(按GB1094.1); 铁心绝缘(如果有)及其相关绝缘的试验(按GB1094.1); 绕组的绝缘介质损耗因数(tan)和电容量测量; 油箱压力与真空试验; 辅助回路绝缘试验 应在上述试验过程的开始、中途和结束时分别抽取供分析用的油样 在试验过程中途的油样抽取 应在用户与制造单位协商一致的一些重要试验项目做完后进行 应先对试验过程开始和试验过程结束 时所抽取的油样进行分析 如果油样分析检测结果有差异,则还要对中途抽取的油样进行分析 12.2.2型式试验 型式试验应在每种型式的平波电抗器中的一台上进行,但不必依次遵循下述顺序 -雷电截波冲击试验(按12.5.2); 温升试验(按12.6)
GB/20836一2007 12.2.3特殊试验 用户在定合同前,应与制造单位共同协商、选择下列试验项目中需做的试验项目及试验方法,但不 必依次遵循下述顺序 -负载电流试验(按12.7); -声级测定(按12.8); -冷却设备的声级测定(按12.8); -振动测量; 高频阻抗测量(按12.9); -损耗测量(按12.4); -冷却设备吸取功率测量 12.3增量电感测量 增量电感测量按GB/T10229-1988的规定进行,也可采用其他方法测量,但应在签订合同时由用 户与制造单位协商确定 损耗测量 12.4 由于制造单位无法模拟平波电抗器运行中的实际电流进行损耗测量,因此允许采用等效计算的方 法,损耗计算方法按第8章的规定,但等效计算的方法需经用户与制造单位共同认可 12.5绝缘试验 绝缘试验的目的是为了确认平波电抗器是否按规定的绕组绝缘要求进行设计和制造 绝缘试验应 按下述顺序进行 12.5.1操作冲击试验 操作冲击试验按GB094.3的规定 当操作冲击试验电压施加于绕组时,绕组的两个端子应连接在一起,操作冲击试验电压应施加于绕 组与地之间 本标准不要求在绕组两端之间进行操作冲击试验 12.5.2雷电冲击试验 雷电冲击试验按GB1094.3的规定 试验方法如下 应依次对绕组的每个端子施加冲击波,另一端子直接接地 雷电冲击试验电压为GB1094.3 规定的通过绕组两端的值 如果规定了绕组对地的绝缘水平与绕组两端的绝缘水平不同,则雷电冲击试验方法需经用户 与制造单位协商一致 可以考虑将绕组非被试端子通过一个适当的电阻接地 此电阻的选择 应使受冲击的端子上出现所要求的对地电压值的同时,绕组两端也能得到所需要的试验电压 值 本试验应在绕组的每个端子上进行 对于绕组对地和绕组两端具有相同的雷电冲击水平的绕组,只需做第一种试验 12.5.3外施直流电压耐受试验 12.5.3.1平波电抗器的试验温度 在外施直流电压耐受试验中,油温应为10C~30C 试验时应将绕组的两个端子连接在一起,试 验电压应施加于绕组与地之间,并为正极性 12.5.3.2试验程序 所有套管端子应在试验开始前至少接地2h,不允许对平波电抗器的绝缘结构预先施加较低的电 压 试验电压应在1min内升至规定的水平并保持120min,此后,电压应在1min内降低至零 在整个外施直流电压耐受试验过程中,应进行局部放电量测量 直流耐压试验结束后,应进行充分的放电 否则,绝缘结构件中可能有相当多的残余电荷,对以后 的局部放电测量可能会有影响 注:推荐使用能对局部放电进行探测和定位的仪器,特别是能对平波电抗器内部的局部放电和试验线路上的局部
GB/T20836一2007 放电加以区分的仪器 12.5.3.3验收准则 局部放电测量按GB1094.32003附录A的适用部分进行,测量仪器按GB/T73542003的 规定 如果在试验的最后30min内,记录到不小于2000pC的脉冲数不超过30个,且在试验的最后 10nmin内,记录到不小于2000pC的脉冲数不超过10个,则应认为此试验结果通过验收,不需要继续 进行局部放电试验 如果此条件未满足,则可以将试验延长30min 延长30min的试验只允许进行一次,当在此30min内不小于2000pC的脉冲数不超过30个,且 在最后10min内不小于2000pC的脉冲数不超过10个,则应认为该项试验合格 局部放电测量是非破坏性的试验 当测量结果与验收准则不符,但没有发生击穿时,不应立即拒收 被试产品,而应由用户与制造单位就进一步采取的措施进行协商 12.5.4极性反转试验 12.5.4.1平波电抗器试验温度 在极性反转试验中,油温应为10C30C 试验电压应施加在连接在一起的两个端子与地之间 12.5.4.2试验程序 应采用如图1所示的双极性反转试验 90min + 一Un 90min 45mir 图1双极性反转试验的电压变化图 所有套管端子应在试验开始前至少接地2h,不允许对平波电抗器的绝缘结构预先施加较低的电 压 试验应进行两次极性反转 试验的顺序应包括施加负极性直流电压90min,然后施加正极性直流 电压90min,最后再施加负极性直流电压45min 每次电压极性反转均应在2min内完成 当电压达 到100%试验值时,极性反转结束 