1、ICS 29. 186 K 41 道B中华人民共和国国家标准GB/T 18494.3-2012 变流变压器第3部分:应用导则Converter transformers-Part 3: Application guide CIEC 61378-3 :2006 ,MOD) 2012-06-29发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-11-01实施发布中华人民共和国国家标准变流变压器第3部分:应用导则GB/T 18494.3-2012 * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(
2、010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销提开本880X 1230 1/16 印张3.75字数110千字2012年11月第一版2012年11月第一次印刷* 书号:155066. 1-45613定价51.00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)68510107GB/T 18494.3-2012 自次皿V1211223348川MMI口口MUMmMmmm幻UUmmm盯论评和释注的范规术息技uu性信卜的uu效的拓出口口有供用用规提HH和提咄咄础跚跚剖例规制柑cm能变方的
3、验的设mwb功用造供试问统关-Ag和电制提和时系件(一化验系HHHHHHHH范输和需证运或接用流-变试缘验验用义称HU应直扑值的缘绝试试声规阮户方保停户分引定名构述业压阻抗抗绝合缘述升噪心声范则术V用造量少用浦和铁噪规总技H对制质减由手性和及值结概工高和阻阻及混绝概温相舰柑肝脏蜘J2J储JJ吵吵JJ脱JJ如UU协UJJJJJJJ锄时J士一同十三H666778899111口口口口1111前引123456789川口四日GB/T 18494.3-2012 J 3. 2 阔徊I!套管._. . . ., r ._. .-. 40 14 维护.u41概j在-.配._._.巴卧.，_呵.平国.-.-. u
4、 . . . . . 42 14.2油4314.3 绝缘质量.G14.4 分接开关.46 14.5 附件和装配件.47 日监测4815. 1 总则.4815.2 运行中变压器的状态评估.48 15. 3 监测类型.48 15.4 结论.51 参考文献.52 图16脉波桥原理图3图212脉披桥原理图.图3两台变压器绕组联结为星-角联结和星-星联结或者为角-角联结和角【星联结以得到阔侧电压之间有300相位移.4 图4优先选用外延角结或曲折联结做成具有15。相位移4图5自饱和电抗器接线图图6自捐变压器的开相概念图.5 图7供小调压级用的有粗调和细调的常规自藕变压器的闭相原理图.6 图8供小调压级用的
5、有粗调和细调的升压自藕变压器的问相原理图图9带分接绕组角结.图10带分接绕组的双绕组设计.7 图口双绕组变压器两种基本排列.9 图12互抗四图13典型阻抗.图14典型的工业用换流变压器绝缘系统元件.图15绝缘系统的等效R-C电路.图16极性反转前和反转后的电压分布.14 图17AC/DC转换简图图18阀侧绕组为密相合的三绕组变压器的漏磁场.18 图19阔侧绕组无精合的三绕组变压器的漏磁场.19 图20阔侧绕组为双同心式松搞合的三绕组变压器漏磁场.20 图21两个阔侧绕组沿轴向分置且为松搞合的三绕组变压器漏磁场.21 图22短路故障条件.37 图23阀侧套管布置图.40 图24高压套管附件及相关
6、绝缘系统交流、直流及组合电场分布示例41表l双绕组排列j.9 E U R GB/T 18494系列标准在总标题变流变压器下，共包括下列几部分z一一-第1部分z工业用变流变压器;第2部分z高压直流输电用换流变压器;第3部分:应用导则。本部分为GB/T18494的第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。G/T 18494.3-2012 本部分使用重新起草法修改采用IEC61378-3: 2006(变流变压器第3部分z应用导则)(英文版)。本部分与IEC61378-3:2006的技术性差异及其原因如下:关于规范性引用文件，本部分作了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调
