1、I臼29.240K 41 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 24843-2009 1 000 kV单相油浸式自辑电力变压器技术规范Technical specification of 1 000 kV single phase oiHmmersed auto严transformer2009-11-30发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2010-05同01实施发布GB/Z 24843-2009 自次前言I引言. II l 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 使用条件.25 性能参数.3 6 结构要求.5 7 试验.6 8 标志、包装和运输.
2、. . . . . . 10 附录A(资料性附录典型1000kV单相泊浸式自绢变压器结构原理简介.11附录B(资料性附录)高压线端长时感应电压试验(ACLD)和中压线端短时感应耐压试验(ACSD)说明.12 附录C(资料性附录各国特高压变压器绕组额定绝缘水平比较.14GB/Z 24843-2009 前言本指导性技术文件的附录A、附录B、附录C为资料性附录。本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由中国电力企业联合会归口。本指导性技术文件由特高压交流输电标准化技术工作委员会、中国电力科学研究院负责解释。本指导性技术文件负责起草单位=国家电网公司、中国电力科学研究院.本指导性技术
3、文件参加起草单位2留网电力科学研究皖、沈阳变压器研究院、特变电工沈阳变压器集团有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、西安西电变压器有限责任公司。本指导性技术文件主要起草人:舒印彪、李光范、朱英治、:X1J泽洪、傅锡年、王绍武、凌憨、胡惠然、王梦云、万达、王晓宁、李金忠。本指导性技术文件参加起草人z钟俊涛、张喜乐、传龙、李博、伍志荣、孙树波、刘东升、谢庆峰、张书琦、王宁华、赵志刚、郭惠浩。I G/Z 24843-2009 5 1 言本指导性技术文件是结合我国1000kV特高压交流输电工程的设备制造，工程建设和运行经验为基础宿制定的。制定本指导性技术文件，为规范1000 kV单相泊浸式自藕电力变
4、压器的性能参数、结梅要求、试验及标志、包装和运输等方面提供技术指导，对保证1000kV单相油浸式自精电力变压器的安全可靠运行具有重要意义。E GB!Z 24843-2009 1 范围1 000 kV单相油浸式自糯电力变压器技术规范本指导性技术文件规定了1000kV单柏油浸式自稿电力变压器的性能参数、结构要求、试验及标志、包装和运输等方面的要求。本指导性技术文件适用于1000kV级，额定容量为1000MVA和1500MVA的单相油浸式自糯电力变压器。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。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
5、)或修订版均不适用于本指导性技术文件，然而，鼓励根据本指导性技术文件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指导性技术文件。GB 1094.1 电力变压器第1部分z总则(GB1094.1-1996 , eqv IEC 60076-1:1993) GB 1094.2电力变压器第2部分:温升(GB1094. 2-1996 , eqv IEC 60076-2: 1993) GB 1094. 3-2003 电力变压器第3部分2绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(IEC60076-3: 2000 , MOD) GB/T 1094.4 电力变压器第4部分E
