GBT 18494.2-2022 变流变压器 第2部分:高压直流输电用换流变压器.pdf

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GBT 18494.2-2022 变流变压器 第2部分:高压直流输电用换流变压器.pdf

如果换流变压器的任何部件(如:阀侧套管)伸人阀厅内,则除正常环境温度外,还应规定阀厅内的 最高温度。 注:根据所使用的技术,阅厅内的最高空气温度一般在40℃~60℃

流过换流变压器的电流含有各次谐波。直流偏磁电流也流经绕组。在询价时,用户应向制造 谐波成分及直流偏磁电流的大小。 最好根据一系列典型的工作条件列出谐波成分

除另有规定外,变压器应设计成既能作 整流运行用文能作逆变运行用

GB 15269.2-2011 雪茄烟 包装标识GB/T18494.22022

不同于5.2所述的条件被认为是非正 还需要对直流电流的来源进行 特殊考虑。

5.4高于额定值的变压器负载

任何超出额定容量的负载要求或在非额定条件下的负载要求应由用户规定。未经过向制造方咨 询,不能对换流变压器施加超出铭牌额定值以上的负载。使用整流阅(汞弧阀或闸流管)的高压直流换 流变压器在运行中的过负荷情况见附录A。 注:一般来说换流变压器是特殊设计的,要与阀和其他直流设备的性能相配合。如果变电站要在高于其额定条件 下运行,则需要进行详细的热性能研究,以确定所有相关的连接端设备的容量。变压器设计的详细内容以及在 基波和谐波电流下的容量将是所研究内容的一部分。

换流变压器的额定 正弦量来表示。保证的损耗、阻 级均应与额定参数值相对 1094.1

额定电压是相间(线间)电压基波分量的方均根值。 主:对于要联结成星接以形成三相变压器组的单相变压器,或者要接到三相系统中的线端和中性点之间的单相 压器,额定电压是指相间电压除以/3,例如:400//3kV

额定电流是在额定负载条件下,基波电流与第49次谐波及其之前的所有谐波电流平方 根,见式(1):

是变压器设计所依据的50Hz或60Hz的基波

I(49为要计算的最高次谐波)

三相额定容量是额定电压和额定电流乘积的V3倍,见式(2): S, =3 XU. X I (2

三相额定容量是额定电压和额定电流乘积的V3倍,见式(2): SR=/3 XU.XI. (2

换流变压器的总损耗应等于额定运行条件下的空

GB/T1094.1规定的偏差范围之内。 换流变压器损耗的标准参考温度应是GB/T1094.1的给出值之

换流变压器空载损耗和空载电流的测量与常规的交流电力变压器一样,均应按照GB/T1094 定进行。此值应是保证的空载损耗。 注:谐波电压和直流偏磁电流对空载损耗和空载电流有影响。但实际上与变压器的总损耗相比,此影响带来 差可以忽略。

7.3额定频率条件下的负载损耗

载损耗的测量方法应按照GB/T1094.1的规定

7.4运行条件下的负载损耗

流过换流变压器绕组的电流含有一定的谐波,谐波的大小与换流站的参数有关。运行中的实际负 损耗不能由一次单独的负载损耗测量值推导出。按照本文件,确定负载损耗的步骤包括两次负载损 的测量和有关损耗分布的一些假设以及一个专门的计算方法(见9.2)。 由于谐波的作用,确定运行中的实际负载损耗变得更加复杂。用户应明确地给出温升试验时的谐 频谱和将要计算负载损耗的谐波频谱。计算负载损耗的频谱可能与用于温升试验的频谱不同,后者 表最恶劣的运行条件。 为了确定运行条件下的损耗值,要做以下假设: 假设涡流损耗和杂散损耗与电流的平方成正比; 假设绕组涡流损耗与频率的2次方成正比,结构件中的杂散损耗与频率的0.8次方成正比。 涡流损耗和杂散损耗见式(3):

(2(对于绕组涡流损耗)

(2(对于绕组涡流损耗) [0.8(对于杂散损耗)

根据给定的谐波频谱,运行中的总负载损耗可按式(4)~式(8)计算 PN=ILNR+PwEIrX FwE+PsEIrX Fs

(5) (6) (7) (8)