7、整的情况集中反映在第2章规范性引用文件中，具体调整如下: 用等效采用国际标准的GB1094.1代替了IEC60076-1; 用修改采用国际标准的GB1094.3代替了IEC60076-3; 用等效或等同采用国际标准的GB/T3859(所有部分)代替了IEC60146(所有部分); 用修改采用国际标准的GB10230.1代替了IEC60214-1:2003; 用修改采用国际标准的GB/T10230.2代替了IEC60214-2 :2004; 用等同采用国际标准的GB/T13499代替了IEC60076-8 :1 997; 用等同采用国际标准的GB/T18494. 1代替了IEC61378-1:
8、1997; 用修改采用国际标准的GB/T18494. 2代替了IEC61378-2 :2001, -删除了IEC61378-3 :2006的11.8.4(对应本部分11.8. 4)中的在某些国家，极性反转试验是与长时外施直流电压试验一起进行的。因为我国产品的这两项试验是分开进行的，因此为符合我国的实际情况，删除了此内容。一一删除了IEC61378-3 :2006的11.8.5(对应本部分11.8. 5)中的在某些国家中。因为本标准只在我国使用，因此删除此内容。本部分还作了下列编辑性修改:一一参考文献中增加了GB1094. 10-2003 电力变压器第10部分z声级测定p一一在IEC61378-
9、3 :2006的11.5. 2标题性能数据下增加z性能数据如下:空载损耗F一将IEC61378-3 :2006的11.8. 4的一级列项特殊负载要求中的9.1. 5改为9.1.3; 将IEC61378-3: 2006的11.8. 4中的两个一级列项变压器和冷却器改为一级列项一一声级限值下的二级列项;将IEC61378-3: 2006的15.3.5中的15.2改为15.3.4; 一-将本国际标准一词改为本部分;删除IEC61378-3 :2006的前言。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国变压器标准化技术委员会(
10、SAC/TC44)归口。本部分起草单位z沈阳变压器研究院、保定天威保变电气股份有限公司、顺特电气设备有限公司、特E GB/T 18494.3-2012 变电工沈阳变压器集团有眼公司、西安西电变压器有限责任公司、江西变压器科技股份有限公司、北京新华都特种变压器有限公司、北京华泰变压器有限公司、明珠电气有限公司、沈阳华美变压器制造有限公司、西安西变中特电气有限责任公司巳本部分主要起草人:张显忠、李文平、刘燕、王健、应传龙、李冬林、嘉陵、何宝振、蔡定国、孙涛、任颤。N GB/T 18494.3-2012 号!0 概述GB/T 18494由三部分组成:一一第1部分适用于一般工业用的变流变压器(如z制铜
11、、铝熔炼和某些气体电解); 一一第2部分适用于高压直流输电用的换流变压器;-一第3部分即本应用导则，适用于0.2至0.12节所涉及的内容。GB/T 18494. 1适用于工业用变流变压器，适用于铝熔炼、铜精炼及生产某些气体的电源变压器，也适用于轧钢机和船舶驱动系统。第1部分不适用于安装在电机车上的牵引用电力拖动装置，但仍适用于固定式牵引系统中的变流器应用装置。此外，对于范围广泛的较小容量的变流器，本部分及第1部分均同样适用。GB/T 18494. 2适用于高压直流(HVDC)输电用的换流变压器。高压直流输电系统有两种类型:一种为背靠背型，另一种为输电型。在这两种系统中运行的变压器，其运行和评估
