NBT 42022-2013 高壓變頻調(diào)速用油浸式變流變壓器

K41備案號：43528-2014高壓變頻調(diào)速用油浸式變流變壓器2013-11-28發(fā)布2014-04-01實施國家能源局發(fā)布NB/T42022—2013前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 14使用條件 25產(chǎn)品型號 2 27技術(shù)要求 48試驗項目及方法 69標(biāo)志、起吊、包裝、運輸和儲存 7附錄A(資料性附錄)多脈波串聯(lián)疊加二極管電壓源型整流電路 9附錄B(資料性附錄)H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D 附錄C(資料性附錄)多脈波串聯(lián)疊加晶閘管電流源型整流電路 附錄D(資料性附錄)多分裂變流變壓器閥側(cè)各繞組電流分配的測量值 IⅡ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC44)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：沈陽變壓器研究院股份有限公司、新華都特種電氣股份有限公司、保定天威特變電氣有限公司、明珠電氣有限公司、臥龍電氣集團北京華泰變壓器有限公司、廣州駿發(fā)電氣有限公司、遼寧華冶集團發(fā)展有限公司、上海昊德電氣有限公司、特變電工股份有限公司新疆變壓器廠。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：章忠國、嘉陵、鄧旭峰、王洋、李占元、蔡定國、何寶振、樊建平、李振、李登峰、房玉杰。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。1高壓變頻調(diào)速用油浸式變流變壓器本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高壓變頻調(diào)速用三相油浸式變流變壓器的術(shù)語和定義，使用條件，產(chǎn)品型號，聯(lián)結(jié)，技術(shù)要求，試驗項目及方法，標(biāo)志、起吊、包裝、運輸和儲存等。本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)輸入側(cè)用的三相油浸式變流變壓器(以下簡稱“變流變壓器”),其網(wǎng)側(cè)繞組的電壓等級一般為3kV～35kV,閥側(cè)單個繞組的電壓一般不超過2.5kV。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，儀注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB1094.1GB1094.2MOD)GB1094.3包裝儲運圖示標(biāo)志電力變壓器第1部分：總則(GB1094.1—2013,IEC60076-1:2011,MOD)電力變壓器第2部分：液浸式變壓器的溫升(GB1094.2—2013,IEC60076-2:2011,電力變壓器第3部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙(GB1094.3—2003,IEC60076-3:2000,MOD)GB1094.5電力變壓器第5.部分：承受短路的能力(GB1094.5—2008,IEC60076-5:2006,MOD)GB/T1094.72005,MOD)GB/T3859.13859.1—2013,IEC電力變壓器第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則(GB/1094.7—2008,IEC60076-7:半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分：基本要求規(guī)范(GB/T60146-1-1:2009,MOD)GB/T6451油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求GB/T12668.4調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第4部分：一般要求交流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定(GB/T12668.4—2006,IEC交流電壓1000V以上但不超過35kV的61800-4:2002,IDT)GB/T18494.1變流變壓器第1部分：工業(yè)用變流變壓器(GB/T18494.1—2001,IEC61378-1:JB/T3837變壓器類產(chǎn)品型號編制方法JB/T100886kV～500kV級電力變壓器聲級3術(shù)語和定義GB1094.1和GB/T18494.1中界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。