GBT1094.6-2011电抗器.pdf

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对于AN冷却式电抗器y=1.6; 对于AF冷却式电抗器y=1.8。 在大多数情况下,稳态条件下的电抗器总损耗略低于参考温度下的相应值,这是由于试验时的环境 温度通常低于设计规定值。不过,这种影响应予以忽略。 温升试验中,应注意采用合适的连接和电气引线将电抗器与试验电源相连。这一点,对干式空心电 抗器尤为重要。 对于干式空心电抗器,如有要求时,应在电抗器温升试验期间测量电抗器端子的温升。为了得到有 效的端子温升测量值,用户应提供一个连接件和至少1m的现场用导线,供制造方温升试验时用。端 子温升限值见第6章(也可见IEC/TR60943)

12.8.14声级测定(特殊试验)

试验一般应按GB/T1094.10进行。本试验在施加额定直流电流的同时,还应依次叠加规定谐波 电流频谱中每一个重要的交流电流。 试验线路如图10所示。此接线图需要两台同一规格的电抗器,但试验时它们应进行隔声处理。交 流电源可用一台容量足够、频率可调的正弦波发生器。为了加大注人电抗器的谐波电流,可以利用电容 器将试验回路的谐振频率调谐到指定状态下。 总声功率值应使用下述公式计算,也可见GB/T1094.10中附录A:

Ltor =10lg(105,/10)

Lα—总声功率级; L:一每个电流分量下的声功率级。 如果试验中达不到规定的电流值时吊耳标准摘录图,经供需双方之间协商,可按下述公式用计算的方法将测量值校 到额定电流下的声功率级

12.8.15高频阻抗测量(特殊试验)

超出频率范围的电抗器阻抗测量应由供需双方协商确定。 注:测量时用的典型频率范围为工频与几千赫兹之间以及30kHz和500kHz之间。试验方法取决于使用 户应对使用情况提供信息。

12.8.16绕组直接液冷式电抗器液体冷却管路的密封试验(例行试验)

GB/T1094.62011

施加压力时,应仔细检查电抗器中可能出现的泄漏,尤其是象接合处和连接件等关键部位。 出现泄漏,则应认为试验合格

12.8.17绕组直接液冷式电抗器的压力差测量(型式试验

12.8.18暂态故障电流试验(特殊试验)

12.8. 18. 1概述

2.8.18.2评价准则

12.8.19液浸式电抗器截波冲击试验(特殊试验)

式验应按GB1094.3一2003的第14章进行。试验时,依次对每个端子进行冲击,另一端子接地。

额定增量电感的偏差应为+20%。 按12.8.5测得的在直流电流为零时的增量电感偏差应不超过额定直流电流下的增量电感测量 值的+1%。 按12.8.6测得并校正后的总损耗值偏差不应超过规定值的10%

GB/T1094.6—2011

GB/T 1094.6—2011

尽管从电力系统的观点来看,电抗器电压与电流的关系是电力系统最感兴趣的主要性能,但磁链与 电流的关系更适合于描述电抗器的磁化性能。磁链是电压对时间的积分。当磁链与电流的关系已知 后,就能够计算稳态下和暂态下交流电压与电流的关系。 在电抗器中,如果至少部分磁通通过铁磁材料(铁心、磁屏蔽等),由于铁磁材料的磁饱和特性,电抗 器将是非线性的。电抗器整体的特性是这样的,即在低磁通水平时,磁通与磁化电流是线性关系;在高 滋通时,当铁磁材料完全饱和时,磁通的变化与磁化电流的变化也呈线性关系。在这两部分线性关系之 间,存在一个渐变的过程。两条直线的交点叫拐点。见图2说明。 图1中,说明了三种不同的磁化特性。图1a)说明励磁电流与磁链间的线性关系,这可以在磁路中 没有铁磁材料的电抗器中看到。图1b)中,当部分磁路中的磁密在高于正常运行水平时开始饱和时 滋通与电流间存在一定的非线性关系。图1c)说明了在额定运行条件下,铁磁材料完全饱和时的情况

基本上,铁磁材料中的磁密B与磁场强度H之间是非线性关系。对电抗器来说,正常情况下,磁路 不同部分的磁密是不同的。这意味着磁路的不同部分在不同的磁通下饱和。因而,磁通Φ与电流的关 系比磁密与磁场强度的关系更有意义。 绕组的磁链是指与计人绕组匝数的所有绕组相交链的总磁通。电抗器磁化特性是指瞬时磁链山与 瞬时电流的关系。 因为磁化特性主要受空气间魔影响,因此,电抗器中可以忽略磁潜现象,