(5) (6) (7) (8)

LN三,/I(49是计算的最高谐波次数)

或者,如果用户与制造方之间协商同意,F也可以参照附录B中给出的方法计

确定热点温度的程序应按照GB/T1094.2的规定 步的导则见GB/T1094.7。应注意:使月 该程序确定的热点温升可能与正常运行时得到的值 是因为在运行中由请波电流生产的附力

GB/T18494.22022

耗主要集中在绕组的端部,而试验时却更均匀地分布在整个绕组中。因此在相等的额定频率电流下,试 验中产生的热点温度可能低于换流变压器正常运行时的热点温度。为了部分地补偿这种差异,对于指 定的谐波分量要计算其涡流损耗附加系数,并且把它加到温升试验的电流中去。 注1:用光纤传感器测量绕组内部热点温升是可行的。考虑到在确定换流变压器热点温升方面存在的不确定性,光 纤传感器在测量换流变压器热点温升时的作用比在其他类型的变压器更有意义。 运行条件下的热点系数和相关的热点温度应由变压器制造方根据用户提供的谐波电流频谱来计 算。用户有责任保证所提供的电流频谱能代表实际运行条件。 注2:较大的谐波电流成分将会导致较大的热点系数。如果在变压器绕组温控器中使用这样的热点系数,即使变压 器绕组真正的温度比温控器计算出来的低,也会错误的报警或跳闸。 在设计审核阶段,制造方应说明在特定的换流器运行点和特殊的系统条件热点下,尤其是考到谐 波的影响,温升是如何计算出来的。根据此计算,制造方应明确换流变压器的每个绕组与运行条件相关 的热点系数。制造方应计算在温升试验中将要用到的热点系数。 在一个芯柱上有超过一个阀侧绕组的情况下,运行时的热点位置可能与额定频率下的温升试验中 的位置不同。更多内容参见GB/T18494.3。

表1中的例行试验应在所有的变压器上进行

表1中的型式试验应在每种型式变压器中的一台上进行。

用户与制造方协商的交接试验应在现场进行。

表1例行试验、型式试验和特殊试验

GB/T18494.2—2022

表1例行试验、型式试验和特殊试验(续)

GB/T18494.22022

8.2.1直流耐压试验

本试验不适用于不承受直流电压的绕组。

8.2.2极性反转试验

本试验不适用于不承受直流电压的绕组,或在运行中不承受电压极性反转的变压器。

8.2.3阀侧绕组的外施交流耐压试验

本试验不适用于不承受直流电压的绕组。这种情况下应按照GB/T1094.3进行外施 试验。

8.3绝缘试验电压水平

线端、绕组和中性点的绝缘水平应按照GB/T1094.3的规定。 应注意传递到阀侧绕组上的电压不能超过阀侧绕组所规定的操作冲击水平。

用户应规定每个绕组端子对 绝缘水平宜相互配合, 个足够的裕度

8.3.2.2雷电冲击水平

应规定阀侧绕组每一端子对地及绕组两端之间的雷电冲击水平。 注1:绕组两端之间的雷电冲击水平可能与给出的每一端子对地水平不同,与系统研究有关。 如果变压器的雷电全波冲击水平大于750kV,则需要做截波冲击试验。截波冲击试验电压应是雷 电全波冲击水平的1.1倍。 注2.GB/T1094.3要求在U.>170kV的绕组上进行截波冲击试验,这与冲击水平大于750kV相对应

应规定阀侧绕组每一端子对地及绕组两端之间的雷电冲击水平。 注1:绕组两端之间的雷电冲击水平可能与给出的每一端子对地水平不同,与系统研究有关。 如果变压器的雷电全波冲击水平大于750kV,则需要做截波冲击试验。截波冲击试验电压应是雷 电全波冲击水平的1.1倍。 注2.GB/T1094.3要求在U.>170kV的绕组上进行截波冲击试验,这与冲击水平大于750kV相对应