高壓變頻調(diào)速用油浸式變流變壓器oil-immersedconvertertransformerforhighvoltagefrequencycontrol為高壓變頻器各功率單元提供三相交流電源，且閥側(cè)繞組采用多繞組軸向分裂的移相結(jié)構(gòu)型式的油浸式變流變壓器。2NB/T42022—2013移相角phaseshiftingangleI用十進(jìn)制度表示的帶有正、負(fù)號的角度，與最接近的鐘時序數(shù)共同表示相位移。相位移phasedisplacementδ當(dāng)正序電壓系統(tǒng)施加于按字母或數(shù)字順序標(biāo)志的變流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組端子時，閥側(cè)繞組和網(wǎng)側(cè)繞組中性點(真實的或假想的)與其相應(yīng)繞組線路端子間的電壓相量的角度差。變流變壓器每個心柱上對應(yīng)功率單元串聯(lián)疊加后形成高壓變頻器同一輸出相的所有閥側(cè)繞組。注：變流變壓器閥側(cè)繞組結(jié)構(gòu)上一般應(yīng)分為三段，分別對應(yīng)于高壓變頻器輸出A相、B相、C相。給同一功率單元中的三相整流橋供電的閥側(cè)繞組。4使用條件規(guī)定。5產(chǎn)品型號變流變壓器的產(chǎn)品型號應(yīng)符合JB/T3837的規(guī)定。該型號表示一臺高壓變頻調(diào)速用、三相、油浸式、自冷、無勵磁調(diào)壓、銅導(dǎo)線、額定容量為1600kVA、電壓等級為6聯(lián)結(jié)6.1概述在多種不同的變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要采用了以下三種主a)多脈波串聯(lián)疊加二極管電壓源型整流電路(參見附錄A);b)H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D(參見附錄B);c)多脈波串聯(lián)疊加晶閘管電流源型整流電路(參見附錄C)。采用附錄A和附錄C整流電路的逆變器稱為多重化電平疊加逆變器。采用附錄B主電路的逆變器稱為多重化H橋級聯(lián)式逆變器。變流變壓器的閥側(cè)繞組可采用延邊角結(jié)(e)、曲折形(z)或多邊形(p)聯(lián)結(jié)，以實現(xiàn)移相目的。常用的移相示意圖參見圖1。為閥側(cè)繞組延邊角結(jié)或曲折形聯(lián)結(jié)對閥側(cè)基本繞組相電壓的移相角，δ(圖1c)和圖1d)中的δ與F相同]為閥側(cè)繞組延邊角結(jié)或曲折形聯(lián)結(jié)對網(wǎng)側(cè)繞組相電壓的相位移。移相后的空載相電壓超前基準(zhǔn)相電壓為(-),滯后為(+)。在圖1a)中，δ=+(30°-|F|);在圖1b)中，δ=-(30°-|F|);在圖1c)和圖1d)中，8=F。3NB/T42022—2013a)Yel-Tb)Ye11+Fc)YzO-/d)Yz0+T6.3聯(lián)結(jié)方式根據(jù)附錄A～附錄C中變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需的整流方式及其技術(shù)要求的不同，通過相應(yīng)的三相二極管全波整流和晶閘管可控整流電路，變流變壓器可實現(xiàn)6相12脈波、9相18脈波、12相24脈波、15相30脈波、18相36脈波、21相42脈波、24相48脈波、27相54脈波、30相60脈波、33相66脈波、36相72脈波等的串聯(lián)疊加，其網(wǎng)側(cè)繞組的聯(lián)結(jié)方式參見表1,閥側(cè)繞組的聯(lián)結(jié)方式參見表2。每相軸向分裂繞組數(shù)Ni多重化電平疊加逆變器2先將同一軸向高度位置的繞組分別聯(lián)結(jié)成人結(jié)(或△結(jié)),再將不同軸向高度位置上的人結(jié)(或△結(jié))繞組并聯(lián)34多重化H橋級聯(lián)式逆變器1人表2閥側(cè)繞組的聯(lián)結(jié)方式每相軸向分裂繞組數(shù)整流相數(shù)每周波內(nèi)脈波數(shù)多重化電平疊加逆變器級聯(lián)式逆變器聯(lián)結(jié)組圖相位移角差相位移8閥側(cè)繞組移相角F總數(shù)每段總數(shù)2266△/)-△或△/△<或0°、+30°人/D人或人/人<3399人/人人人44—5人/人人人66 