TCEC 《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》编制说明

随着我国经济迅速发展和西电东送规模的持续加大，部分地区的系统短路电流已达到甚至超过断路器遮断容量，严重威胁到系统安全运行。基于高耦合分裂电抗器的限流器是近年出现的一种新型故障电流限制装置。其中，高耦合分裂电抗器由相互耦合的两组线圈组成，两组线圈一端短接，其中一个线圈另一端接快速开关。当两支路都有电流通过时，两组线圈产生的磁通在公共磁路内相互抵消，使得线圈对外只表现出很小的漏电感；而只有单个支路通流的情况下，线圈产生的磁通较大，对应的电感线圈对外表现为很大的电感，能有效限制对应支路的故障电流。在该装置中，高耦合分裂电抗器是核心部件，而目前行业内尚没有规范、统一的运行规程对其使用进行明确。为了规范化该类装置的使用，需要通过标准对其进行明确，以利于制造及推广。近年来，通过国家科技支撑计划、南方电网重大科技专项以及国家重点研发计划，本标准编写组对干式空心高耦合分裂电抗器的使用及其技术先进性有了较为深入的研究。同时，标准编写组中的设备制造企业和试验研究机构对该设备的设计、生产、试验、应用、运行维护等都积累了大量的经验。上述成果和经验都为本标准的编制提供了坚实的基础。一、任务来源根据中国电力企业联合会（中电联标准[2017]70号）下达的2017年第一批中国电力企业联合会标准制修订计划，由广州供电局有限公司电力试验研究院、华中科技大学、西安西电变压器有限责任公司、中国电力科学研究院等单位负责编制《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》，计划编号为“T/CEC20170109”，技术归口为电力行业变压器标准化技术委员会（DL/TC02），计划完成年限为2018年。二、工作简况2017年5月，在项目计划下达前，华中科技大学提供了标准初稿。2017年6月27日，电力行业变压器标委会在昆明组织召开了团体标准《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》标准制订第一次工作会议，广州供电局电力试验研究院王勇、刘俊翔、吴杰、华中科技大学袁召、西安西电电气研究院武胜斌、中国电科院郭锐、许继电气股份有限公司杨建立、北京电力设备总厂赵杨、顺特电气设备有限公司胥军、彭大镐、西安西电变压器有限公司师利星、重庆大学王飞鹏以及云南电科院韩凌云参加了会议。与会代表对标准框架、范围和主要内容进行讨论，对编制任务进行了分工，并形成了讨论稿1。2017年11月29日，电力行业变压器标委会在广州组织召开了团体标准《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》编制第二次工作会议，广州供电局电力试验研究院王勇、刘俊翔、吴杰、华中科技大学袁召、西安西电电气研究院武胜斌、中国电科院遇心如、许继电气股份有限公司杨建立、北京电力设备总厂赵杨、顺特电气设备有限公司胥军、西安西电变压器有限公司师利星、广东电网电力科学研究院徐林峰以及云南电科院徐肖伟参加了会议。与会代表对标准制定详细内容进行讨论，主要认为标准编制应做好各电压等级已开展实际应用的高耦合分裂电抗器的总结，提出一些典型的、有代表性的参数选取实例和选取原则，并形成了讨论稿2。2018年11月1日，电力行业变压器标委会在广州组织召开了团体标准《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》标准征求意见会议，广州供电局电力试验研究院王勇、刘俊翔、苏海博、华中科技大学袁召、西安西电电气研究院武胜斌、许继电气股份有限公司杨建立、北京电力设备总厂赵杨、顺特电气设备有限公司胥军、西安西电变压器有限公司师利星、云南电科院徐肖伟以及沈阳变压器研究院孟庆民参加了会议。与会代表对讨论稿的章、条内容进行讨论，重点对电抗器试验部分的项目以及其与前文中技术要求的对应关系进行了讨论，形成了征求意见稿。三、编制原则和思路本标准是在国家科技支撑计划、南方电网重大科技专项技术成果以及大量制造企业和用户使用经验上编制而成。