DL/T 1805-2018 电力变压器用有载分接开关选用导则

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  • 5.4.1有载分接开关调压级数应优先在标准化系列中选择。常见有载分接开关调压级数见表

    5.4.1有载分接开关调压级数应优先在标准化系列中选择。常见有载分接开关

    水利技术论文表2常见有载分接开关调压级数

    5.4.2线性调压、正反调压、粗细调压三种分接绕组的接线方式可用于所有变压器绕组布置方式,其中 线性调压、正反调压为常见的两种分接绕组接线方式。线性调压有载分接开关无极性选择器和粗调选择 器,工作挡位数一般为9挡(调压级数为8级),调压范围宜控制在15%及以下。正反调压有载分接开关 装有极性选择器,分接绕组重复使用,粗细调压有载分接开关装有粗调选择器,延伸了分接绕组。 5.4.3电力变压器宜采用下述调压范围: a)电压等级为35kV变压器,其有载调压范围宜选择为土3×2.5%或土4×1.25%。并且在保证分 接范围不变的情况下,根据需要,正、负分接挡位可以改变,如×2.5%。

    b)电压等级为66kV~220kV变压器,其有载调压范围宜选择为土8×1.25%,正、负分接挡位可 以改变。 电压等级为330kV和500kV的变压器,其有载调压范围一般为土8×1.25%或按GB/T6451相 关要求选择。 d)根据现在电网技术发展,在保证电网正常调压要求的情况下,调压范围可适当缩小

    5.5型式选择的一般要求

    5.5.1三相变压器宜选用三相有载分接开关。三相有载分接开关分为Y接和△接两种,三相Y接有载分 接开关用手三相调压绕组Y接中性点调压:三相△接有载分接开关不仅可用于调压侧三相绕组△接调 压,也可用于三相Y接绕组线端调压或中部调压。当变压器容量较大,超过现有三相有载分接开关充许 的最大额定通过电流或切换容量时,或者变压器的分接绕组布置在非中性点而现有的△接有载分接 开关不能满足相间绝缘的情况下,可选用单相有载分接开关组成3×I三相组,同时应考虑强制分流 的要求。 5.5.2单相变压器宜选用一台单相有载分接开关。若单台单相有载分接开关最大额定通过电流不能满 足变压器分接电流要求,可采用一台三相有载分接开关三相并联或多台有载分接开关并联使用,同时 应考虑强制分流的要求。 5.5.3有载调压变压器通常将分接绕组布置于高压侧。电力系统常见的电力变压器高压绕组均为Y接, 非自耦有载调压变压器宜选用中性点调压,此时一台三相Y接中性点调压有载分接开关即可满足要求。 5.5.4电力系统中的自耦变压器宜采用分接绕组布置在串联绕组末端或公共绕组首端的方式,所配置 的有载分接开关相与相之间为全绝缘,三相自耦变压器通常需配置三台单相有载分接开关。 5.5.5在三相△接的绕组上,分接绕组的布置方式有线端调压、绕组中部调压、(I十II)相有载分接 开关线端调压三种,可根据变压器的最高设备电压、阻抗、绝缘冲击耐受电压水平等参数,以及所需 配置的有载分接开关本身的结构来选择。在较高的系统设备最高电压下,宜采用分接线圈布置在绕组 中部调压的布置。(1十Ⅱ)相有载分接开关线端分接绕组布置可用一台Ⅱ相的有载分接开关和一台单 相有载分接开关组成△接绕组的三相线端调压,与用三台单相有载分接开关相比更节约空间。 5.5.6在运输条件对变压器器身布置有特殊限制的情况下,分接绕组可能采取其他布置方式,如分体 式的调压变压器、旁柱调压方式等,其参数要求宜适用于标准设计的有载分接开关参数。