7人/人人人4每相軸向分裂繞組數(shù)整流相數(shù)每周波內(nèi)脈波數(shù)多重化電平疊加逆變器變器相位移角差相位移δ閥側(cè)繞組移相角F總數(shù)每段總數(shù)8+18.75°、+26.25°99—+15°、+21°、+27°+21.82°、+27.27°注：在保證相位移角差不變的情況下，也可采用其他的聯(lián)結(jié)方式及其相應(yīng)的相位移和移相角，本標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定變流變壓器的特殊要求，其他要求應(yīng)符合GB1094.1、GB/T6451、GB/T18494.1和變流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組的額定容量是以電壓和電流的基波分量為基準(zhǔn)的，因此額定三相容量為：U?—線電壓基波分量方均根值；I?——額定網(wǎng)側(cè)電流基波分量方均根值。該基波分量是從理想的矩形波電流計算得到的。額定容量的優(yōu)先值為：315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150kVA。注：根據(jù)用戶要求，也可選擇其他額定容量。5NB/T42022—20137.3網(wǎng)側(cè)繞組額定電壓及分接變流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組額定電壓一般為3、6、10、20、35kV。變流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組應(yīng)采用無勵磁調(diào)壓方式，分接范圍一般為±5%。7.4閥側(cè)繞組額定電壓變流變壓器閥側(cè)繞組額定電壓按訂貨技術(shù)協(xié)議的規(guī)定。7.5空載電壓比允許偏差除訂貨技術(shù)協(xié)議中另有規(guī)定外，變流變壓器主分接下的空載電壓比允許偏差一般為±2%。7.6相位移允許偏差7.7空載損耗和空載電流空載損耗和空載電流的標(biāo)準(zhǔn)值按訂貨技術(shù)協(xié)議的規(guī)定?？蛰d損耗和空載電流應(yīng)按GB1094.1的規(guī)定進(jìn)行測量。7.8額定工頻條件下的負(fù)載損耗將變流變壓器各閥側(cè)繞組同時分別短路，在額定頻率下，對網(wǎng)側(cè)繞組施加近似正弦波的電壓，當(dāng)網(wǎng)7.9短路阻抗7.9.1(全)穿越阻抗在變流變壓器中，網(wǎng)側(cè)繞組對所有閥側(cè)繞組的短路阻抗稱為(全)穿越阻抗。習(xí)慣上將該(全)穿網(wǎng)側(cè)電壓等級短路阻抗Zk%允許偏差3按訂貨技術(shù)協(xié)議主分接：±15%其他分接：按訂貨技術(shù)協(xié)議67.9.2半穿越阻抗Zg。半穿越阻抗的不平衡度按下式計算：KzB——半穿越阻抗的不平衡度，%;ZBI、ZB?——兩組或兩段閥側(cè)繞組的半穿越阻抗，%。半穿越阻抗的不平衡度應(yīng)滿足下列要求之一：a)在多重化電平的直流輸出端并聯(lián)的兩個整流橋中，分別接入其整流橋交流輸入端的兩組閥側(cè)繞6組的半穿越阻抗Zg之間的不平衡度應(yīng)符合訂貨技術(shù)協(xié)議要求。b)在多重化電平的直流輸出端串聯(lián)的兩個整流橋中，分別接入其整流橋交流輸入端的兩組閥側(cè)繞組的半穿越阻抗Zg之間的不平衡度應(yīng)符合訂貨技術(shù)協(xié)議要求。c)在多重化H橋的變流變壓器中，對任何兩段閥側(cè)繞組的半穿越阻抗Zg之間的不平衡度通常不予規(guī)定。但要求其任何兩組閥側(cè)繞組的半穿越阻抗Zg之間的偏差與其閥側(cè)空載電壓偏差應(yīng)起在變流變壓器中，任一組閥側(cè)繞組(或任一閥側(cè)繞組段)對與其相鄰的一組閥側(cè)繞組(或一閥側(cè)繞組段)的短路阻抗稱為分裂阻抗Zr。如果變流變壓器用于雙橋并聯(lián)且不設(shè)平衡電抗器的整流電路，則其Zp不應(yīng)小于20%。變流變壓器的絕緣系統(tǒng)溫度一般為105℃(A級)。7.11絕緣水平如無另行規(guī)定，則變流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組的絕緣水平應(yīng)符合GB1094.3的規(guī)定。各閥側(cè)繞組線端對地和各繞組(段、組)之間的外施交流電壓耐受水平按訂貨技術(shù)協(xié)議的規(guī)定。當(dāng)用戶另有要求時，各閥側(cè)繞組端子對地之間可進(jìn)行雷電沖擊試驗，雷電沖擊試驗電壓水平按訂貨變流變壓器的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)工作制應(yīng)符合GB/T3859.1的規(guī)定。變流變壓器在100%額定負(fù)載條件下的溫升限值應(yīng)符合GB1094.2或GB/T3859.1的規(guī)定。