正如C.2所述,电抗器磁化特性是指瞬时磁链中与瞬时电流i的关系,而电抗是施加的电压与电流 的比值,两者都是方均根值(假定阻抗的电阻分量可以忽略)。给定了电压幅值和波形,就可以用磁化特 生导出电抗。 如果磁链与电流间为线性关系,那么电压(方均根值)与电流(方均根值)之间也是线性关系,则电抗 就是恒定的。如果磁链与电流是非线性关系,那么电压(方均根值)与电流(方均根值)间也是非线性关 系,则磁链与电流间的关系就具有不同的特性。此时,电抗随电压变化。 在电压较低时,磁链与电流间的关系是线性的(磁链远低于拐点),但在较高电压时变为非线性的 这时磁通开始饱和。当施加引起磁化特性非线性的幅值的正弦电压时,电流就不是正弦的。说明见 图C.1

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总的谐波畸变率THD定义为谐波的方均根值与基波方均根值的关系。某个电流的THL 以按照下式计算出来:

稳定状态下,电抗器上的电压与流过电抗器的电流有近90°的相移。电压为峰值时电流过零。电 抗器接到系统后,有一个暂态条件,会产生一个涌入电流,其峰值高于额定电流的峰值,涌人电流的峰值 取决于频率及电抗器接入系统时电压的相位。 最坏的情况发生于电抗器接人时,电压正好过零。这样产生的磁链是稳态的两倍。对具有线性磁 化特性的电抗器来说,涌人电流的峰值约为两倍的稳态电流峰值。 对具有非线性磁化特性的电抗器来说,涌人电流的峰值可能大于稳态电流峰值的两倍。涌人电流 水平可以从磁化特性导出。 涌入电流现象与变压器的相同,但峰值电流与额定电流的比值较低。剩磁效应对电抗器涌人电流 没有影响。 假定电力系统只有很小的电阻分量,电抗器绕组的损耗决定了涌入电流的阻尼

由于磁链不能直接测量,因此必须使用间接法来测量磁化特性。当施加幅值足以使电抗器饱和的 交流电压至少一个周期后,就可以用测得的电压和电流的瞬时值计算出磁化特性。如果要求特性测量 的电流高于最大运行电流,就应使用不使电抗器过载的方法,例如采用C.7.1的直流法,高于标称电流 的磁化特性就可以估算出来了。

用直流给电抗器充电(高于标称峰值电流),磁链随着磁化曲线增加(图C.2中开关1和3闭 后将电抗器短路,记录衰减电流和时间(图C.2中开关2闭合,开关1和3打开)。利用衰减电流 特性(磁链与电流的关系)可用下面公式计算出来: 电抗器短路时(如图C.3所示UR=UL),使用下列公式:

式中:R为已知的整个回路的电阻(绕组十连接导线十分流器)。用测得的i(t),可算出电流变化率 di(t)/dt。 这意味着蚁)可计算如下

GB/T 1094.6—2011/<0时充电,/>0时放电500400300V/婴甲200100051015时间/sa)充电、放电电流图对数坐标放电部分1 000100V/10051015放电时间/sb)对数坐标放电电流图图C.4电抗器直流充电、放电电流测量曲线2)应对测量的信号进行数字滤波,因为记录电流的随机变化会导致在计算电流的导数di(t)/dt时出现错误。3)用记录下并经数字滤波的电流,可以计算出时间常数t(公式C.8)。4)用时间常数是定值的任何电流,能够计算出这个电流下的磁链(公式C.9)。5)因为i(t)/(di/dt)和电阻R是已知的,磁链可以从放电开始到达到一个低电流进行积分(公式C.7)。总的磁通变化是积分值加低电流i;下的剩余磁通,见图C.5说明。测量得到的磁化特性见图C.6。77

GB/T1094.6—20112 000qM//1 5001 000500005101520放电时间/s图C.5放电阶段的磁通计算(见公式C.7和公式C.9)(nd) 1. 50. 5 0. 51. 5x电流(p.u.)图C.6磁化特性6)从磁化特性,就能够计算其他几个相关的关系。78

D. 1.1 名词术调

SIWL:电抗器操作冲击耐受水平 LIWL:电抗器全波雷电冲击耐受水平 LICWL=1.1XLIWL:电抗器截波雷电冲击耐受水平 SIPL:接到电抗器端子上的避雷器操作冲击保护水平 LIPL:接到电抗器端子上的避雷器雷电冲击保护水平