    5.6.1粗细调绕组的漏电感。采用粗细调压的变压器,有载分接开关变换从细调绕组的末端变换到粗 调绕组末端或相反的操作过程中,两个绕组反向串接在切换回路中产生的漏电感可能会增加切换工作 负荷。变压器厂家应提供此种情况下该漏电感值,有载分接开关生产厂家应核算该漏电感值不超过有 载分接开关切换参数,或在订购有载分接开关时将上述条件下的漏电感值与分接开关生产厂家协商。 可通过过渡电阻值的匹配,限制在上述情况下漏电感对切换的影响。 5.6.2电位电阻。有载分接开关选型时,若计算所得转换选择器动作产生的恢复电压值超出有载分接 开关允许值,应配置电位电阻,以降低转换选择器在操作期间产生的恢复电压,同时应对粗调或极性 转换选择器触头间开断的电流进行核算。 电位电阻与分接绕组的连接可采用恒定连接方式,必要时采用借助电位开关瞬时连接方式。 5.6.3强制分流。若有载分接开关特殊型式或特殊应用上需要强制分流,则变压器设计必须充分考虑 两路或多路并联的绕组支路。并联绕组间的阻抗值比切换开关的实际过渡电阻值应高2倍以上,以确 保即便是在切换开关操作中也能保证强制分流,限制循环电流。在并联绕组支路之间的任何附加循环 电流都不应使最后操作的切换开关在超过其标称切换参数的状态下进行切换。当面临这种情况时,变 压器制造厂应向分接开关制造厂咨询,同时应提供与并联绕组相关的完整的绕组布置图。

    6有载分接开关技术要求

    6.1.1应适于一25℃~40℃的环境温度下运行。 6.1.2应适用于变压器运行时的长期振动和变压器出口短路时所产生的振动冲击。 6.1.3应使用与变压器绝缘油相同的油品作为绝缘液体。 6.1.4若有载分接开关运行条件不符合上述要求,则应在订货时向分接开关厂家咨询或进行特殊说 明,以便分接开关生产厂家提供相应的措施或产品

    6.2.1额定通过电流

    有载分接开关额定通过电流应不小于变压器电压变化范围内分接绕组中的分接电流最大值。 器在不同环境下(例如不同的冷却方式下)有不同的视在容量,则应取其最大值作为额定容量 有载分接开关额定通过电流的基准值。 有载分接开关的最大额定通过电流应满足GB/T1094.7中所规定的变压器各种过负荷运行要求

    有载分接开关的额定级电压应不低于变压器分接绕组最高级电压。变压器上的电压不超过GB/T 1094.1规定允许的运行条件下,有载分接开关应能进行变换操作。如果变压器在施加更高电压下需要 频繁地操作有载分接开关,则应相应提高有载分接开关额定级电压。 有载分接开关的过渡电阻应按使用该有载分接开关的额定通过电流和相关级电压的实际值设计 选取。

    若变压器的最大分接电流和每级的 内,则该有载分接开关的开断容量即满 接开关用于有几种不同的电流和级 复电压不超过型式试验中的数值

    6.2.4承受短路能力

    有载分接开关在静止状态下应具 生的短路电流的能力。有载分 应能承受不小于所连接绕组的过 过电流限值按GB/T1094.5计算

    电动机构应有足够的输出转矩,能够带动所配套使用的开关。对于交流电源,能在85%110%的 额定电压以及90%~105%的额定频率范围内进行安全可靠的操作;对于直流电源,能在80%~110%的 额定电压范围内进行安全可靠的操作。电动机构应提供有载分接开关的挡位信号,如对应信号触点、 BCD码、模拟量输出等。电动机构应提供远控操作接口,以便配用有载调压自动控制器实现变电站的 无人值守。

    6.4机械寿命和电气寿1

    有载分接开关机械寿命应大于80万次。

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    切换开关和选择开关在承载电流至少相当于最大额定通过电流和相关额定级电压下,应能承受 正常运行20万次的分接变换操作次数。 通过所有出厂绝缘试验后,有载分接开关在额定运行条件下的电气绝缘寿命和热寿命应与变压 一致。