6、电力变压器和电抗器的雷电冲击试验和操作冲击试验导则(GB!T1094. 4-2005 ,IEC 60076-4:2002,MOD) GB 1094.5 电力变压器第5部分E承受短路的能力(GB1094. 5-2008 , IEC 60076-5: 2006 , MOD) GB!T 1094.7 电力变压器第7部分z泊浸式电力变压器负载导则(GB!T1094. 7-2008 , IEC 60076-7: 2005 ,MOD) GB!T 1094.10 电力变压器第10部分s声级测定(GB!T1094. 10-2003 , IEC 60076-10:2001, MOD) GB 2536 变压器汹(
7、GB2536-1990, eqv IEC 60296:1982) GB/T 5273 变压器、高压电器和套管的接线端子(GB/T5273-1985 , neq IEC 60518: 1975) GB/T 2900. 15 电工术语变压器、互感器、调压器和电抗器(GB/T2900. 15-1997 , neq IEC 60050(421) : 1990、IEC60050(321): 1986) 3 术语和定义GB 1094.1和GB!T2900. 15中所确立的及下列术语和定义适用于本指导性技术文件。3. 1 主体变压器main part of transformer 1 000 kV单柏油浸式
8、自糯电力变压器采用变压器本体部分与调压补偿部分分箱布置时变压器的本体部分。l GB/Z 24843-2009 3.2 调压补偿变压器voltage regulating and compensating part of the transformer 与主体变压器分箱布置的变压器的调压补偿部分。补偿变压器的作用是在中性点调压过程中减小变压器第三绕组的电压波动。3.3 整体试验integrated test 把主体变压器和调压补偿变压器连接后进行的试验。3.4 3.5 3.6 主体变压器试验单独对主体变压器进行的调压补偿变压器试验单独对调压补偿变直流偏磁电流因直流输电单电流。4 使用条件4. 1
9、 正常使用条本指导性技4. 1. 1 海拔不超4. 1. 2 环境温度g最高气温z最热月平均温度1最高年平均温度2最低气温=4. 1. 3 最大日照强度不4. 1. 4 最大风速不超过34际安装高度折算。飞4. 1.5 月平均相对湿度不超过95%4. 1. 6 覆冰厚度不超过20mmo 4. 1. 7 耐地震能力:地面水平加速度:3 m/s 地面垂直加速度:1. 5 m/s 4. 1. 8 污秽等级应不超过E级。4.2 特殊使用条件e transformer 中性点的直流特殊使用条件下，1000kV单相油浸式自藕电力变压器的额定值和试验规则等另有规定(但不仅限于以下): a) 在较高环境温度或
10、高海拔环境下的温升和冷却按GB1094.2的规定;2 GB/Z 24843-2009 b) 在高海拔环境下的外绝缘按GB1094.3和GB/T1094.4的规定，c) 特殊地区参照国家有关标准。其他需要满足4.1规定的正常使用条件之外的特殊使用条件，应在询价和订货时说明。4.3 系统参数系统主要参数如下za) 系统标称电压高压，1000kV 中压，500kV 低压，110kV b) 系统最高运行电压高压，1100kV 中压，550kV 低压，126kV c) 系统额定频率额定频率，50Hz d) 中性点接地方式高中压侧系统中性点直接接地，110kV但tl不与外部电网连接.e) 系统短路电流1
11、000 kVj则，50kA 500 kVmU3 kA 110 kV但tl，40kA 注在询价和订货时，用户提出可能的直流偏磁电流数值，制造厂在设计、制造上应考虑可能通过变压器的直流偏磁电流对其运行的影响。5 性能参数5. 1 基本参数变压器型式为单相、三绕组、油浸式自糯电力变压器，调压方式为中性点无励磁满压(典型1000kV 单柏油浸式自精变压器结构原理简介见附录A)。额定容量、电压组合、分接范围、联结组标号、冷却方式、耐热等级及短路阻抗应符合表l的规定。表1单相泊浸式自藕电力变压器基本参数电压组合及分接范围冷却方式额定容盘联结组额定分接MVA 高压额定电压中压/kV低压额定标号主体变调压补偿
