统一潮流控制器用油浸式串联变压器技术规范

ICSFORMTEXT29.180FORMTEXTK41T/CECT/CECFORMTEXTXXXXX—FORMTEXT201X统一潮流控制器用油浸式串联变压器技术规范Technicalspecificationforseriesoiltransformerofunifiedpowerflowcontroller（征求意见稿）中国电力企业联合会发布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX发布T/CEC20182043T/CEC20182043统一潮流控制器用油浸式串联变压器技术规范范围本标准规定了统一潮流控制器用油浸式串联变压器（以下简称串联变压器）的术语和定义，符号，产品型号，使用条件，技术参数、结构与组件要求，试验，标志、标签，包装、运输和贮存。本标准适用于电压等级为220kV和500kV的串联变压器。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/T311.1绝缘配合第1部分：定义、原则和规则GB/T1094.1电力变压器第1部分：总则GB/T1094.2电力变压器第2部分：温升GB/T1094.3电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙GB/T1094.4电力变压器第4部分：电力变压器和电抗器的雷电冲击波和操作冲击波试验导则GB/T1094.5电力变压器第5部分：承受短路的能力GB/T1094.7电力变压器第7部分：油浸式电力变压器负载导则GB/T1094.10电力变压器第10部分：声级测定GB/T1208电流互感器GB/T2521冷轧取向和无取向电工钢带(片)GB/T2536电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油GB/T2900.95电工术语变压器、调压器和电抗器GB/T4109交流电压高于1000V的绝缘套管GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T272220kV～750kV油浸式电力变压器使用技术条件DL/T911电力变压器绕组变形的频率响应分析法DL/T1094电力变压器用绝缘油选用指南DL/T1193-2012柔性输电术语JB/T3837变压器类产品型号编制方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。统一潮流控制器unifiedpowerflowcontroller，UPFC将两个（或多个）共用直流母线的电压源换流器以并联和串联的方式接入输电系统中，以同时控制线路阻抗、电压幅值和相角的装置。[DL/T1193-2012]串联变压器seriestransformer具有一个与线路串联以改变线路电压值和（或）相位的串联绕组及一个励磁绕组的变压器，它不同于自耦变压器。本标准中串联变压器应用于UPFC，其在UPFC中的基本接线参见附录A。[GB/T2900.95-2015，定义3.1.8]网侧绕组linesidewinding与电网直接相连的绕组。阀侧绕组seriestransformer串联变压器接到换流器的绕组。网侧绕组额定端间电压ratedvoltageoflinesidewinding串联变压器同相网侧绕组两端间的额定电压差。额定调节容量ratedadjustmentcapacity串联变压器某一个绕组视在功率的指定值，由额定电流和网侧绕组额定端间电压决定。符号下列符号适用于本文件。Sr：变压器额定调节容量Ir：变压器额定电流P0：变压器空载损耗I0：变压器空载电流Pr75：在额定容量和参考温度75℃下变压器的负载损耗产品型号串联变压器型号说明：D(S)–C–□/□□特殊使用环境代号系统标称电压kV额定调节容量kVA串联单相（三相）使用条件正常使用条件正常使用条件如下：变压器应能在下列条件下正常使用，超出正常使用条件，由供需双方协商决定：a)海拔高度：≤1000m；b)最大风速：35m/s；c)最高相对湿度：25℃下为95%；d)最高气温：+40℃；e)最低气温：-25℃；f)最大日温差：25K；g)覆冰厚度：≤10mm；l)阀侧中性点接地方式：经高电阻接地；i)地面水平加速度：＜3m/s2；地面垂直加速度：＜1.5m/s2。