    运行中连续载流的各种类型触头通以 倍最大额定通过电流,温度上升率不大于1K/h 达到稳定状态,用热电偶法测量触 不应超过表3中的规定值

    表3有载分接开关的触头温升限值

    油浸式有载分接开关切换开关和选择开关的油室应独立、防渗漏,应能承受其所配套变压器生 产、运行与试验过程中的压力,有载分接开关(独立油室)在此过程持续时间内应无渗漏、变形和 损坏。 油浸式有载分接开关的独立油室宜安装独立储油柜。独立储油柜应装设便于观察的油位计和吸湿 器,吸湿器应引下至便于更换干燥剂的合适高度。如与变压器共用一个储油柜时,储油柜内部应分隔 为两个不相通的部分,分别设置油位计和吸湿器。储油柜的储油量应满足有载分接开关运行温度变化 和定期采集油样的要求,不少于独立油室油量的20%,油面应略低于变压器的储油柜油面。

    对于1类有载分接开关,外绝缘即为对地绝缘;对于2类有载分接开关,外绝缘为对地绝缘和相 间绝缘。两者都由有载分接开关的设备最高电压U.和变压器试验及运行要求来决定,有载分接开关外 绝缘水平如无特殊要求应按表4选用。

    有载分接开关的对地(或2类相间)绝缘水平

    足变压器局部放电试验要求,并符合GB/T1094.3和GB/T7354的规定

    DL/T18052018

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    对于有载分接开关的内绝缘水平,取决于变压器的纵绝缘要求。依据变压器试验时出现的电压梯 度出现频次和概率统计规律,分等标定有载分接开关内部绝缘额定耐受电压值,有载分接开关内绝缘 结构参见附录E。 有载分接开关生产厂家应对有载分接开关各带电体相互之间的绝缘水平、相应的有载分接开关各 个绝缘距离的冲击及工频电压的耐受值予以说明。变压器设计应根据变压器的调压范围、绕组接线、 绕组的型式及布置、绕组的设备最高电压以及几何尺寸来确定变压器在试验电压下分接绕组各点间的 电压梯度,并逐点核对相应的有载分接开关的各绝缘距离上冲击及工频耐压值是否满足要求。 确定有载分接开关内部绝缘水平时还应考虑试验时,有载分接开关所处的分接位置,有载分接开 关内绝缘水平应满足有载分接开关处于最苛刻分接位置时,在各个绝缘距离上的雷电冲击电压值和工 频电压值。

    6.8.1有载分接开关的绝缘油应满足GB2536的要求。 6.8.2对于油中熄弧有载分接开关,必要时可安装在线滤油装置用于有载分接开关所用变压器油的循 环过滤。对于操作相对频繁的有载分接开关,宜配备在线滤油装置。对于超高压变压器或高压线端调 压所配用有载分接开关,宜配备在线滤油装置。油浸式真空有载分接开关不需要安装在线滤油装置。

    6.9.1有载分接开关独立油室保护要求

    a)应安装以下至少一种保护装置: 1)油流速保护的油流控制继电器。应为挡板式结构,当继电器内部油流速度超过整定值时发 出跳闸信号;整定值按照有载分接开关生产厂家的规定设定。 2)油压力继电器。其结构及保护特性应符合JB/T10372的规定,若其作为单一保护装置, 则通常是按使变压器跳闸设定,跳闸压力整定值应按照有载分接开关生产厂家的规定设 定,变压器厂应注意此整定值与有载分接开关储油柜油面高度的关系。 b)油浸式真空有载分接开关可配置轻瓦斯气体继电器用于气体监测,当气体继电器内部存气量超 过预警值时发出报警信号,预警值由有载分接开关生产厂家确定。如未设置气体监测器,可在 出厂文件中规定真空有载分接开关采油样进行色谱分析的周期,定期监测有载分接开关的产气 情况。 c)保护继电器的接线盒应密封良好并加装防雨罩。