12、短路也抗kV 电压/kV压器变压器% 额定电压分接范围1 000 515/-13 OFAF或1 050/-13 520/-13 土4X1.25%IaOiO ODAF 离中110 ONAN 18% 1500 525/疗a额定分接短路阪抗a阻抗值在询价和订货时确定.5.2 变压器绕组额定绝缘水平变压器绕组的额定绝缘水平见表203 GB/Z 24843-2009 表2变压器绕组额定绝缘水平额定雷电冲击耐受电压峰值)额定操作冲击耐受电压绕组全波高压2250 中压1550 低压650 中性点325 5.3 温升限值三侧同时满负载时a) 顶层油温升:55b) 绕组平均温升c) 绕组热点d) 铁芯和e) 5
13、. 8 噪声水平额定电压和额定负压时，冷却设备和油水平按照GB/T1094.10 5.9 过负载能力5.9. 1 变压器过负载曲线截波峰值2400 1800 1 675 1 175 750 a) 负载能力计算方法具体按照GB/T1094.7的相关要求进行。b) 计算条件并满足z单位为千伏额定短时感应或外施耐受电压(方均根值1 100(5 min) 630 (1 min) 275 (1 min) 140 (1 min) 15%。8%。附录A迸2m处，或额定电大于75dB(A噪声1) 环境温度按40C，且认为在过负载期间环境温度不变，线圈热点温度不超过140C; D 起始负载为额定负载，且各部位温
14、升已达到稳定值;3) 每一个过负载状况是单独出现，不考虑一种过负载状况与另一种过负载状况的迭加;。其余热特性参数按照GB/T1094.7的规定。5.9.2 冷却器运行工况制造厂提供变压器允许持续载荷与运行冷却装置数量伺关系的计算报告，计算条件z各绕组满负载4 GB;Z 24843-2009 联合运行，最小分接.变压器允许持续载荷与运行冷却装置数最间关系需厂家提供.5. 10 承受短路的能力变压器及其组件和附件应设计制造成能够承受外部短路的热和动稳定效应而元损伤，具体按照GB 1094.5的相关要求进行。5. 11 工频电压升高时的运行持续时间在额定频率下工频电压升高时的允许运行持续时间应符合表
15、3的要求.表3工频电压升高时的运行持续时间工频电压升高倍数(相-地1. 05 1. 10 1. 25 持续时间持续80%额定容盘下持续，100%额定容盘下20min 20 s 注工频电压升高倍数为实际承受电压与运行分接头的额定电压之比乘以额定频率与实际频率之比.5. 12 励磁特性制造厂应提供100%、105%、110%情况下激磁电流的各次谐波分盏，并按50%115%额定电压下空载电流测试结果提供励磁特性曲线。5. 13 变压器的预期寿命变压器在规定的工作条件和负载条件下运行，预期寿命应不低于30年回6 结构要求6. 1 总体要求当变压器采用主体变压器与调压补偿变压器分箱布景时，制造厂负责其两
16、者之间的连接。6.2 变压器绕组及绝缘6.2. 1 绕组有足够的换位，以使附加损耗降到最低。绕组有良好的冷却，使温度沿绕组均匀分布。6.2.2 变压器全部绕组均采用铜导线，公共绕组和低压绕组采用自粘性导线，其他绕组可根据承受短路能力校验选用。变压器结构、绝缘材料性能、导线R回2值应与各绕组承受短路时的机械力相符，并有一定的安全裕度。6.2.3 变压器主纵绝缘和引线绝缘等采用合理的绝缘结构和优良的绝缘材料，确保足够的强度。6.2.4 绕组绕制、套装、压紧应有严格的紧国工艺措施，寻|线应有足够的支撑，使器身形成紧圆的整体，具有足够的承受短路的能力。6.2.5 采取有效措施，防止变压器器身结构件的局
17、部过热。6.3 油箱及储油柜6.3. 1 油箱屏蔽应有可靠的电气连接。6.3.2 变压器主体泊箱的机械强度应承受住真空度13.3Pa和正压0.12MPa的机械强度试验而不得损伤和出现不允许的永久变形。6.3.3 为使气体易于汇集在气体继电器内，要求升高座的联管、变压器与储泊柜的联管和水平面有约1.旷的升高坡度。气体继电器的气量引至地面可采集。6.3.4 油箱高压出线结构对地之间应有机械支撑点。6.4 无励磁分接开关6.4. 1 额定调压范围.:1:5%或与用户协商。6.4.2 性能要求z分接开关长期载流的触头，在1.2倍额定电流下，对变压器泊的稳定温升不超过15 K. 6.5 冷却系统为减小池