8.3.2.3操作冲击水平

应规定阀侧绕组每一端子对地的操作冲击水平。 在网侧绕组试验过程中,阀侧绕组承受一个传递操作冲击。重要的是,在阀侧绕组和套管的设计 中,要考虑网侧绕组在操作冲击试验过程中传递给阀侧绕组的电压。 注:操作冲击水平和试验对阀侧绕组很重要,即使电压水平比通常加在交流变压器上的操作冲击电压还低。这是 因为对于一些高压换流变压器,操作冲击水平可能与雷电冲击水平很接近,例如:背靠背方案。

应规定阀侧绕组每一端子对地的操作冲击水平。 在网侧绕组试验过程中,阀侧绕组承受一个传递操作冲击。重要的是,在阀侧绕组和套管的设计 中,要考虑网侧绕组在操作冲击试验过程中传递给阀侧绕组的电压。 注:操作冲击水平和试验对阀侧绕组很重要,即使电压水平比通常加在交流变压器上的操作冲击电压还低。这是 因为对于一些高压换流变压器,操作冲击水平可能与雷电冲击水平很接近,例如:背靠背方案。

8.3.2.4直流电压水平

8.3.2.5极性反转电压水平

阀侧绕组的所有端子均应进行带有局部放电测量的交流外施电压试验。 试验电压应按式(11)计算:

8.4带有局部放电测量的感应电压水平

9.1.1 适用的试验

修改的内容外,表1中列出的试验应按照GB/T

绝缘试验应在负载损耗试验和温升试验之后进行(如果适用)。带有局部放电测量的感应电压试验 应作为换流变压器最后进行的绝缘试验项目

在正常的户内试验室条件下,所有例行绝缘试验均宜在与其他例行试验相同的环境温度条件下 进行。 也可以接受在其他温度下进行试验,但用户与制造方之间应达成协议。 注:在直流外施耐压试验和极性反转试验中,沿着绝缘结构的直流电压梯度与温度有关,因此能显著地影响试验 结果。

当有必要验证变压器,包括套管和端子霜的空气绝缘距离时,做绝缘试验前应把它们装配到变压器 上,但不必安装那些不影响绝缘试验的部件,例如:散热器和控制柜。除最终用户另有要求外,套管应与 变压器一起通过变压器试验后再提供给用户

充变压器与气体绝缘设备

代替。在正常制造偏差范围内,在变压器内部替代套管的带电部分绝缘距离和位置应与那些运行的套

变压器设计前确定的合适布置方案来进行。

负载损耗和短路阻抗的测量应在正弦波电流下进行。为了确定运行条件下的损耗,要求进行两次 损耗测量。第一次是在额定频率下进行,第二次是在不低于150Hz的某一频率下进行。然后根据这些 测量结果来进行下述计算: 一推算绕组内、外附加杂散损耗的分布值; 一推算运行中的负载损耗, 负载损耗和短路阻抗的测量方法应按GB/T1094.1的规定。令额定频率下的电流值等于额定电 流值,频率更高时的电流值为10%~50%的额定电流值。通过这两种频率下的测量,就有可能把附加 损耗分解为两部分,其中一部分与绕组中的涡流损耗有关,另一部分与结构件中的杂散损耗有关。 对于例行试验,测量应在主分接、最大分接和最小分接位置进行。 作为特殊试验,所有分接位置的负载损耗和短路阻抗应在降低的电流水平下测量。选择试验电流 时应使绕组的温度在测量中不要升高太多,因为它能显著地影响绕组的电阻。通常使用额定电流值的 20%~30%。 对于三绕组变压器,测量时两个阀侧绕组均应处于短接状态。损耗的保证值是根据此测量值确定 的。另外,还要进行两次损耗和短路阻抗的测量,每次基波电流只流过一个阀侧绕组。 注,当绕组电流中的谐波电流高出额定电流10%时,各热散损耗分量之间的比例可以假设为常数,

在两次不同频率f,和f、及其对应的电流I,和I,下测得的负载损耗,如果以P和P,表示, (12)式(13);

式(12)和式(13)可对两个涡流损耗分量PwEI和PsE1进行估算。 用第7章中规定的计算规则,可以推算出实际运行负载损耗。 总运行损耗等于空载损耗与推算出的运行负载损耗之和,