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附录D (资料性附录) 并联电抗器操作及特殊应用的资料

是充分的。然而对双回路线路,当电抗器和 容形成自然谐振时,用隔离开关将电抗器切断,就可能有问题

D.2带有载分接开关(OLTC)的电抗器

带OLTC的电抗器可以按照线路或电网负载的条件来调节无功补偿。在轻负载时(如:夜里),使 用最大无功补偿即分接匝数最少;在满负载时(如:白天),电抗器分接匝数最大。典型的分接范围,允许 无功功率从100%减少到50%。应针对零功率因数操作,选择特殊的OLTC。还应考虑OLTC的最大 操作次数。

到变压器第三绕组的并联

并联电抗器经常接到电力变压器的第三绕组上,为更高电压的系统提供无功补偿。通常,这些电抗 器的星形联结中性点不接地。 并联电抗器接到变压器上,有两种可能的方法: a)通过断路器将并联电抗器的端子接到变压器的第三绕组上。电抗器的端子可用避雷器保护以 限制断开时的过电压(可参见附录D.1)。 b)通过隔离开关将电抗器端子接到变压器的第三绕组上,在电抗器的三相绕组的中性点端用断 路器。用断路器接成星形联结的中性点时,电抗器就接到了变压器上。通常不需要限制过电 压的避雷器。隔离开关在断路器开路后,隔离开电抗器 为了避免断开变压器时变压器高压侧过电压,先断开电抗器,然后从电网断开变压器是很有用的 但这个操作顺序在清除故障时是不可能的。设计变压器过电压保护时应该考虑到这些情况(见ELEC TRANo.138.1991年)

电抗器用于带有单相自动重合闸系统的电力线路

接到具有有效中性点接地的线路或电网的并联电抗器,其电抗器中性点通常接地。在某些情况下, 输电系统线路上装有单相自动重合闸装置,它可能是控制单相接地故障的二次电弧电流以及暂态恢复 电压优选办法。这可以通过在并联电抗器中性点与地之间增加一个中性点接地电抗器来实现或在断开 接地的中性点与地之间安装具有适当额定值的避雷器保护来实现。两种方法都需要较高的并联电抗器 中性点绝缘水平以满足不平衡条件下的暂态过电压要求。 更多资料见: E.W.Kimbark用并联电抗器抑制单极开关操作超高压线路的接地故障电弧消弧,IEEE传输和 分配.1964年3月

GB/T1094.6—2011可见,涉及到有效电感、有效电抗的定义、额定值以及测试时,应首先明确系统条件,确定有效电感、有效电抗试验电流的相序,尤其是要明确有无零序电流的存在。否则,电感、电抗测试结果未必等于运行中所呈现的有效参数。如果系统中性点不接地,那么通过限流电抗器、并联电容器组用阻尼电抗器的非对称短路故障电流、合闸涌流以及谐波电流中不含零序分量。有效电抗和有效电感的测试电流显然可以是三相正序电流。用于中性点有效接地的系统时,滤波电抗器、并联电容器组用阻尼电抗器中的3次、6次、9次等谐波电流以零序分量为主,合闸涌流中也能够分解出很大的零序分量,对这些零序电流所呈现的电感明显小于对其他正序和负序电流的电感(见下文),除非将相间互感设计为零。立式叠装空心限流电抗器三相组以及三相间隙铁心电抗器在零序电流的有效电抗小于正序电抗和负序电抗,这使中性点接地系统限流电抗器电抗保证值和测试条件有两种选择,即单相阻抗和三相阻抗。单相阻抗是单相励磁条件下的阻抗,不受互感影响,因而其阻抗值大于零序阻抗但小于三相阻抗。如果要保证三相阻抗符合要求,单相阻抗往往有较大偏差。并且,对于立式叠装空心电抗器,各相阻抗因考虑互感影响而调整自感,结果造成各相自感或单相阻抗不够均匀。其最终结果是,不同相的线路出现单相接地故障时,短路电流水平不同。为此,对使用于中性点接地系统的三相限流电抗器,应规定单相阻抗和三相阻抗两个指标,当用于中性点不接地系统或经高阻抗接地系统时,单相阻抗的规定和测试不是必要的。对于既要考虑零序电流又需要考虑正、负序电流的电抗器,考虑到零序有效电感与正序、负序等效电感之间可能出现较大差异,最好不采用具有相间磁耦合的三相电抗器(组),受场地限制不得不采取立式叠装布置时,用户可规定互感或磁耦合系数的上限,并根据互感和电流相序分别计算各种相序有效电抗或有效电感。对于这样的电抗器,制造方进行例行试验时应测试相间磁耦合系数,并标出正负极性。当各相电流的相位既不相同也非相反时,相间互感电势还在很大程度上对阻抗中的电阻分量产生干扰。最典型的情况是,相邻两相之间的相位差为120°,这时,如果各相电流幅值相等,则某一相将以互感电抗的86.6%增大或减小相邻相有效阻抗中的电阻分量。这种干扰使得各相电抗器从电源吸取的有功功率并不等于该相电抗器的实际损耗,见表E.2、表E.4。对于既要考虑零序电流又需要考虑正、负序电流的滤波电抗器,因三相励磁条件下各相电抗器损耗和Q值与电流相序有关,建议用户根据自感、互感和各相单相励磁时的交流等效电阻以及实际应用中各频率电流的相序分别计算电抗器对于不同电流所呈现的交流有效电阻。E.2相间的均匀磁耦合本章主要适用于星形联结的并联电抗器。具有均匀相间磁耦合的三相电抗器的磁性能,可用图E.2的等效图来表示:BX 3X3X 3Xm3图E.2包含相间磁耦合的三相电抗器等效图82