18、流静电的影响推荐主体变压器采用强迫油循环风冷COFAF)冷却方式，冷却装置采用低GB/Z 24843-2009 噪声风扇，在满足满负载冷却需要外，应有一组备用。6.6 1 000 kV套管6.6. 1 型式及绝缘水平采用1000kV油浸纸电容式套管，其额定绝缘水平见表4。表4变压器套管额定绝缘水平单位为千伏绕组雷电全波冲击耐受电压(峰值全波| 裁波操作忡击耐受电压!短时工频耐受电压(峰值)I (方均根值高压2400 2760 1950 1 200(5 min) 6.6.2 局部放电水平局部放电试验应在套管出厂时单独进行，套管的视在放电量在1.5XUm/!3电压下不大于10pC, 在1.05 X
19、Urn/!3电压下不大于5pC。在局部放电测量:电压下不应有电晕现象。6.6.3 爬电比距爬电比距不小于25mm/kV, 6.6.4 端子的允许荷载变压器套管端子的允许荷载不小子表5中的规定值。表5变压器套管端子允许荷载套管位置高压侧横向水平方向2500 轴向水平方向4000 单位为牛顿垂直方向2500 静态安全系数不小于2.75，动态下的安全系数不小于1.67。变压器套管端子型式和尺寸应满足GB/T 5273标准中的有关规定。6.7 绝缘泊6.7. 1 绝缘油性能变压器的绝缘油应满足GB2536规定的环;境基油要求。6.7.2 绝缘泊中颗粒含量过滤以后的泊中直径大于5m的颗粒不多于1000个
20、/100mL, 6.7.3 绝缘泊中溶解气体泊中应元乙;快，氢和总短含量小于10L/L，6.8 其他组、部件根据用户需要确定。6.9 铭牌铭牌应有主体变压器与调压补偿变压器的连接图，其他要求应符合GB1094.1的相关规定.7 试验7. 1 基本要求变压器在分别对主体变压器和调压补偿变压器进行试验后，将主体变压器和调压补偿变压器相连，进行整体试验。1 000 kV变压器应按照GB1094和本指导性技术文件的规定进行试验。7.2 主体变压器试验GB/Z 24843-2009 7.2. 1 例行试验例行试验包括以下项目za) 绕组直流电阻测量;b) 电压比测量和联结组标号检定zc) 短路阻抗和负载
21、损耗测量gd) 空载电流和空载损耗测量;e) 绕经绝缘系统的介质损耗因数(tan)和电容量测堂;f) 套管的介质损耗因数(tan)和电容量测量;g) 绕组对地及绕组间绝缘电阻、吸收比及极化指数测蜜gh) 铁芯及夹件的绝缘电阻浪i蜜;i) 带有局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD、对1100 kV试验电压、5min时间进行频率换算); j) 中压短时感应耐压试验(ACSD); k) 低压绕组雷电全波冲击试验，1) 带有局部放电测量的低压绕组外施耐压试验，m)中性点外施耐压试验;n) 绕组频响特性试验;。空载电流谐波测量，p) 长时间2载试验;q) 1. 1倍过电流试验;。风扇和油泵电机的吸取
22、功率测量30 变压器密封试验;。绝缘泊试验;u) 套管型电流互感器试验。注z高压线端长时感应电压试验(ACLD)和中压线端短时感应耐压试验(ACSD)说明见附录B.7.2.2 型式试验型式试验包括以下项目sa) 油箱机械强度试验;b) 温升试验;c) 低压侧雷电截波冲击试验sd) 带有局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD.对1100 kV试验电压、5min试验时间不进行频率换算); e) 无线电干扰水平测量;f) 汹流静电试验(冷却方式为ODAF时。7.3 调压补偿变压器试验7.3. 1 例行试验例行试验包括以下项目za) 绕级直流电阻测景?b) 电压比测盘和联结组标号检定pc) 短路阻抗
23、和负载损耗测量;7 GB;Z 24843-2009 d) 空载电流和空载损耗测量;e) 绕组绝缘系统的介质损耗因数(tanO)和电容量测量30 套管的介质损耗因数(tanO)和电容量测量;g) 绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数测量;h) 铁芯和夹件的绝缘电阻测量，i) 带有局部放电测量的长时感应电压试验(ACLD)，外施耐压试验;k) 分接开关试验;D 绕组频响特性试验sm)泊箱密封试验;n) 绝缘泊试验。7.3.2 型式试验型式试验包括以下项目-a) 温升试验;b) 油箱机械强度试验。7.4 变压器整体试验7.4. 1 例行试验例行试验包括以下项目a) 电压比测量及极性测量;b) 短路阻抗和负