12、是包括在GB/T 18494. 2和本部分之内的。o. 1 额定值(第5章)在GB/T18494. 1和GB/T18494.2中，对变流变压器的额定值的规定与传统上所用的方法是不同的。在传统方法中，变压器铭牌电流的额定值是用电流的方均根值来定义的。GB/T18494对变压器额定值定义的方法提出了一个根本性的变动。阐明了变压器铭牌额定值以电压和电流的基波分量为基础。由基波分量得出的铭牌额定值为阻抗和损耗保证值的基础。.2 绕组结构(第6章)已有大量的绕组联结和原理应用于工业和高压直流输电用的变流变压器。多年来，它们已得到不断的发展。各种整流联结的运行特性，绝大多数己包括在GB/T3859(半导体
13、变流器)内。在本部分中，就联结对变压器结构和某些运行方面的影响进行了研讨。不同调压方式在工业应用中是常见的，本部分给出了几种调压方法的原理图。0.3 分接和阻抗(第7章)高压直流输电用换流变压器的阻抗需特别注意，并需要特殊的设计方案。主要关心的是在整个分接范围下阻抗变化的限值和不同变压器间的阻抗差异的限值，以及在某些应用中的星结绕组和角结绕组间阻抗差异的限值。本部分将讨论这些限值和其实际应用。通常，变流变压器的分接范围比常规变压器大。本部分讨论了这种大分接范围对变压器和分接开关的影响。0.4 绝缘及绝缘试验(第8章)本章将涉及两个方面，首先在工业应用中增加采用混合绝缘的绝缘结构。其次是HVDC
14、输电用变压器绝缘结构在外施直流电压试验中和在运行中的绝缘能力。讨论了交流和外施直流电压试验的基本原理、试验方法和试验电压水平。对与所推荐试验规范相关的安全措施进行了评论。V GB/T 18494.3-2012 0.5 损耗(第9章)本部分详述了在考虑非正弦负载电流对各类变流变压器的影响时所用的原理、试验方法和计算方法的相关内容。用计算实例详述了HVDC应用中的双频试验原理。这些由试验和计算得到的损耗值被作为确定温升试验中用于建立油和绕组温度梯度试验电流的基础。0.6 铁心和噪声(第10章)对电压谐波和直流偏磁电流对铁心结构和性能的影响进行了讨论和总结。对噪声产生的原因、常规的工厂噪声测量值与现
15、场实测值及预期值之间的预期差异进行了评述。讨论了估算变流变压器噪声的最新方法。o. 7 技术规范(第11章)变流变压器的规范与电力变压器明显不同。详细的要点是编制技术规范和功能性规范的指导文件的一部分。给出了在订货投标阶段，用户和制造方各自宜提出哪些规定内容的-些指导原则。0.8 短路(第12章)在常规电力变压器中，绕组内部短路电流计算只与变压器及变压器所接电源的电抗和电阻分量有关。但对于变流用的变压器，需要考虑变流器内发生故障时所产生的故障电流峰值可能高于常规电力变压器所出现的短路电流峰值的情况。这种情况在本部分中详述。0.9 组件(第13章)在进行工业用和HVDC输电用变流变压器设计时，有
16、载分接开关的选择和运行是个关键性的问题。本部分列举了分接开关用于这些场合时的某些原则规定。在HVDC应用中，间侧套管的设计和与总体的结合是关键性问题。详述了对套管的一般要求、结构建议、套管与变压器的结合和试验要求。现正在编写一个HVDC输电用套管的标准。本部分中所提出的技术建议将是此新标准的拟定内容。O. 10 维护(第14章)统计表明，HVDC输电用换流变压器需要高标准的维护。特别需要注意的是有载分接开关和阅侧套管。本部分提出了维护的要求。O. 11 监测和现场调研(第15章)如果希望减少现场出现问题，建议作变压器现场监测。在这方面，只讨论状态监测。本部分亦对现场出现事故后应进行的工作程序和
17、实际操作提出了建议。这些建议的提出，就是要在调查研究的开始阶段中，使那些重要的证据和数据不会丢失或损毁。本章也讨论了为了这种应用目的而适用的状态监测。0.12 补充信息制定本部分时，特别是关于GB/T18494. 2中HVDC变流应用方面的内容，明显地受到CIGRE联合工作组12/14.10各专题论文的影响。VI GB/T 18494.3-2012 变流变压器第3部分:应用导则范围GB/T 18494的本部分向用户给出了有关工业用和HVDC输电用变流变压器在设计、结构、试验和运行方面与电力系统用常规变压器的不同之处。此外，也向制造方给出了GB/T18494. 1和GB/T 18494. 2的技