    6.9.2压力释放措施

    )为防止油室(箱)因内部短路故障引起燃弧导致爆炸,应装有下列压力释放装置中的一种: 1)防爆膜(或爆破盖板)。防爆膜动作值的设定应保证在正常负载条件下(包括允许的过负 荷),以及有载分接开关连同变压器抽真空时产生的压力条件下,不应发生变形、破裂。 当防爆膜动作冲破后,油室的其他部分不应出现损坏。爆破孔安装于开关顶部并应设有防 止踩踏的装置。 2)压力释放阀。有载分接开关生产厂家应根据油浸式有载分接开关的切换级容量,同时考虑 变压器厂设计的储油柜与有载分接开关高度差来配置压力释放阀的口径与开启压力,并保 证压力释放阀的保护有效性与油流速保护或油压力保护的配合关系。 压力释放阀宜接报警,其接点容量和绝缘性能应符合JB/T7065的规定。接线盒的防护等级应 不低于IP55。

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    )压力释放阀的接线盒应密封良好并加装防雨罩

    为防止超过有载分接开关的充许操作范围而造成有载分接开关损坏及变压器事故,电动机构应安 装电气的和机械的双重限位装置;有载分接开关应安装机械的端位止动装置,当达到机械极限位置 时,这个端位止动装置应能阻止、控制机械冲击超过极端位置,杜绝有载分接开关因越位而损坏;电 动机构还应装有防止逐级控制线路发生故障时出现越级(跑挡)操作的装置。

    有载分接开关并联运行方式时,为避免并联使用的有载分接开关可能发生因位置不同步而产生 环流,可对有载分接开关的同步操作进行监视并采取控制保护措施。当有载分接开关不同步时 出信号闭锁下一分接变换,确保并联有载分接开关同步切换

    为防止有载分接开关在严重过负荷 经制造单位与用户协商,宜在有载分接开关控 中加装过电流团锁装置 页定电流的1.5倍

    6.9.7油温测量装置

    在某些情况下,油温可能会出现异常,经制造单位与用户协商,有载分接开关可加装油温测量 装置应可闭锁有载调压电动机构。

    6.10.1电动操动机构的安装位置需满足与有载分接开关的连接要求,同时还应考虑操作的方便性。 6.10.2有载分接开关头部抽油弯管上的引出管的安装位置应考虑维护检修的方便性。 6.10.3 如配置在线滤油装置,头部法兰进油弯管的引出,包括抽油管的引出应满足滤油装置的安装 需要。 6.10.4有载分接开关储油柜及管路布置应适当远离有载分接开关并避开有载分接开关顶盖上方的空 间,同时应注意连接有载分接开关油室的管路布置角度,管路与水平面的夹角应不小于2°,以确保切 换气体自由逸出,连接管路应有可靠的机械支撑。

    有载分接开关本体的试验项目及要求应参照GB/T10230.1—2007、JB/T8314、DL/T596 定执行。电动操动机构和控制器的试验项目及要求按照GB/T10230.1一2007和JB/T8314的 执行。

    8标志、包装、运输和购存

    应提供不少于以下信息: 制造商名称; 产品型号; 额定级电压; 额定通过电流; 过渡电阻值; 制造日期; 产品编号。

    8.1.2电动机构铭牌

    除需标出8.1.1中的配套开关的型号及出厂编号等项目外,标识中还应包括: 电动机的额定电压和额定频率; 控制设备的额定电压和额定频率: 注:若为直流电源,应使用“二一二”符号代替额定频率的表示符号。 一工作分接位置数

    8.2包装、运输及购存

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    8.2.1有载分接开关应采用包装箱进行包装,包装箱应牢固可靠,能保证正常运输、装卸过程中不因 包装不良而损坏。包装箱的标志应有:供方名称、产品代号、起吊位置、小心轻放、易碎等。 8.2.2每台有载分接开关应附有产品合格证、出厂检验报告。 8.2.3有载分接开关供方应提供安装使用说明书,内容应包括运输、存放、安装、运行和维护的相关 要求。 8.2.4运输应注意方向,轻抬轻放,应锁定开关活动部件。附件应集中装箱并编号,开关管道拆卸部 分应注意油道裸露部分的密封,若温差过大应考虑开关防爆盖的压力承受范围,开关顶盖应注意防磕 碰保护。电动操动机构内电气元器件应处于非工作状态,活动部件应加以固定,并进行防潮除湿处 理,外部应施加防磕碰保护。 8.2.5其他要求应符合GB/T10230.12007和GB/T10230.2等相关标准的规定。