特殊使用条件在下列特殊使用条件下，变压器的技术条件可参照本标准或进行适当修正：超出正常使用条件，由供需双方协商决定：a)海拔高度>1000m；b)有害的烟或蒸汽，过多灰尘或沙尘、盐雾、或重污秽等；e)环境温度超出40℃，最低环境温度低于-25℃，及湿热条件；f)覆冰厚度>10mm；g)油箱特殊工作压力；h)特殊负载特性、负载条件和谐波要求；i)中性点特殊接地方式（如经电容、电抗等接地）；j)特殊的冷却方式和布置方式；k)户内安装变压器的室内通风要求；n)极低温环境（如严寒地区）下投运；p)其它特殊条件。在较高环境温度或高海拔环境下的温升和冷却性能应按GB/T1094.2修正，在高海拔环境下的外绝缘应按GB/T1094.3修正。特殊热带气候防护条件按相关标准执行。基本参数型式220kV、500kV串联变压器绕组形式：单相或三相双绕组带稳定绕组；分接方式：无分接。额定电压比根据系统设计确定。额定调节容量根据系统设计确定。联接组标号220kV：III（网侧），yn0（阀侧），+d（稳定绕组）；网侧绕组首末端分别引出，参见附录B。500kV：单相为I（网侧），I0（阀侧），i0（稳定绕组）；三相联结为III（网侧），yn0（阀侧），+d（稳定绕组），参见附录B。额定频率50Hz。短路阻抗网侧绕组对阀侧绕组短路阻抗根据系统设计确定。冷却方式油浸自冷式（ONAN）。绝缘水平网侧绕组绝缘水平绕组绝缘水平见表1。网侧绕组绝缘水平单位：kV系统电压等级绕组绝缘分类额定操作冲击耐受电压（峰值）额定雷电全波冲击耐受电压（峰值）额定短时感应或外施耐受电压（方均根值）220网侧绕组端间--500--网侧绕组相对地750950395500网侧绕组端间--950--网侧绕组相对地11751550680阀侧绕组和稳定绕组绝缘水平按照GB/T311.1就高执行，还应满足网侧绕组绝缘试验时传递过电压要求。绕组绝缘耐热等级A级。性能要求温升限值顶层油温升：55K；绕组平均温升：65K；绕组热点温升：80K；油箱、铁心及结构件温升：80K。损耗P0≤0.08%Sr；I0≤0.3%Ir；Pr75≤0.3%Sr，参考温度75℃。局部放电水平网侧绕组外施耐压和长时感应耐压试验中1.5倍额定电压下局放放电量应不大于100pC。调节容量过载能力应满足GB/T1094.7要求。制造厂需提供短时急救过载能力的计算报告。承受短路能力应满足GB/T1094.5要求，变压器应有承受线路短路电流的能力。短路电流按照电网规划确定。承受过励磁能力应承受以下故障工况所产生的变压器过励磁冲击：网侧绕组一端短路或接地，流过线路最大短路电流，阀侧开关闭合，持续时间为网侧旁路开关切除串联变压器时间。直流偏磁应满足DL/T2725.3.8的要求。工频电压升高允许持续运行时间串联变压器工频电压升高允许持续运行时间满足表2的规定。工频电压升高允许持续运行时间工频过电压倍数（网侧绕组端间）1.051.11.21.31.4空载持续时间连续连续连续30min180s满载持续时间连续6h2h20min5s噪声水平工频额定电压下噪声水平不大于65dB(A)。结构与组件要求铁心宜选用晶粒取向冷轧硅钢片，并满足GB/T2521要求。绕组全部绕组应采用铜导线，优先采用自粘换位导线。油箱油箱上应设有温度计座、接地端子、吊攀和千斤顶支撑座等。油箱上应装有梯子，梯子下部有一个可以锁住踏板的挡板，梯子位置应便于对气体继电器的检查。油箱应装有进油阀、排油阀和油样阀。油箱应承受住真空度为13.3Pa和正压100kPa的机械强度试验，不得有损伤和不允许的永久变形。储油柜储油柜中的油应与大气隔离，可采用胶囊或金属膨胀器，胶囊的气室通过吸湿器与大气相通。储油柜内净容积应保证在最高环境温度允许过载状态下油位不超过最高油位，在最低环境温度未投入运行时观察油位计应有油位显示。储油柜应装有油位计（带高、低油位报警接点）、放气塞、排气管、排污管、进油管、吊攀和人孔。冷却装置散热器应承受住真空度为13.3Pa和正压100kPa的机械强度试验，不得有损伤和不允许的永久变形。散热器宜经蝶阀固定在变压器油箱上或采用独立落地支撑。套管60kV以上宜采用油浸式电容型套管，在最低环境温度下宜保持微正压。套管的试验和其他的性能要求应符合GB/T4109的规定。套管型电流互感器变压器套管型电流互感器应符合GB/T1208的规定，其配置及规范按照工程需要确定。绝缘油绝缘油应满足GB/T2536和DL/T1094标准规定的环烷基油要求。油中应无乙炔，氢气含量小于10ppm，总烃含量小于20ppm。