18、术背景。本部分适用于对GB/T13499 (电力变压器应用导则的补充，但不代替GB/T13499，因为GB/T 13499中所含的一般原理也同样地适用于变流变压器。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。GB 1094. 1-1996 电力变压器第1部分总贝U(eqv IEC 60076-1: 1993) GB 1094. 3-2003 电力变压器第3部分z绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(lEC60076-3: 2000 ,MOD) GB/T 3859(所有
19、部分)半导体变流器IEC60146(所有部分)JGB 10230. 1分接开关第1部分z性能要求和试验方法(GB/T10230. 1一2007，IEC60214-1: 2003，岛10D)GB/T 10230. 2 分接开关第2部分z应用导则(GB/T10230. 2-2007 , IEC 602l4-2: 2004 , MOD) GB/T 13499-2002 电力变压器应用导则(lEC60076-8 :1 997 , IDT) GB/T 18494.1-2001 变流变压器第1部分:工业用变流变压器(lEC61378-1:1997 , IDT) GB/T 18494. 2-2007 变流变
20、压器第2部分z高压直流输电用换流变压器(lEC61378-2: 2001 , MOD) IEC 60296 电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油(Fluids for electrotechnical applications-Unused mineral insulating oils for transformers and switchgear) IEC 60422 电气设备用矿物油监测和维护导则(Supervisionand maint巳nanceguide for mineral insulating oils in electrical equipment) IEC 605
21、67 充油式电气设备供游离和溶解气体分析的油和气体取样导则(Oil-filledel巳ctricalequipment-Sampling of gases and of oil for analysis of free and dissolved gases-Guidance) IEC 60599: 1999 运行中的矿物油浸渍式电气设备泊中榕解气体分析和判断导则(Mineraloil impregnated electrical equipment in service-Guide to the interpretation of dissolved and free gases analy
22、sis) 3 术语和定义GB/T 18494. 1和GB/T18494. 2中界定的术语和定义适用于本文件。1 GB/T 18494.3-2012 4 符号及名称本部分中各种变量的符号及名称如下:11 额定电流(A); 1x一一频率fx下的负载损耗试验电流(A); 1LN一-所考虑绕组运行时的负载电流方均根值(A); h 一-h(;欠谐波电流(A); 1eq 与绕组在运行中负载损耗等效的正弦电流方均根值(A); h 谐波次数;U1一-额定电压(V); SR 额定容量(VA);P1 基波频率(50Hz或60Hz)下的总负载损耗(W);Px一一频率fx下测得的负载损耗(W);IR 额定电流下的电阻