24、载损耗测量;c) 空载电流和空载损耗测量;d) 高压绕组线端操作冲击试验，e) 高、中压绕组线端雷电全波冲击试验;f) 外施耐压试验;g) 空载电流谐波测量;h) 元线电干扰水平测量;i) 绝缘泊中溶解气体分析。7.4.2 型式试验型式试验包括以下项目.a) 高、中压绕组线端雷电截波冲击试验sb) 中性点端子雷电全波冲击试验;c) 声级测定。7.5 试验方法试验方法依据GB1094的规定，其中与常规变压器试验有所区别的如下。绝缘试验应充分静放后进行。7.5. 1 雷电冲击试验试验方法按GB1094.3规定。由于绕组电感小和人口电容大，标准冲击波形不容易得到，波前时间会有较大偏差，在采取相应措施
25、的基础上，可由制造厂与用户协商确定可接受的波前时间。在雷电截波冲击试验时，由于试品电容量大、试验电流大，应采取措施防止对测量的干扰。8 7.5.2 带有局部放电部攘的长时感应电压试验(ACLD)A二二5min; B=5min; D=60 min; E=5 min。a) U 7.5.3 中压短时因中压侧不能按7.5.4 长时间空载试验GB/Z 24843-2009 D 间换算，此过，试验方法详见附录Bo在绝缘强度试验后，应对变压器施加1.1倍额定电压或额定电压，起动正常运行时的全部泊泵，分别运行12h或24h.然后进行与初次测量条件相同下的100%和110%额定电压的空载损耗和空载电流测量。测量
26、结果应与初次测量值基本相同。试验前后应进行泊中溶解气体分析，泊中应无乙:快，总;隐含窒应元明显变化，并且应无明显的局部放电信号。7.5.5 1. 1倍过电流试验对于不进行温升试验的变压器，应进行高中绕组1.1倍额定电流，持续8h的过电流试验，试验前后绝缘泊中溶解气体分析应元异常变化。7.5.6 1 000 kV变压器套管试验若套管有电压拍头引出，其试验方法及在绝缘试验中的接线方式应依照套管制造商相关规定执行.9 GB/Z 24843-2009 对套管应进行1200kV短时工频耐受5min的试验。套管局部放电测量应在套管出厂时单独进行，施加试验电压的时间顺序:在不大于U，/3的电压下接通电源;上
27、升到叭，保持5min;上升到叭，保持5min;上升到队，持续试验时间5min;试验后立刻不间断地降低到U保持60min，并测量局部放电;降低到叭，保持5min; 当降低到U，/3以下时，方可切断电源。其中，U1=Um=1100 kV,U,= 1.5XUm/疗，U，=1. 1XUm/ .，f3回套管的视在放电量在U，电压下不大于10pC，在认电压下不大于5pC, 本试验可与短时工频耐受试验结合进行，此时U1=1200kV。8 标志、包装和运输8. 1 标志、包装要求8. 1. 1 1 000 k V变压器制造完成并通过试验后应及时包装，否则应得到切实的保护。其包装应符合铁路、公路和海运部门的有关
28、规定。8. 1.2 成套拆卸的组件和部件(如气体继电器、套管、温度计及紧回件等应装箱运输，应保证经过运输、贮存直至安装前不损坏和不受潮。套管应牢固固定在木箱内，以防相对移动。8. 1.3 成套拆卸的大组件(如储泊柜等)运输时可不装箱，但应保证不损伤，在整个运输与贮存过程中不得迸水和受潮。8. 1.4 包装箱上应有明显的包装储运图示标志，并应标明买方的订货号和发货号a8. 1. 5 备品备件、专用工具和仪表应随变压器同时装运，但应单独包装，并明显标记。8.2 运输要求8.2. 1 须充干燥的氮气或干燥的空气后进行运输。运输前应进行密封试验，以确保在充以20kPa 30 kPa压力时密封良好。在运
29、输和贮存期间应保持正压，并有压力表进行监视囚运输途中和到达现场安装前，应对压力表进行监视，当压力不满足要求时，应做到及时补充气体。充人的氮气纯度应大于99%，露点不高于40 C;充人的干燥空气路点不高于40 c。8.2.2 在运输时应安装三维冲撞记录仪。8.2.3 应满足运输尺寸、重量及公路运输时最大倾斜度不超过15等运输条件的要求;当冲撞加速度不大于3g时，应无任何松动、变形和损坏。10 GB/Z 24843-2009 附录A(资料性附录)典型1000 kV单相油浸式自辑变压器结构原理简介典型1000kV单柏油浸式自藕变压器原理图如图A.l所示。m A X 11 GB/Z 24843-200