其它组件气体继电器、温度计、油位计、压力释放阀等应有完备的防雨措施，宜加装防雨罩；温度计座应有防外力破坏的防护罩；气体继电器、集气盒安装位置应便于观察，气体继电器宜采用双浮球结构。铁心、夹件的接地引下线应通过小套管引出，并与油箱绝缘，接地处应有明显的接地符号或“接地”字样。气体继电器至端子箱电缆应将每个触点的引线单独引出。铭牌应满足GB/T1094.1要求，应标明网侧绕组额定端间电压，用耐腐蚀材料制成，字样、符号应清晰耐久，铭牌在设备正常运行时其安装位置应明显可见。试验例行试验例行试验项目包括：电压比测量及联结组标号的检定；绕组电阻测量；绝缘系统电容和介质损耗因数的测量；绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量；铁心和夹件绝缘电阻的测量；负载损耗和短路阻抗的测量；空载损耗及空载电流的测量；空载电流谐波测量；操作冲击试验；雷电全波冲击试验；外施耐压试验；长时感应电压试验带局部放电测量（ACLD）；绕组频率响应特性试验；密封试验；绝缘油试验。型式试验型式试验项目除例行试验项目外还包括：声级测定（见10.3.18）；温升试验（见10.3.19）。特殊试验特殊试验项目包括：短路承受能力试验（见10.3.20）；暂态电压传输特性测定（见9.3.21）。油箱机械强度试验。现场交接试验交接试验项目包括：电压比测量及联结组标号的检定（见9.3.2）；绕组电阻测量（见9.3.3）；绝缘系统电容和介质损耗因数的测量（见9.3.4）；绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量（见9.3.5）；铁心和夹件绝缘电阻的测量（见9.3.6）；外施耐压试验（见9.3.12）；长时感应电压试验带局部放电测量（ACLD）（见9.3.13）；绕组频率响应特性试验（见9.3.14）；绝缘油试验（见9.3.17）。试验方法一般要求试验项目中操作冲击试验、雷电全波冲击试验和外施耐压试验三项与常规变压器试验项目的方法存在差异，其它试验项目方法内容与常规变压器基本一致。交接试验还应满足GB50150要求。电压比测量及联结组标号的检定参照GB1094.1执行。绕组电阻测量参照GB1094.1执行。绝缘系统电容和介质损耗因数的测量参照GB1094.1执行。绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量参照GB1094.1执行。铁心和夹件绝缘电阻的测量参照GB1094.1执行。负载损耗和短路阻抗的测量参照GB1094.1执行。空载损耗及空载电流的测量参照GB1094.1执行。空载电流谐波测量参照GB1094.1执行。操作冲击试验一般要求应分别对网侧绕组开展端间操作冲击试验和相对地操作冲击试验。网侧绕组端间操作冲击试验网侧绕组端间操作冲击试验要求如下：a)应逐次对网侧绕组所有端子开展；b)三相一体变压器：网侧绕组被试端子入波，另两相同名端子短接经高阻接地，网侧绕组剩余三个端子短接经分流器接地；阀侧绕组中性点直接接地，阀侧绕组端子悬空；稳定绕组一端直接接地，另两端悬空；试验接线参见附录C中图C.1；c)单相变压器：网侧绕组被试端子入波，网侧绕组另一端子经分流器接地；阀侧绕组一端直接接地，另一端悬空；稳定绕组一端直接接地，另一端悬空；d)其它按照GB1094.3和GB/T1094.4执行。网侧绕组相对地操作冲击试验网侧绕组相对地操作冲击试验要求如下：a)被试相网侧绕组首末端连接在一起入波，阀侧绕组短接经分流器接地，其余所有非被试端子直接接地，三相一体变压器试验接线参见附录C中图C.1；b)操作冲击电压波形可采用GB/T16927.1所推荐的(250μs±20%)/(2500μs±60%)标准波形；c)其它参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。其它绕组操作冲击试验参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。试验判断准则参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。雷电全波冲击试验一般要求开展网侧绕组端间雷电全波冲击试验时，考虑传递过电压，阀侧绕组和稳定绕组端头宜接避雷器，避雷器应与工程中配置一致。