23、损耗(W);R 包括内部引线在内的绕组直流电阻(0); PWE1 基波频率下的绕组涡流损耗(W);PSE1一一基波频率下结构件(不包括绕组)中的杂散损耗(W);PN 总运行负载损耗(W);f1一一额定频率，亦即基波频率(Hz); fx一一用于确定涡流损耗分布的频率，不小于150Hz(W); fh -h次谐波的频率(Hz); FWE一一绕组涡流损耗附加系数;FSE一一结构件中杂散损耗附加系数PKh一电流1h与额定电流11的比值;Uac二一阀侧绕组的外施交流试验电压(方均根值)(V); Um一一网侧绕组的最高系统电压(V); Udm一一每个阀桥的最高直流电压(V); Udc 阔侧绕组的外施直流试验
24、电压(V); Upr一一阀侧绕组的极性反转试验电压(直流电压)(V); Uvm一一变流变压器阀侧绕组的最大相间交流工作电压(V); N 一一一从直流线路的中性点至与变压器相连的整流桥间所串接的6脉波桥的数量。阀侧和网侧表明了变压器的外部接线。网侧绕组是指接到交流电网的绕组，而阀侧绕组则是指接到变流器的绕组。5 额定值GB/T 18494. 1和GB/T18494. 2所述的变压器额定特性是用额定基波频率下的电流和电压这两个参数的正弦波稳态值来表示的。保证的损耗、阻抗和声级值是指这些参数值下的对应值。额定电压和额定电流是指线电压和线电流的基波分量。选择基波分量作为各种保证值(如损耗和阻抗)的基准
25、，该基准不受运行条件以及谐波频谱的影响。确定运行特性的试验只能是在正弦参数量下进行，当试品带有饱和电抗器进行试验时，用正弦量进行试验可能不合适。此时，用户和制造方在合同签订之前，应就试验的方法达成共识。G/T 18494.3-2012 温升的保证值与用户和制造方协议所规定的负载条件有关。由于变流变压器会受到一定谐波电丽的影响，故实际损耗会与纯正弦电流产生的损耗不同。通常，电流中有谐波分量时，其损耗值要比纯正弦电流下的损耗大。通常，在变流器运行时施加的电压波形与正弦披形间的差异可以忽略不计。因此，正常运行时的空载损耗完全可用额定电压下的空载损耗来确定。变流器运行时的实际负载损耗计算，用GB/T1
26、8494. 1和GB/T18494. 2给出的计算方法可得到足够准确的结果。由所给出的公式组，可推导出建立相应的温升时所需的试验电流值(见GB/T18494. 1 2001中6.4或GB/T18494. 2-2007中11.5)。需注意的是，用仪器测量运行中的实际负载电流的方均根值可能比额定电流大。这是因为铭牌上的额定电流是负载电流的基波分量。6 绕组结构6. 1 概述本章介绍了几种己用于工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器的绕组结构。通常，通过绕组的排列，应该使三相平衡系统为6脉披变流桥系统供电。在一个周期中，每相导通2次，1次为正、1次为负，各为1200电角度或1/3周期，见图10广
27、说明z图中的符号表示二极管或晶闸管。圄16脉波桥原理图两个或多个6脉波桥，可以串联或并联连接。如果用时间错开的网侧三相电源电压对单个电桥供电，则网侧电流以及阔侧电压和电流中的谐波含量便会降低。在采用由两个6脉披桥连接构成的所谓12脉波排列中，两个三相电源之间的电角度之差应为3000变流器上的脉波数越多，则要求系统电源间的相角差越小，见图2和图30贯u=ul.l9.二说明:图中的符号表示二极管或晶|罔管。图212脉渡桥原理圄3 GB/T 18494.3-2012 注1防j贯数士在4力日，电压和电流中的i皆被7号幸会减少口为了使两个三相系统间具有30。的相位移，通常用两台变压器，网侧接到同一母线上
28、。一台变压器的网侧和阀和10住纽联结相同，同是星-星或角知结另一台变压器则为星-壳或壳里结口人人人或 人图3两台变压器绕组联结为星-角联结和星-星联结或者为角-角联结和角-星联结以得到阔侧电压之间有300相位移两台相同的变压器，如网侧与阀侧的相位移为150，则可用来得到两个阔侧绕组电压之间300的相位移。一台变压器接法为正序CA-R、B-S和C-T)，另一台接法为负序CA-S、B-R和C-T)，这种接法使阔侧与网侧的相位移为+15。和-150。最好是将两个绕组中的一个绕组做成曲折结或外延角结，这样便可得到网侧电压与阀侧电压之间具有150相位移，见图40圄4优先选用外延角结或曲折联结做成具有15