四、主要试验验证情况本标准制定过程中无试验验证情况。五、采标本标准未采用国际标准或国外先进标准。目前，国外未见高耦合分裂电抗器相关标准。六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准与现行法律、法规和标准的关系不矛盾、不抵触。七、重大分歧意见的处理经过和依据本标准制定过程中无重大分歧意见。八、主要技术内容本标准规定了干式空心高耦合分裂电抗器的术语和定义、基本原理、使用条件、产品型号、主要参数、技术要求、允许偏差、试验、标志、标签和随行文件、包装、运输和贮存以及一些产品的性能参数实例和一些产品的参数选取原则。本标准适用于10kV~220kV电压等级电力系统中分配并联支路电流和限制故障电流的分裂电抗器。九、条文解释第1章范围本章规定了本标准的适用范围。考虑到国内同类装置目前最高应用电压等级为220kV，本标准的适用电压等级规定为10~220kV。第2章规范性引用文件本章列出了与本标准相关的引用标准、文件。引用的原则为：在标准正文中有引用的标准，按照GB、DL标准的顺序列出。第3章术语和定义本章主要对分裂电抗器、单臂电感、耦合系数、高耦合分裂电抗器、单臂直流电阻、双臂直流电阻以及两臂间绝缘等术语进行了定义。特别是耦合系数等关乎该设备核心性能的参数，还进行了详细的公式定义。在3.4中对于高耦合分裂电抗器的描述中，将耦合系数定义为0.8以上，主要是考虑在实际使用过程中，0.8以上的耦合系数才能让设备具有较好的使用效果，该数据由用户的使用经验和制造厂设计经验综合得来。第4章基本原理为方便技术人员能够更方便地掌握和使用本设备，本章特别对设备原理进行了描述，即：干式空心高耦合分裂电抗器的两组电感线圈同时通流，且两组电感线圈产生的磁通方向相反时，分裂电抗器对外只表现出很小的电感；分裂电抗器只有单臂电感线圈通流时，分裂电抗器对外表现为单臂电感。第5章使用条件本部分主要参考国标而定，无特别要求。第6章产品型号本章主要参考分裂电抗器命名方式开展了命名规则的制定。特殊之处在于，在“型式”部分，加入了代表高耦合的“H”。第7章主要参数本章提出了干式空心高耦合分裂电抗器主要参数，包括额定电压、额定电流、额定频率、额定热短路电流、额定机械短路电流等。第8章技术要求本章对干式空心高耦合分裂电抗器关键技术指标进行了规定，主要包括稳态温升、短时温升、绝缘水平、耦合系数等。第9章允许偏差本章规定了设备重要参数的允许偏差范围，包括电感、耦合系数、直流电阻以及总损耗等。其中，在9.1中，单臂电感允许误差10%主要来源于高耦合分裂电抗器试验条件对电感值的需求，如果偏差大于10%，可能造成比较明显的不均流现象。第10章试验本章对干式空心高耦合分裂电抗器试验项目、试验方法进行了规定。在试验方法部分，本章引用了分裂电抗器基本结构图，对试验接线方式进行了详细规定。第11章标志、标签和随行文件本章对设备铭牌、标志应该注明的内容和随行文件内容进行了规定。第12章包装、运输和贮存本章规定了设备包装、运输和贮存的要求。相较于普通电抗器设备，本设备无特殊要求。附录A（资料性附录）提供了10kV、15kV、110kV以及220kV干式空心高耦合分裂电抗器参数选择的实例；附录B（资料性附录）是分裂电抗器使用实例，基于分裂电抗器的断路器并联技术方案，能够实现并联断路器的自动均流、限流，保证多断路器的可靠并联，从而有效提高断路器的载流、开断能力；附录C（资料性附录）是分裂电抗器单臂限流电感参数选取，主要是结合使用要求给出了选择单臂电感值的指导意见；附录D（资料性附录）是不同系统下HCSR参数选取原则，主要是针对线路用并联型断路器、并联型发电机出口保护断路器以及大容量试验站用并联型断路器等几种典型应用场景下提出综合性参数选择建议。十、标准名称变更标准立项时名称为《10kV～220kV干式空芯高耦合分裂电抗器技术规范》，后经讨论，将名称变更为《10kV～220kV干式空心高耦合分裂电抗器技术规范》。变更原因为：与会专家认为，“空心电抗器”名称较为符合行业惯例，因此将“空芯”改为“空心”。十一、代替或废止现行标准的建议无。十二、其他应予说明的事项本标准不涉及专利。建议尽快发布标准，