在最高環(huán)境溫度時，變流變壓器各繞組的熱點溫度均不應(yīng)高于該變壓器相應(yīng)的絕緣系統(tǒng)所允許的溫變流變壓器負(fù)載能力的計算按GB/T1094.7的規(guī)定。在訂貨時，應(yīng)明確保證的聲功率級是以正弦空載額定電壓勵磁或正弦負(fù)載額定電流勵磁為基準(zhǔn)的，并是對變流變壓器的本體進(jìn)行測試的。由于此條件下的聲功率級與現(xiàn)場負(fù)載條件下所獲得的值不同，因此，用戶在簽訂合同前，有必要規(guī)定在制造單位空載和負(fù)載條件下獲得的變流變壓器的最大聲功率級及其試驗條件。如用戶無特殊要求，則聲級水平按JB/T10088的規(guī)定。變流變壓器的冷卻方式為自冷(標(biāo)志代號為ONAN)或風(fēng)冷(標(biāo)志代號為ONAF)。如無另行規(guī)定，則變流變壓器承受短路的能力應(yīng)符合GB1094.5的規(guī)定。對于變流變壓器，由于網(wǎng)側(cè)繞組通常比較靠近鐵心柱，因此，應(yīng)考慮短路試驗合閘瞬間的涌流對短8試驗項目及方法變流變壓器的試驗分為例行試驗、型式試驗和特殊試驗。有關(guān)的試驗項目及方法，除本章另有規(guī)定78.2電壓比和相位移測量(例行試驗)宜采用多功能變比測試儀，直接并同時測量電壓比和相位移。8.3溫升試驗(型式試驗)8.3.1閥側(cè)繞組為雙分裂結(jié)構(gòu)的變流變壓器的溫升試驗試驗應(yīng)按GB1094.1和GB1094.2的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。8.3.2閥側(cè)繞組為多分裂結(jié)構(gòu)的變流變壓器的溫升試驗8.3.2.1對于多繞組變壓器溫升試驗的細(xì)節(jié)，通常應(yīng)在招標(biāo)階段提出，并達(dá)成協(xié)議。如果協(xié)議中無另行規(guī)定，則試驗應(yīng)按GB1094.1和GB1094.2的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并注意下列問題：a)對于多繞組變壓器，當(dāng)一個繞組的額定容量等于其余繞組額定容量之和時，其溫升要求是指所有繞組均同時在各自額定負(fù)載下的。如果情況不是這樣，應(yīng)選定一種或多種特定的負(fù)載組合，并相應(yīng)地規(guī)定其溫升限值。b)應(yīng)按盡可能接近實際負(fù)載的方式，對某一繞組施加與總損耗對應(yīng)的電流，將其余繞組同時短接或接適當(dāng)?shù)淖杩?。因試驗設(shè)備的限制，當(dāng)上述方式不完全適用時，則可協(xié)商將損耗降低到基準(zhǔn)值的80%,然后按GB1094.2的規(guī)定進(jìn)行校正。8.3.2.2根據(jù)變流變壓器的實際情況，建議簽訂協(xié)議的有關(guān)各方應(yīng)考慮下列情況：由于閥側(cè)繞組為軸向多分裂結(jié)構(gòu)，因此考慮到各閥側(cè)繞組相互間的加熱作用，溫升試驗時應(yīng)力求所有的繞組同時達(dá)到額定條件，建議采取相應(yīng)措施對溫升試驗過程中閥側(cè)各繞組的負(fù)載電流的不平衡度進(jìn)行限制。附錄D列舉了一組電流典型值，可作為將電流的不平衡度限制在±10%以內(nèi)的參考。8.3.2.3變流變壓器在進(jìn)行溫升試驗時，試驗電源的波形應(yīng)近似為正弦波。試驗時宜采用直接負(fù)載法。當(dāng)測量的閥側(cè)繞組溫升高于油的溫升時，應(yīng)選擇最上部的閥側(cè)繞組進(jìn)行測量。如果不具備采用直接負(fù)載法的試驗條件，則可采用短路法，此時閥側(cè)繞組的電流可能不平衡，當(dāng)測量的閥側(cè)繞組溫升高于油的溫升時，應(yīng)測量盡可能靠近上部且試驗電流與規(guī)定的電流之差在±10%之內(nèi)的一個閥繞組。試驗中，若不能施加規(guī)定的總損耗或電流，其試驗結(jié)果應(yīng)根據(jù)規(guī)定進(jìn)行修正。修正的有效范圍是施加的總損耗與規(guī)定的總損耗之差在±20%之內(nèi)，施加的電流與規(guī)定的電流之差在±10%之內(nèi)。經(jīng)過協(xié)商，也可擴大修正的適用范圍。但施加的總損耗不應(yīng)低于規(guī)定的總損耗的70%,施加的電流不應(yīng)低于規(guī)定的電流的85%。由于試驗時電源的波形近似正弦波，而實際運行中的諧波可能對產(chǎn)品的溫升造成影響，因此，制造方和用戶應(yīng)根據(jù)諧波的含量對溫升限值規(guī)定出適當(dāng)?shù)慕档椭?，并在訂貨技術(shù)協(xié)議中予以明確。于GB1094.2的規(guī)定值進(jìn)行考核。