PI,=RI?+ P、 P,=RI+()() PweI: +()"() Psel

如果对网侧绕组规定了操作冲击试验时,则应按GB/T1094.3,在规定的峰值电压下进行试验。阀 侧绕组应设计成能承受由网侧操作冲击试验产生的感应电压。试验时应选择分接位置,使阀侧绕组上 出现的试验电压尽量接近阀侧绕组规定的操作冲击水平

9.4阀侧绕组的外施操作冲击试验

当操作冲击试验电压施加于阀侧绕组时,被试绕组各端子应连接在一起,并且操作冲击电压应施 组与地之间。非被试绕组的端子应接地,

雷电冲击试验程序应按照GB/T

GB/T18494.22022

武验一个端子。 对于阀侧绕组,可用以下两种方法之一进行试验。 一如果规定了绕组对地的绝缘水平与该绕组端子间的绝缘水平相同,则应在绕组的每个端子施 加冲击波,另一个端子应直接接地。雷电冲击水平是根据系统研究得来并由用户给出。 如果规定了绕组对地的绝缘水平与该绕组端子间的绝缘水平不同,则可以考虑将绕组的非被 试端子通过一个合适的电阻接地。此电阻的选择应使绕组两端能达到所需要的试验电压值, 同时施加冲击的端子对地电压也达到要求值。本试验应在绕组的每个端子上进行。 当对换流变压器阀侧绕组进行冲击试验时,所有其他端子都应直接接地。 对于并非所有端子均通过油箱或箱盖引出的绕组,其雷电冲击试验应由用户与制造方协商确定

9.6.1变压器试验温度

在直流耐压试验中,换流变压器的油温应为20℃士10℃。 注:如果很难达到要求的温度,例如在很热的地区进行试验,则用户与制造方可以协商接受在较高温度下 试验,

非被试端子应直接接地。试验过程中不转动油泵。不准许预先施加较低的电压对换流变压器绝缘 结构进行预处理。试验电压应在1min内升至规定的电压并维持120min,此后电压应在1min或更短 的时间内降低至零。 在整个直流耐压试验过程中应测量局部放电量。 注1:直流耐压试验中,在换流变压器油箱上安装超声传感器可有助于区分内部放电还是外部放电。也可使用其他 探测方法。 注2:直流耐压试验完成后,绝缘结构内有相当多的电荷。如果没有适当的预防措施则将很危险,因此需经过充分 的放电,否则将会影响到之后的局部放电测量结果,

局部放电测量方法应按照GB/T1094.3一2017中附录F的适用部分进行,测量仪器应按照 GB/T7354的规定。在整个直流耐压试验中都要监测局部放电水平。 如果没有破坏性放电,并且测得的局部放电水平在以下给出的范围内,则试验被视为合格。 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 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,不需要继续 进行局部放电测量。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内的不小于2000pC的脉冲数不超过30个, 且在最后10min内的不小于2000pC的脉冲数不超过10个,则应认为该项试验合格。 如果没有发生破坏性放电,则试验是非破坏性的。当局部放电不满足要求时,用户不应立即拒收试 品,而应与制造方对下一步的检查和研究工作进行协商。

GB/T18494.22022

如果在换流变压器运行中不经受极性反转,则本试验不适月

9.7.2变压器试验温度

在极性反转试验中,换流变压器的油温应为20℃士10℃。 注:如果很难达到要求的温度,例如在很热的地区进行试验,则用户与制造方可以协商接受在较高温度下进行 试验。

试端子应直接接地。应采用如图1所示的双极性

图1双极性反转试验的电压图形

试验过程中不转动油泵。不准许预先施加较低的电压对换流变压器绝缘结构进行预处理。试验应 进行两次极性反转。试验的顺序应包括施加负极性电压90min,然后施加正极性电压90min,最后再 施加负极性电压45min。每次电压从一个极性向另一个极性反转要在2min内完成。在电压反转过程 中直流发生器可能需要接地。反转过程中的接地应限制在试验设备要求的最短时间内。应在整个试验 过程中监测局部放电水平。 注1:极性反转试验中,在换流变压器油箱上安装超声传感器可有助于区分内部放电还是外部放电。也可使用其他 探测方法。 注2:直流反转试验完成后,绝缘结构内有相当多的电荷。如果没有适当的预防措施则将很危险,因此需经过充分 的放电,否则将会影响到之后的局部放电测量结果