当|Mc|小于|Mba|时,互感之间的相对偏差使A相电源输出的有功功率小于A相电抗器的损耗, 当两个互感之间的差值达到一定程度时,电抗器从A相电源输人的有功功率(即损耗测量值)可能小到 零甚至出现负数。零损耗或负损耗难以修正到指定的参考温度下。此外,当视在功率中的有功功率接 近零时,瓦特表和互感器可能带来更大的测试误差,使测试结果失去应有的准确性。鉴于这种情况,对 于间隙铁心或带铁磁物的其他三相电抗器,可在三相励磁条件下用两瓦特表法测量三相电抗器总损耗 而不区分各相损耗

E.3相间非均匀磁耦合

本章涉及立式叠装电抗器。对此类电抗器,一般使中间相的线圈绕向与其他两相相反,导致在承载 对称电流时相邻绕组间产生正的磁耦合。在这种情况下,三相短路条件下作用到轴向支撑(绝缘 上的主要应力低于线圈绕向都相同的情况。 注1:对所有线圈绕向相同的三相立式叠装电抗器,可用将中间绕组的端子接成与其他两个绕组相反的办法来得到 正的磁耦合。 每个绕组的自感的选择和在电抗器短路条件下有效电感上的非均匀耦合取决于中性点的接地方 权决于电抗器连接的电力系统是有效接地或非有效接地。 注2:非均匀磁耦合会产生干扰保护系统的零序电压或电流(取决于系统中性点接地方式)。 立式叠装电抗器每个绕组的自感可选为补偿或无补偿的设计方案: 一无补偿方案 在此情况下,每相电抗器设计成具有相同的自感。由于相间非均匀磁耦合,这个布置会导致三 相故障条件下各相具有不同的电流幅值。然而,对中性点有效接地的电力系统,单相故障电流 幅值在所有三相都相同。因而,无补偿布置是接入中性点有效接地系统的电抗器的首选。 补偿方案 在这种情况下,每相的自感经过单独调节以便在非接地三相故障情况下得到三个相同的电流 幅值。然而,对中性点有效接地的电力系统,三相的单相故障电流幅值各不相同。需要着重注 意,自感可能会低于额定值,因而有效接地系统的单相故障电流可能会超过额定值。 无补偿与补偿的比较见表E.3,表中: L=L:下部(C相)和上部(A相)绕组的自感; Lb:中部(B相)绕组的自感; ma:下部(C相)和上部(A相)绕组的互感Me,用L,的百分数表示; mba=meb:中部绕组与上部或下部绕组的互电感M或Meb,用√(L×L)的百分数表示; 之sCrl:以额定三相短路阻抗zsCr3的相对值表示的单相阻抗2scrl

表E.3非均匀磁耦合电抗器耦合值

抗器在三相正序电流励磁时从电源吸取的有功功

源吸取的有功功率总是大于该相电抗器的实际损耗,而A相电抗器从A相电源吸取的有功功率总是 小于自身损耗,当磁耦合系数足够大或电抗器损耗足够小时,A相电源输出的功率可出现负值。若以 比测量值确定电抗器的品质因数Q,将出现负Q值的情况,不能满足Q值大于某一下限的技术要求。 空心电抗器的损耗测量是检查和评估电抗器品质的重要手段。为准确反映绕组质量,电阻性损耗 和主要是由涡流损耗构成的附加损耗通常都要修正到指定的参考温度下。在单相损耗测量值为负数或 零时,温度修正难以进行,从而无法判断该相电抗器品质。为此,由三台单相空心电抗器组成的立式叠 装三相组的损耗测量,最好是在单相励磁下进行