9標(biāo)志、起吊、包裝、運輸和儲存9.1標(biāo)志變流變壓器應(yīng)有接線端子、運輸及起吊標(biāo)志，標(biāo)志內(nèi)容應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。銘牌標(biāo)志除應(yīng)符合GB1094.1的有關(guān)規(guī)定外，還可根據(jù)需要標(biāo)志移相角、相位移、聯(lián)結(jié)組圖或聯(lián)結(jié)組標(biāo)號。變流變壓器的移相角、相位移、聯(lián)結(jié)組圖及聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的銘牌標(biāo)志示例如下：8示例1:星一延邊角結(jié)(e)變流變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Yel-5°Yel-15°Ye1-25示例2:星一曲折形聯(lián)結(jié)(z)變流變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Yz0+25°Yz0+15°Yz0+5°Yz0-5°Yz0-15°Yz0-25°9.2.2成套拆卸的組件和零件(如氣體繼電器、套管、測溫裝置及緊固件等)的包裝應(yīng)保證經(jīng)過運輸、9.2.3變流變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)在經(jīng)過正常的鐵路、公路及水路運輸后相互位置不變，流變壓器的組、部件(如套管、散熱器或冷卻器、閥門和儲油柜等)的結(jié)構(gòu)及布置位置，應(yīng)不妨礙吊裝、9.2.4運輸時應(yīng)保護變流變壓器的所有組、部件(如儲油柜、套管、閥門及散熱器或冷卻器等)不得損9.2.5變流變壓器本體及成套拆卸的大組件(如散熱器或冷卻器、凈油器和儲油柜等)運輸時可不裝箱，但應(yīng)保證不受損傷，在整個運輸與儲存過程中不得進(jìn)水和受潮。9(資料性附錄)多脈波串聯(lián)疊加二極管電壓源型整流電路A.13相6脈波二極管電壓源型整流電路3相6脈波二極管電壓源型整流電路示例見圖A.1～圖A.3。a)相位移0°b)相位移+30°c)相位移-30°d)相位移0°圖A.1人人、人4、△>、△△聯(lián)結(jié)的變流變壓器a)相位移b)相位移c)相位移d)相位移e)相位移f)相位移-30°~0°0°~+30°-60°~-30°-30°~0°0°~+30°+30°~+60°a)相位移b)相位移c)相位移d)相位移e)相位移f)相位移A.26相12脈波串聯(lián)疊加電壓源型整流電路及其三電平(電壓源型)變頻器主電路6相12脈波串聯(lián)疊加電壓源型整流電路及其三電平(電壓源型)變頻器主電路示例見圖A.4～圖A.6。A.39相18脈波串聯(lián)疊加電壓源型整流9相18脈波串聯(lián)疊加電壓源型整流電路示例見圖A.7。a)分離型電路b)串聯(lián)型電路12相24脈波串聯(lián)疊加電壓源型整流電路示例見圖A.8。a)分離型電路b)串聯(lián)型電路a)分離型電路b)串聯(lián)型電路本變流變壓器本(資料性附錄)H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱DH橋電路、2H橋級聯(lián)式變頻器拓?fù)鋱D和2H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器電路見圖B.1～圖B.3。B.23H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D3H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D見圖B.4。5H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D及5H功率單元串聯(lián)連接圖(示例)見圖B.6及圖B.7。NB/T42022—2013圖B.65H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱DWNB/T42022—20138H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱D見圖B.10。圖B.108H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱DB.89H橋級聯(lián)式電壓源型變頻器拓?fù)鋱DCoAoCoAo(資料性附錄)多脈波串聯(lián)疊加晶閘管電流源型整流電路C.13相6脈波晶閘管電流源型整流電路3相6脈波晶閘管電流源型整流電路見圖C.1～圖C.3。Ao808Bcozx?66a)相位移0°b)相位移+30°c)~相位移-30°Z[d)相位移