中附录F的适用部分进行,测量 GB/T7354的规定。在整个极性反转试验中都要监测局部放电水平

GB/T18494.2—2022

如果没有破坏性放电,并且测得的局部放电水平在以下给出的范围内,则试验被视为合格。 如果在每次反转完成后的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。 当电压达到100%的试验值时,极性反转完成。 如果没有发生破坏性放电,则试验是非破坏性的。当局部放电不满足要求时,用户不应立即拒收试 品,而应与制造方对下一步的检查和研究工作进行协商

9.8阀侧绕组的外施交流耐压试验

端子均应接地。 局部放电测量应按照GB/T1094.3一2017中附录F的适用部分进行,测量仪器应按照GB/T7354 的规定。 试验持续时间为1h。 注:外施交流耐压试验中,在换流变压器油箱上安装超声传感器可有助于区分内部放电还是外部放电。也可使用 其他探测方法。

如果满足以下所有要求,则试验被视为合格: 试验电压不发生突然下降; 记录的1h局部放电水平均不超过250pC; 在1h内测得的局部放电水平没有呈现上升趋势,在试验的最后20min内局部放电水平没有 突然持续增长; 在1h内测得的局部放电水平增量不超过50pC。 试验不合格后要采取措施的建议见GB/T1094.3一2017的附录F。 注:验收标准从上一版标准的500pC降到250pC,新的验收标准与GB/T1094.3一2017一致,

如果满足以下所有要求,则试验被视为合格: 试验电压不发生突然下降; 记录的1h局部放电水平均不超过250pC; 在1h内测得的局部放电水平没有呈现上升趋势,在试验的最后20min内局部放电水平没有 突然持续增长; 在1h内测得的局部放电水平增量不超过50pC。 试验不合格后要采取措施的建议见GB/T1094.3一2017的附录F。 注:验收标准从上一版标准的500pC降到250pC,新的验收标准与GB/T1094.3一2017一致

9.9网侧绕组的外施交流耐压试验

网侧绕组的外施交流耐压试验应按照GB/T1094.3的规定。

网侧绕组的外施交流耐压试验应按照GB/T1094.3的规定,

9.10带有局部放电测量的感应电压试验

应按照GB/T1094.3进行带有局部放电测量的感应电压试验,但不包括以下给出的局部放电限 值。试验水平应依据网侧绕组的电压水平。 在感应电压试验中,要注意由超声探测仪探测到的单个随机高幅值放电脉冲。如果局部放电水平 不小于2000pC的放电脉冲数每分钟超过一次,则变压器宜按下述的注中所述进行一次预处理。除了 局部放电要求外,当局部放电水平小于250pC并且高幅值放电脉冲(大于2000pC)速率每分钟不大于 次时,则试验被视为合格,不需要做更多的感应电压试验。在其他情况下需要重复感应电压试验。 注:在感应电压试验中,使用超声探测法能检测出直流电荷放电产生的一些随机高幅值(大于1000pC)的放电脉 冲。即使经过长时间(24h)接地,也不可能将换流变压器在直流电压耐受试验中在变压器绝缘内所产生的残余

GB/T 33089-2016 化学试剂 N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐GB/T18494.22022

的1.1U.电压(网侧绕组)至少1h.以消除残余直流电荷

9.11油泵运行时的感应电压试验

如果用户有要求,则使用油泵做油导向冷却(OD)结构的变压器,要启动冷却系统的油泵做额外的 感应电压试验。 除非另有规定,试验方法及验收标准都应与9.10的常规感应电压试验相同,但不包括增强电压下 的试验。 如果制造方与用户达成一致,则此试验可以替代9.10中的感应电压试验,但此时,应包括增强电压 下的试验。

如果不另行规定,则应按照GB/T1094.2来确定温升特性。 对于换流变压器,在确定(通过计算和试验)其油、绕组和其他金属结构件在变压器运行时的温度 时,应考虑谐波电流的影响。 试验目的为: 确定顶层油温升; 确定绕组温升; 确定油箱表面温升

MH/T 1020-2013 锂电池航空运输规范I X R + P wa. + P seir

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