附录F (资料性附录) 间隙铁心和磁屏蔽空心电抗器损耗的温度校正

损耗在环境温度下测量。I"R损耗按照GB1094.1给出的方法重新计算。附加损耗认为不受温度 影响。 创如

损耗在环境温度下以及在温升试验稳定状态时测量 基于这两个测量,可以得出温度系数。 例如: 温升试验时对与F.1相同电抗器做的测量:

环境温度下对第二个相同装置的测量(例行试验):

GB/T1094.6—201

短路试验时,非对称电流通常在10个周期内衰减为零。在故障的初始阶段,非对称电流峰值会在 电抗器上产生最大的机械力,而长时间的对称故障电流使电抗器承受高温,同时受机械力作用。 当规定短路试验冲击的次数以及每次冲击的持续时间时,应考虑某些电力系统的操作因素: 当规定机械短路试验时的峰值冲击的次数时,就应考虑允许的自动重合闻次数,如1、2或3; 机械短路试验每次冲击的持续 出装置的实际情况

附录I (资料性附录) 电阻器——性能、参数和试验

本附录拟作为连接到第11章所述消弧线圈二次侧的单相电阻器的导则。 注1:本附录也可以做为用于配电网单独使用的电阻器的导则。 通常,电阻器设计用于在系统接地故障时短时运行,目的是增加接地故障电流中的电阻分量,以改 善接地故障保护装置运行的可靠性。 一般要求电阻器通过电流的时间明显小于消弧线圈通过电流的时间。电流持续时间或负载周期由 接地故障保护系统控制。 电阻器的设计由电流持续时间或负载周期以及阻值和电流幅值决定。因而,正确的规定电流持续 时间和负载周期是很重要的。 注2:电阻器可用于减小系统单相线对地故障时的时间常数

下列参数由用户规定: 额定电阻; 额定电流或额定电压持续时间下电阻值的最大增量(如果有要求); 额定电流或电压,由于电阻随温度变化,所以额定电流或电压取决于应用情况以及电压或电流 是否是常数: 额定电流或电压持续时间及负载周期(电流或电压的最大持续时间,连续作用的次数铁路路基排水技术规范(报批稿).pdf,连续两

下列参数由用户规定: 额定电阻; 额定电流或额定电压持续时间下电阻值的最大增量(如果有要求); 额定电流或电压,由于电阻随温度变化,所以额定电流或电压取决于应用情况以及电压或电流 是否是常数; 额定电流或电压持续时间及负载周期(电流或电压的最大持续时间,连续作用的次数,连续两

次间的最小时间间隔); 电阻上施加的最大持续电压或电流(如果有要求): 电阻端子与地间的绝缘水平,通常规定外施耐压试验水平; 安装方式(户内或户外); 空气绝缘电阻器的IP代码(IP代码一如IEC60529规定的外壳防护等级); 绝缘方式(空气绝缘、液浸式); 电阻带电元件允许的最高温升。如果用户没有规定,制造方应公布这个值。

建议进行下列试验: a) 例行试验: 环境温度下的电阻测量; 外施耐压试验(确认电阻器和外壳或油箱间的绝缘水平)。 b)型式试验: 温升试验(确认温升和阻值增量(如果需要))。用额定电流或额定电压持续时间下的额定 电流或额定电压确认电阻器的温升。试验时电压或电流(规定的)应保持近似常量。除非 另有规定DB13/T 5019-2019标准下载,否则应测量最热元件的温度。试验后,应确认绝缘及其他元件没有被损坏。试 验期间应监测电阻值。 c)特殊试验: 雷电冲击试验(对于U.>1kV的直接接到系统的电阻器); 确认外壳的IP代码

铭牌上应有下列内容: 户内或户外应用; 制造方名称; 出厂序号; 制造年月; 环境温度下额定电阻; 额定电流或额定电压; 额定电流或额定电压持续时间及相关负载周期(如果适用); 最大持续电压或电流(如果适用); IP代码(对空气绝缘电阻器); 电阻器元件最大允许温升(对空气绝缘电阻器); 总质量,

在20℃时的偏差为士10%。要求偏差更低时,可

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