29、。相位移注:这两种联结亦可用来做其他相位移，例如做成24脉波桥的7.5。相位移。6.2 工业应用6.2.1 变流变压器通常，工业用变流变压器，其阀侧电流的设计值相当大。因此，阅侧绕组连接不必复杂，一般采用星结或角结即可。6脉波桥变流器用的变压器，是一台阀侧联结成星结或角结的三相变压器。12脉波桥类型，可用两台具有不同联结组的6脉波桥单元或用一台有两个结成星形和三角形的阀侧绕组的变压器，后者要求变压器具有一个常规的三相铁心。在情况更复杂时，需要其网侧同时有星结和角结，且阔侧绕组是结成星形或三角形。这些特殊的绕组排列可能需要一个特殊设计的铁心结构。对于具有超过12脉波数的变流器设备，可能需要在不同
30、变压器之间采用不同的相位移角度。为此，要在各台变压器的网侧采用曲折结或外延角结。变压器的布置，最好是将阅侧绕组置于外部，以便于阀侧绕组的出线最简单。阀侧绕组出线排列与变流器结构有关。如果变流器要求装有饱和电抗器时，则它们通常是装在变压器油箱内。此时，每相还须提供两个引线。接线按图504 GB/T 18494.3-2012 说明zE二三三3自饱和电抗器。图中的符号表示二极管或晶闸管。图5自饱和电抗器接线图本方案的难点在于绕组总体布置时要考虑到变压器油箱内的接线。很难控制大电流对几何尺寸的影响，如漏磁产生的热、阻抗等。6.2.2 电压调节通常，需要对电压进行调节，并且此电压调节范围非常大，从百分之
31、几一直到高出铭牌电压。调压范围之所以大，目的是要减少元功容量损失和变流器运行时的谐波污染。根据实践经验，大的调压范围，往往需要在交流端子与变流变压器之间装设一台独立的调压变压器。根据电网电压，调压变压器既可做成自相型式，也可做成旨在减少高压暂态波侵人变流变压器的有两个独立绕组的型式。6.2.3 自辑变压器设计图6图10示出了各种常用的联结图。6.2.3.1 星结开相这种绕组的原理图如图6所示。说明zA 线端pN 网侧中性点;al一一变流变压器za2一一变流变压器。A al 图6自辑变压器的开相概念图5 GB/T 18494.3-2012 6.2.3.2 星结-闭相说明:A二线端;N二外侧中性点
32、za一一变流变压器。A a 图7供小调压级用的有粗调和细调的常规自辑变压器的闭相原理图6 说明zA二线端za一一变流变压器;B-一一细调分接pC一一粗调分接zD一-升压器;N-一二网侧中性点。A B a 图8供小调压级用的有粗调和细调的升压自藕变压器的闭相原理图6.2.3.3 角结说明zA一-线端;al 变流变压器;a2 变流变压器;B 线端;bl一一变流变压器;b2一一变流变压器;C 线端Fcl 变流变压器;c2一一变流变压器。6.2.3.4 双绕组设计B C 一般在低压侧调压。说明:A一线端za 变流变压器;N一一网侧中性点。GB/T 18494.3-2012 a2 al b2 bl c2
33、 cl 图9带分接绕组角结a A 图10带分接绕组的双绕组设计7 GB/T 18494.3-2012 6.3 高压直流(且VDC)应用6_ 3_ 1 变压器布置型式通常，HVDC输电系统做成容量相当大且与交流高压系统相连。为了减少交流和直流系统中的谐波，通常将桥做成12脉波式布置。变压器网侧绕组通常做成星结，以便利用分级绝缘的优点，且可在靠近接地端进行电压调节。由于系统需要和变流器的高效运行需要，常常要求相当大的调压范围，该范围可达铭牌电压值的40%。根据容量大小、电压高低及实体外形限制，换流变压器可做成单相或三相的结构。下列解决方案可用于具有12脉波桥的HVDC输电用变压器:a) 六台单相、