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    变压器用有载分接开关结构型式及分类见表A.1。

    附录A (资料性附录) 变压器用有载分接开关的结构型式及分类

    表A.1变压器用有载分接开关的结构型式及分

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    附录B (资料性附录) 变压器用有载分接开关型号表示方法 国内有载分接开关产品型号表示方法主要有两种,大部分有载分接开关生产厂家的产品型号表 示方法基本一致,如图B.1所示。个别厂家生产的有载分接开关型号编码方式与表示方法如图B.2 所示。

    图B.1有载分接开关型号表示方法A

    图B.2有载分接开关型号表示方法B

    附录C (资料性附录) 电力变压器用有载分接开关订货信息

    C.1订货时,应根据使用有载分接开关的变压器的类型以及相应的标准,确定有载分接开关类型,提 出订货参数以及任何附加数据。 订货参数一般包括: a)有载分接开关的型号(产品代号); b)设备最高运行电压; c)额定绝缘水平; d)额定通过电流; e) 最大通过电流; 额定级电压; g)最大额定级电压; h)最大级容量; ) 工作分接位置数; 周围空气和浸入介质温度(如与正常值不同时) k 浸入介质的种类; 1) 变压器的试验电压; m)特别的尺寸要求; n)绕组布置图。 C.2未提及的性能指标参照相关标准执行,特殊要求由供需双方协商解决,

    D.1.1电力变压器技术参数

    电力变压器主要技术参数如下: a)额定容量:PN=50MVA。 b)变压器绕组连接方式:Y接中性点。 c)额定电压,调压范围:110kV(1土8×1.25%)。 d)级数:土8级,带极性选择器,分接绕组接线图如图D.1所示。

    e)额定绝缘水平:h.v.线路端子LIV/AC480/200kV; h.v.中性点端子LI/AC325/140kV f)冲击试验和交流感应试验时分接绕组上的电压梯度。

    D.1.2计算变压器的实际分接参数

    附录D (资料性附录) 有载分接开关的选型示例

    图D.1变压器调压绕组接线原理图(一)

    D.1.3根据上述基本数据确定有载分接开关基本型号

    a)有载分接开关的型号:油浸式油中熄弧型。 b)相数:IⅢI相。 c)最大额定通过电流:500A。

    D.1.4确定有载分接开关的绝缘水平和分接选择

    a)确定有载分接开关的对地绝缘水平。由变压器 压方式,根据中性点绝缘水平,有载分接开关对地绝缘水平可选66kV电压等级,即有载分接 开关设备最高工作电压Um=72.5kV,AC:140kV;LI:350kV。 b) 确定有载分接开关的内部绝缘水平。分接绕组最大最小分接“a”和不同相分接绕组的任意分 接间“b”呈现最大冲击电压负荷可由电压梯度K计算(应根据有载分接开关处于绕组的具体 位置,根据各变压器厂的经验来确定K值),其中取K=3.5(本实例选取K=3.5),则Umax= KX△UXU=3.5×10%X480kV=168kV。 绝缘间距“a”和“b”上呈现的交流工作电压负荷ZU;=793.9VX8=6351V,则绝缘间距 “a”和“b”的额定外施耐受电压值应为2倍~3倍的交流工作电压负荷,即6351VX3= 19053V。因此,选20kV。 由上述数据可知分接选择器选择B级。 c)接线原理图。由调压级数要求土8级,可知分接选择器应为:10193W。

    D.1.5选择合适的有载分接开关

    经进一步核实,可选定分接开关的规格如图D.2所示

    D.2.1三相自耦电力变压器技术参数

    图D.2分接开关的规格(一)