网侧绕组端间雷电全波冲击试验网侧绕组端间雷电全波冲击试验要求如下：a)应逐次对网侧绕组所有端子开展网侧绕组端间雷电全波冲击试验；b)三相一体变压器：网侧绕组被试相一端入波，另一端经分流器接地，网侧绕组其余所有非被试端子直接接地，阀侧端子经避雷器接地，阀侧中性点端子直接接地，稳定绕组端子一端直接接地、另两端经避雷器接地，试验接线参见附录C中图C.2；c)单相变压器：网侧绕组被试相一端入波，另一端经分流器接地，阀侧绕组一端端子直接接地，另一端端子经避雷器接地，稳定绕组端子一端直接接地、另一端经避雷器接地，试验接线参见附录C中图C.3；d)因避雷器的存在，试验程序中应在全电压全波冲击试验后进行几次不同电压值的降低电压全波冲击试验，该降低电压值应与试验电压逐次上升至全压全波冲击试验过程中所用的几个电压降低值相同，例如：60%、80%、100%、100%、100%、80%、60%；d)其它参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。网侧绕组相对地雷电全波冲击试验网侧绕组相对地雷电全波冲击试验要求如下：a)应逐次对网侧所有绕组开展网侧绕组相间雷电全波冲击试验；b)三相一体变压器：网侧绕组被试相两端短接入波，网侧绕组一端接变压器外壳，另一端悬空，阀侧绕组和稳定绕组一端接变压器外壳，另一端经避雷器接地，变压器外壳经分流器接地；c)单相变压器：网侧绕组被试相两端短接入波，阀侧绕组和稳定绕组一端接变压器外壳，另一端经避雷器接地，变压器外壳经分流器接地，试验接线参见附录C中图C.4；d)因避雷器的存在，试验程序中应在全电压全波冲击试验后进行几次不同电压值的降低电压全波冲击试验，该降低电压值应与试验电压逐次上升至全压全波冲击试验过程中所用的几个电压降低值相同，例如：60%、80%、100%、100%、100%、80%、60%；d)其它参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。其它绕组端子雷电全波冲击试验参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。试验结果判断准则串联变压器雷电全波冲击试验判断准则如下：a)对于带避雷器的雷电全波冲击试验，降低电压全波冲击示波图与全电压全波冲击示波图可能存在差异，可对三次全电压全波冲击示波图进行比较，并对相同电压值的降低电压全波冲击示波图试验前后进行比较，无明显差异，则应认为试验合格；b)对于不带避雷器的雷电全波冲击试验，参照GB1094.3和GB/T1094.4执行。外施耐压试验一般要求外施耐压试验包括网侧绕组相对地外施耐压试验、其它绕组外施耐压试验。交接试验中，试验耐受电压标准为出厂试验电压值的80%。网侧绕组相对地外施耐压试验网侧绕组相对地外施耐压试验要求如下：a)开展试验时应进行局部放电测量，三相一体变压器试验接线参见附录C中图C.5，单相变压器试验接线参见附录C中图C.6。b)应按图1所示的施加的电压时间顺序来检验变压器的局部放电性能；1)在不大于U2/3的电压下接通电源，U2为1.5倍最高相对地电压；2)上升至U1保持60s，U1为试验耐受电压；3)降低至U2保持60min，测试局部放电量；4)降低至U3保持5min，U3为1.1倍最高相对地电压，测试局部放电量；5)当电压降低至不大于U2/3的电压，方可断开电源。c)如果满足以下要求，则试验合格：1)试验电压不出现突然下降；2)在U2下的长时试验期间，视在局部放电量的连续水平不大于100pC；3)在U3下，视在局部放电量的连续水平不大于100pC；4)在U2下的长时试验期间，应监视铁心、夹件的局部放电水平，视在局部放电量的连续水平一般不大于100pC。220kV串联变压器U1=395kV，U2=218kV，U3=168kV;500kV串联变压器U1=680kV，U2=476kV，U3=350kV施加对地试验电压的时间顺序其它端子外施耐压试验参照GB1094.3执行。长时感应电压试验带局部放电测量（ACLD）参照GB1094.3执行。绕组频率响应特性试验参照DL/T911执行。油箱机械强度试验参照GB1094.1执行。密封试验参照GB1094.1执行。绝缘油试验参照GB2536执行。声级测定参照GB/T1094.10执行。温升试验三相一体串联变压器，网侧绕组联接成星形接法，阀侧绕组三相短路，网侧绕组施加三相电源电压；试验接线参见附录D中图C.7；单相串联变压器，网侧绕组施加单相电源电压，阀侧绕组短路；其它参照GB1094.2执行。短路承受能力试验参照GB1094.5执行。暂态电压传输特性测定参照GB1094.1执行。