34、双绕组变压器: 三台结成星/角z 三台结成星/星;b) 三台单相、三绕组变压器: 全部结成星/角-星;c) 两台三相双绕组变压器: 一台结成星/角z 一台结成星/星zd) 一台三相三绕组变压器z 结成星/角-星。变流变压器通常做成具有两个或三个主绕组。只有在某些特殊情况下才需要辅助绕组，例如，提供试验电压和接到特殊的滤被装置。6.3.2 绕组布置6.3.2. 1 概述在心式变压器中，各绕组都是圆柱形且以铁心为中心同心布置。网侧绕组的分接部分通常做成一个独立的绕组，构成调压绕组。各绕组的高度几乎相等，因而沿高度方向的安臣分布也一样。通常，调压绕组紧靠网侧绕组的主体部分，但不位于阔侧和网侧绕组之间
35、(见第7章及第9章)。如果有辅助绕组，它通常紧靠铁心布置。6.3.2.2 双绕组通常，双绕组变压器的各绕组排列方式有两种，如图11所示。主绕组和调压绕组组成网侧绕组，阀侧绕组为单个绕组。两种绕组排列方式的优缺点见表1。6.3.2.3 三绕组主要解决方法如下:在单相变压器设计中，通常做成两个心柱均有绕组，其中一个为星/角结绕组;另一个为星/星结绕组。这意味着角结的阀侧绕组的匣数为星结绕组的，3倍，但其负载电流为星结绕组中的1/，3倍。各绕组之间的相对位置，与双绕组变压器相同(见表1)。如尺寸能满足容量及网侧电压的限制，例如对中等规模的背靠背式变流器，变压器可做成三相三绕组结构。要求网侧端子对两个
36、问侧端子之间的阻抗值近似，进而需要两个绕组轴向排列于同一个心柱上，即所谓的轴向分裂。两个带调压绕组的网侧绕组为并联连接，其中一个问侧绕组为角结，另一个为星结。分开的各绕组实体的相对位置应按图11布置。说明zR 调压(分接)绕组;L一一-网侧绕组pV一一阀侧绕组。绕组相对位置调压-网侧-阀侧阅侧-网侧-调压GB/T 18494.3-2012 RI ILI IV VI ILI IR 图11双绕组变压器两种基本排列表1双绕组排列优点缺点DC引线出线简单p调压绕组AC出线结构受限调压在中性点AC引线出线容易;调压出线容易pDC引线出线困难在中性点侧调压如果每个阔侧绕组各有两个同心线圈，则通常不采用将这
37、两个问侧绕组线圈布置成位于网侧绕组的相对两侧这种排列。对带电压调节的变压器，很难在所有分接位置均使阔侧的两个绕组都具有相同的阻抗。6.3.3 阻抗-互抗的考虑6.3.3. 1 概述一个网侧端和两个问侧端之间的阻扰，可以看作是三个阻抗连接于一点。从该点有两条分支分别接到两个阔侧端子，另一个分支接到网侧端子，此阻抗又可称为公共互抗。见图120通常，公共互抗应尽可能低，以免换(整)流时，各电压间相互影响。在双绕组变压器中，不存在由变压器构成的公共互抗;公共互抗只能从公共母线得到。在两个阀侧绕组分别位于不同心柱上的三绕组变压器中，也没有公共互抗。采用轴向分裂的三绕组变压器，也同样得到低值的公共互抗。9
38、 G/T 18494.3-2012 H 说明zX1+X，=几十几一一一变压器阻抗zX1理想为零，通常远小于X，和X3;下标5和d指星结和角结。7 分接和阻抗-HVDC应用7. 1 阻抗值V也图12互抗阻抗值的选择受一些要求的影响。阻抗增加使谐波电流降低，但阻抗过高时，会使换向电抗加大，从而导致变流器吸收的元功容量增加，因而滤波回路和阀组成本也就增大。低阻抗对短路力有影响，导致变压器的尺寸和质量增加，从而对戚本和运输有影响。7.2 阻抗的变化使实际的和测量的变压器阻抗与规定值之差保持在一定的范围内是基本要求。偏差可能是系统性的，也可能是随机性的。系统偏差可能是由于设计和制造所引起的，但随机偏差则
39、是与制造中的差异和试验的不确定性有关，当阻抗偏差随分接位置不同而不同时，可以看作是系统偏差。其中，分接排列类型，例如，线性或正、反接，对偏差的变化有影响。阻抗值的允许偏差如下z一一主分接下与规定阻抗值偏差;一一各相间差异;一一各台变压器间差异p分接范围内差异;星-角结绕组间偏差。用户可规定所有5个方面的偏差限值。如元另行规定，GB1094.1规定的允许偏差及下述要求均适用。用户规定的阻抗偏差，在分接开关的常用运行范围内，不应超过5%。在常用运行范围之外时，可增至10%(见图13)。相间、星角结绕组间阻抗变化在同一分接上不宜超过3%。为有效去除谐波，12脉波桥线路要求阻抗变化小。相间、各台间及星