在整个外施直流电压耐受试验过程中,应进行局部放电量测量 极性反转试验结束后,应进行充分的放电 否则,绝缘结构件中可能有相当多的残余电荷,对以后 的局部放电测量可能会有影响 注:推荐使用能对局部放电进行探测和定位的仪器,特别是能对平波电抗器内部的局部放电和试验线路上的局部 放电加以区分的仪器 12.5.4.3验收准则 局部放电测量应按GB1094.3一2003附录A的适用部分进行,测量仪器按GB/T7354一2003的 规定 如果在每次极性反转后的30min内,记录到不小于2000pC的脉冲数不超过30个,且在每次极性 反转的最后10min内,记录到不小于2000pC的脉冲数不超过10个,则应认为此试验结果通过验收 不需要再进行极性反转试验 因为在直流电压变化期间出现的某些放电现象均属正常,故在试验开始 后的第一个5min期间、极性反转期间及随后的第一个5 5min期间所记录的局部放电量应忽略不计 不过,在此期间应测量和记录500pC及以上的放电脉冲,以供参考
GB/T20836一2007 局部放电测量是非破坏性的试验 当测量结果与验收准则不符,但没有发生击穿时,不应立即拒收 被试产品,而应由用户与制造单位就进一步采取的措施进行协商 12.5.5外施交流电压耐受试验 试验应采用50Hz或60Ha的频率 试验时绕组的两个端子应连接在一起,试验电压应施加于绕 组与地之间,试验时间为1h 局部放电测量按GB1094.3一2003附录A的适用部分进行,测量仪器按GB/T7354一2003的 规定 注:推荐使用能对局部放电进行探测和定位的仪器,特别是能对平波电抗器内部的局部放电和试验线路上的局部 放电加以区分的仪器 允许的局部放电量最大值应不超过500pC 局部放电测量是非破坏性的试验 当测量结果与验收准则不符,但没有发生击穿时,不应立即拒绝 该试品,而应由用户与制造单位就进一步的措施进行协商 具体采取的措施见GB1094.3一2003附录 A的规定 12.6温升试验 如果不另行规定,应按GB1094.2来确定温升特性 对于平波电抗器,在确定(通过计算和试验)其油、绕组和其他金属结构件在平波电抗器运行时的温 度时,应考虑谐波电流的影响 试验的目的为 -确定顶层油温升; 确定绕组温升 应对GB1094.2所规定的油浸式变压器试验程序做如下修改 应按第8章计算的总损耗来确定稳态条件下的顶层油温升 试验中施加的直流电流等于平波电抗 器的等效直流电流,其计算公式如下 -、" I 如果试验设备受到限制,可以将施加的功率损耗降低至不低于规定值的80%(见GB1094.2) 试 验终了时,应对本试验所确定的温升值进行校正 顶层油温升确定后,接着用与额定运行条件下绕组损耗等效的直流电流继续进行试验 这种条件 应在绕组中持续1h,在此期间应测量油和冷却介质的温度 试验终了时,应测定绕组的温升 与额定运行条件下绕组损耗等效的直流电流l的计算公式如下: h-"" 亦可参考GB1094.2 关于试验的程序,见GB1094.2一1996的5.2和5.6;关于油箱各部位温度 监测,见GB1094.2一1996的B.4;关于测量程序,见GB1094.2一1996的C.2和C.3;关于油中气体分 析,见GB1094.2一1996的C.4 负载电流试验 为了验证平波电抗器的载流能力,应施加按第8章计算出的总运行损耗进行负载电流试验 试验 持续时间应不少于12h 应通过对油中溶解气体的色谱分析来检测可能出现的过热和异常温度 如 果进行了温升试验,则负载电流试验可不必进行 12.8平波电抗器的声级测定 平波电抗器的声级测定程序按GB/T1094.10的规定 12.9高频阻抗测量 如有要求,应通过低压测量来确定平波电抗器的高频阻抗 试验按GB/T10229一1988的规定
GB/T20836一2007 13平波电抗器的超铭牌负载 如果未与制造单位协商,平波电抗器不允许在超过铭牌规定的额定负载值下运行 注，平波电抗器一般是为特殊设施而设计的,如果换流站运行的工况高于其额定容量,则需要进行详细的发热研 究,以确定所有受影响的终端设备的能力 14套管 套管一般应按IEC62199;2004的规定,或者,在缺乏适合的标准时,应由制造单位与用户就直流套 管的试验程序进行协商 套管应能承受下列试验电压 -对于外施直流耐受电压试验,试验电压为1.15U; 对于极性反转试验,试验电压为1.15U 在这些试验中,应将套管安装于能得到与运行中出现的电气作用强度条件相似或相同的结构件上 铭牌 5 每台电抗器均应设有铭牌 铭牌的材料应不受气候影响,并应固定在明显可见的位置 铭牌上所 标志的项目内容应清晰、牢固可采用蚀刻、雕刻、打印或光化学处理等方式) 下述项目应标志在铭 牌上 电抗器型号及名称 标准代号; -制造单位名称(包括国名); -出厂序号; -制造日期; 绝缘水平; 最高连续直流电压; -额定直流电流; -额定增量电感; 冷却方式; 顶层油温升和绕组平均温升限值; 总质量; 运输质量 绝缘油质量; -联接图