标志、标签和随行文件1）每台串联变压器（包括标准组件）应附有全套的安装使用说明书、产品合格证书、出厂试验记录、产品外形尺寸图、运输尺寸图、产品拆卸一览表、装箱单、铭牌图或铭牌标志图及备件一览表等。出厂资料应妥善包装防止受潮。2）出厂试验记录中应详细记录本标准所规定出厂试验项目中的全部试验结果和绝缘电阻值（注明测量时的温度和湿度）。3）根据用户要求，制造厂应提供本标准所规定项目的有关型式试验和特殊试验结果。包装、运输和贮存1）变压器须具有承受其总质量的其总质量的起吊装置。变压器器身、油箱、储油柜或冷却器应有起吊装置。2）变压器的结构应在经过正常的铁路、公路及水路运输后，内部结构相互位置不变，紧固件不松动。变压器的组件、部件（如套管、冷却器、事故放油阀和储油柜等）结构布置位置应不妨碍吊装、运输及运输中紧固定位。3）变压器通常为带油进行运输。如受运输条件限制，可不带油运输，但须充干燥的氮气或干燥的空气（露点低于-40℃）。运输前应进行密封试验，以确保在充以20kPa～30kPa压力时密封良好。变压器在运输和贮存期间应保持正压，并有压力表进行监视。4）变压器在运输中应装三维冲撞记录仪，应能承受运输冲撞加速度30m/s2（水平）。5）变压器组件、部件在运输中，不应损坏和受潮。

（资料性附录）

串联变压器在UPFC中的基本接线串联变压器网侧绕组串联于线路中，阀侧绕组与换流器相连，稳定绕组仅提供三次谐波通路，如附图A.1所示。由于串联变压器网侧绕组额定电压相较于系统电压偏低，其网侧绕组匝数较常规变压器偏少，网侧绕组端间绝缘难以承受系统的标准雷电过电压的冲击，需在网侧绕组两端就近配置网侧跨接避雷器来限制网侧绕组端间雷电过电压，可降低串联变压器制造难度，网侧跨接避雷器的选型应与网侧绕组绝缘水平匹配。串联变压器通过网侧机械旁路开关拉开或闭合可实现投入或退出，机械旁路开关合闸时间约为几十毫秒；阀侧绕组除配置机械旁路开关外，还配置了晶闸管旁路开关，晶闸管旁路开关合闸时间约为几个毫秒。图A.1串联变压器在UPFC中的基本接线示意图串联变压器的特殊性决定网侧绕组匝数少，网侧绕组难以承受高压系统上的雷电冲击过电压，需要在网侧绕组端间就近配置跨接避雷器来限制网侧绕组端间雷电过电压水平，跨接避雷器额定电压应与网侧绕组端间额定雷电全波冲击耐受电压匹配。串联变压器网侧绕组相对地不进行雷电冲击试验，因相对地绝缘属通常的油纸绝缘，无梯度分布不均的问题，可采用外施耐压和操作冲击试验间接考核相对地雷电冲击耐受能力。网侧绕组端间额定操作冲击耐受电压、端间额定短时感应或外施耐受电压应根据运行过电压和试验传递过电压确定，宜就高选取，若由于串联变压器特殊结构原因无法试验验证的，可由供需双方商讨确定。

（资料性附录）

串联变压器绕组联结示意图图B.1串联变压器绕组联结图

（资料性附录）

串联变压器典型试验接线示意图图C.1三相串联变压器网侧绕组相对地操作冲击试验F避雷器图C.2三相串联变压器网侧绕组端间雷电冲击试验F避雷器图C.3单相串联变压器网侧绕组端间雷电冲击试验图C.4单相串联变压器网侧绕组相对地雷电冲击试验图C.5三相串联变压器网侧绕组交流耐压带局放测试试验图C.6单相串联变压器网侧绕组交流耐压带局放测试试验图C.7三相一体串联变压器温升试验目  次前言 IV1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14符号 25产品型号 26使用条件 26.1正常使用条件 26.2特殊使用条件 27基本技术参数 37.1型式 37.2额定电压比 37.3额定容量 37.4联接组标号 37.5额定频率 37.6短路阻抗 37.7冷却方式 47.8绝缘水平 47.9绕组绝缘耐热等级 48技术性能要求 48.1温升限值 48.2损耗 48.3局部放电水平 48.4过负载能力 58.5承受短路能力 58.6承受过励磁能力 58.7直流偏磁 58.8工频电压升高允许持续运行时间 58.9噪声水平 59结构与组件要求 59.1铁心 59.2绕组 59.3油箱 59.4储油柜 69.5冷却装置 69.6套管 69.7套管型电流互感器 69.8绝缘油 69.9其它组件 610试验要求 610.1例行试验 610.2型式试验 710.3特殊试验 710.4现场交接试验 710.5试验方法 711标志、标签和随行文件 1112包装、运输和贮存 11附录A（资料性附录）串联变压器在UPFC中的基本接线 12附录B（资料性附录）串联变压器绕组联结示意图 13附录C（资料性附录）串联变压器典