40、一角结绕组间阻抗变化大，会增大滤波电路的尺寸。10 GB/T 18494.3-2012 y! G R 1. 05 l气 又飞1.10 同气- -D 1. 00 0.95 0.90 FX -,P A B C 说明zA 最小臣zD一一一线性分接FG一一士5%偏差带zB 额定臣数;E 反分接zX一一一臣zC一一最大臣数;F一士10%偏差带;Y 变压器阻抗，标么值。图13典型阻抗8 绝缘及绝缘试验8. 1 混合绝缘系统8. 1. 1 概述混合绝缘系统主要用于工业用变流变压器，这种绝缘系统在此类高温变压器中运行有优势。混合绝缘系统，指高温绝缘材料(如芳族聚酷胶纸或高温漆)与低温材料(如纤维素)组合使用。
41、绝缘材料用作变压器不同的绝缘件，如导线绝缘、垫块、筒、角环等(见图14)。11 GB/T 18494.3-2012 说明zA一一角环和反角环;B一一端圈zC一一静电板ED一一筒pE 导线绝缘pF一一撑条和垫块。圄14典型的工业用换流变压器绝缘系统元件混合绝缘已经用于油浸式变压器多年。高温材料用于与铜直接接触(导体绝缘)或接近的元件(垫块)，而所有其他的绝缘材料都由纤维素构成。带有混合绝缘的绕组的设计平均温升高于纤维素绝缘绕组的温升(不降低变压器寿命)，这样就加大了单位体积的功率。8. 1. 2 工业用变流变压器的混合绝缘当变压器与变流器一起使用时，绕组中就有谐波电流流过。此谐波电流会增加绕组中
42、的涡流损耗，增大的损耗系数见GB/T18494. 1和GB/T18494. 2。在常规变压器中，涡流损耗取决于漏磁通的辐向和轴向分量以及导体在漏磁通中的几何尺寸(见GB/T18494. 1)。涡流损耗沿绕组高度是变化的。在绕组中部损耗低，因为漏磁通大致平行于导体的厚度方向;在端部损耗高，因为漏磁通几乎与导线宽度垂直。损耗不均匀分布导致在绕组高度上温度也不均匀分布。因此与通用结构相比，其热点与平均温度之差变大了。在变流变压器中，考虑到谐波电流的影响，由于涡流损耗增加，所以对应的绕组热点与平均温度之差会进一步加大(见GB/T13499-2002中9.的。对热点分布不均问题已有一些合适的解决办法。如
43、果不能将热点温度降到许可的1050C温度限值，那么按照与用户的协议，在热点区域采用高温绝缘材料就是一种解决办法。在电力变压器中，混合绝缘通常用于提升绕组的平均温度从而增加容量。因而，高温绝缘材料用于所有靠近绕组导体的地方。在变流变压器中，混合绝缘应也能用于局部热点邻近区域，同时平均温升不变。通常建议高温绝缘材料用在热点区域的绕组导体上。GB/T 18494.3-2012 8.2 绝缘试验8.2.1 概述本章绝缘和绝缘试验主要针对HVDC输电用换流变压器。工业用变流变压器的绝缘水平和绝缘试验与常规变压器相同，按GB1094.3规定。HVDC输电用换流变压器绝缘会受到外施电压和感应电压的作用。对网
44、侧绕组和端子，外施电压与常规变压器相同，即稳态的交流电压和暂态电压(如雷电冲击和操作冲击电压)。阀侧绕组及其端子，除需要承受常规变压器承受的电压之外，还要承受直流电压。交流和直流叠加后，相应的会导致交直流复合场强的升高。整个绝缘系统变化的电压分布，完全是由绝缘材料的几何尺寸和介电常数来决定。以下各节所述的绝缘材料，主要是变压器油和纤维素材料。稳定状态下，直流电压在油和纤维素绝缘中的分布与随时间变化的电压(冲击和交流)有明显的不同，主要是由视在电阻决定的。电阻很大程度上受绝缘中电荷迁移的影响。因此，电阻不是常数，而是随参数(如温度、电场强度、湿度、泊的流速、电压施加的时间、老化及化学结构)而变化。这些现象，用空间电荷的时间模型能得到较好的表示。实际上，一般是将绝缘结构看成是R-C网络，由此来确定其在直流电压下的特性。在复合型绝缘结构中，当直流电压开始加上时，电压分布是电容型的，在最终或稳定状态，直流电场由构成此材料的相对电阻决定。在大多数情况下，用R-C模型能得到较保守且安全可靠的设计裕度。固体绝缘与泊的电阻比，在室温下可为10: 1到500: 1。随着温