    电力变压器主要技术参数如下: a)额定容量:P=240MVA。 b)变压器绕组连接方式:Y接,串联绕组末端调压。 c)额定电压,调压范围:220kV(1土8×1.25%)。 d)级数:土8级,带极性选择器,分接绕组接线图如图D.3所示,变压器绕组布置图如图D.4 所示。 e)额定绝缘水平:h.v.线路端子LVAC950/395kV:

    电力变压器主要技术参数如下: a)额定容量:P=240MVA。 b)变压器绕组连接方式:Y接,串联绕组末端调压。 c)额定电压,调压范围:220kV(1土8×1.25%)。 d)级数:土8级,带极性选择器,分接绕组接线图如图D.3所示,变压器绕组布置图如图 所示。 e)额定绝缘水平:h.v.线路端子LVAC950/395kV:

    m.v.线路端子LI/AC480/200kV f)冲击试验和交流感应试验时分接绕组上的电压梯度。

    图D.3变压器调压绕组接线原理图(二

    图D.3变压器调压绕组接线原理图(二

    D.2.2计算变压器的实际分接参数

    a)最大通过电流IN·ma

    3根据上述基本数据确定有载分接开关基本型

    a)有载分接开关的型号:油浸式油中熄弧型; b)相数:I相; c)最大额定通过电流:1000A。

    D.2.4确定有载分接开关的绝缘水平和分接选择器

    图D.4变压器绕组布置图(一)

    a)确定有载分接开关的对地绝缘水平。由图D.3可知,该自耦变压器为串联绕组末端调压方式, 有载分接开关对地绝缘水平可选110kV电压等级,但同时自耦变压器中压线端调压时,油中 熄弧有载分接开关的绝缘水平选择还需要校核分接开关切换部分的最高工作电压,一般取高一 个电压等级开关,即有载分接开关设备最高工作电压Um=170kV,AC:325kV;LI:750kV。 b) 确定有载分接开关的内部绝缘水平。分接绕组最大最小分接“a”上呈现最大冲击电压负荷可 由电压梯度K计算(应根据有载分接开关处于绕组的具体位置,根据各变压器厂的经验来确

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    定K值),其中取K=4.5(本实例选取K=4.5),则Umax=K×△UXULl=4.5×10%×950kV= 427.5kV。 绝缘间距“a”上呈现的交流工作电压负荷ZU;=1587.7V×8=12701.6V,则绝缘间距“a”的 额定外施耐受电压值应为2倍~3倍的交流工作电压负荷,即12701.6VX3=38kV。因此,选 50kV50Hz,1min。 由上述数据可知分接选择器选择D级。 c)接线原理图。由调压级数要求±8级,可知分接选择器应为:10193W。

    D.2.5恢复电压(偏移电压)验算

    经相关计算:C=2078.1pF,C,=252.3pF(从略)

    D.2.6选择合适的有载分接开关

    经进一步核实,可选定分接开关的规格如图D.5

    D.3.1电力变压器技术参数

    图D.5分接开关的规格(二)

    电力变压器主要技术参数如下: a)额定容量240MVA/240MVA/120MVA。 b)联结组标号:YNynOd11。 c) 调压方式:三相有载调压电力变压器,中性点调压,绕组接线图及绕组布置图分别如图D.6 图D.7所示。 d) 额定电压:230kV(1±8×1.25%)/115kV/10.5kV。 e)绝缘水平:h.v.线路端子:LI/AC950kV/395kV; h.v.中性点端子:LI/AC400kV/200kV。 f)冲击试验和交流感应试验时分接绕组上的电压梯度

    出口标准图D.6变压器调压绕组接线原理图(三)

    D.3.2计算变压器的实际分接参数

    a)最大通过电流In·max

    D.3.3确定有载分接开关型号

    a)有载分接开关的型号:油浸式真空型 b)相数:IⅡI相; c)最大额定通过电流:1000A。

    4确定有载分接开关的绝缘水平和分接选择器

    粉煤灰标准图D.7变压器绕组布置图(二)

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