30、9 附录B(资料性附录)高压线端长时感应电压试验(ACLD)和中压线端短时感应耐压试验(ACSD)说明根据交流特高压系统过电压及绝缘配合的研究，变电站相对地操作过电压水平为1.6 p. u. (标么值，1.0p. u. =1100X.f2f.!3)下(500kV系统为2.0p. u. ,1. 0 p. u. =550X.f2i而，工频暂时过电压水平在1.3 p. u.以下。因此，特高压系统的绝缘水平不是500kV系统的简单放大，而是优化降低。1000 kV单相泊浸式自糯变压器高压绕组的绝缘水平中不考虑1min短时交流耐受试验电压，而是以1100 kV, 5 min的激发电压及其后续的1.5Um
31、lf3电压下1h的长时感应电压试验(ACLD)来替代。特高压变压器在长期运行电压下的绝缘性能主要取决于其内绝缘的局部放电水平。交流电压试验的目的是确认有无局部放电并验证其绝缘强度。变压器的短时间和长时间局部放电概率由韦伯尔(Welbull)分布方程描述，而特高压变压器的局部放电概率要求控制在0.1%0.2%的水平。根据变压器绝缘模型的局部放电伏秒特性试验，变压器交流耐压试验时，在Um电压下的持续时间，5 min更能反映其特点。1000kV单相泊浸式自糯变压器高压线端操作冲击试验电压为1800kV，中压线端为1 175 kVo一般来说，操作波试验电压在变压器的3个绕组中按交比传递。由于特高压变压
32、器3个绕组的绝缘配合原则不同，如果满足特高压端的操作冲击试验电压，则500kV侧试验电压偏低;而如果满足500kV侧，则特高压端超出规定试验电压。因此，不能用试验来验证500kV侧的操作冲击绝缘设计。为此，采用中性点支撑的1min短时工频耐受试验(630kV)来替代操作冲击耐受试验。试验接线图如图B.1所示，试验程序如图B.2所示zA 高压线圈首端sA.-中压线圈首端，a，x一一低压线圈zX 中性点，a x = A C，伽也C,_ tV) X I 图B.l1 000 kV单梧油浸式自藕变压器A臼D试验接线图12 ACSD施加电压程序tA=5 min; B=5 min; 士的C=l min进行频
33、率换算); D注5min; E=5 mino U, U2 U2 图B.21 000 kV单相泊浸式自藕变压器ACSD试验程序图GB/Z 24843-2009 uz13 GB/Z 24843-2009 附录C(资料性附录)各国特高压变压器绕组额定绝缘水平比较表C.l各国特高压变压器绕组额定绝缘水平比较单位为千伏绕雷电冲击耐受电压(峰值操作冲击耐受电压短时工探耐受电压组全波截波(峰值)方均根值中中中中高中低高中低高中低高中低性位性性压压压压压压压压压压压压点点点点中1 100 1 630 275 140 2250 1 550 650 325 2400 1 675 750 1800 1175 国(5
34、 min) (1 min) (1 min) (1 min) 目1100 550 325 185 1 950 1 300 750 1 425 本(1 min) (5 min) (1 min) (1 min) 前1 100 630 苏2550 1 550 2800 1 650 2100 1 230 (1 min) 联(1 min) 意大2550 1 300 95 1 800 1.5X1050(，1言利(1 h) 14 。CCFEEF四mtkFU飞回Hi-中华人民共和国国家标准化指导性技术文件1 000 kV单相泊浸式自藕电力变压器技术规范GB/Z 24843-2009 唔中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045网址电话6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9晤印张1.25 字数30千字2009年12月第一次印刷开本880X12301/16 2009年12月第一版 书号，155066.1-39517定价21.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话，(010)68533533
