消弧线圈技术标准附编制说明.docx

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消弧线圈技术标准附编制说明

附件12：

10kV～66kV消弧线圈装置技术标准

（附编制说明）

国家电网公司

1总则

1.1目的

为适应电网的发展要求，加强消弧线圈装置技术管理，保证消弧线圈装置的安全、准确、可靠运行，特制定本技术标准。

1.2依据

本标准是依据国家、行业和国际有关标准、规程和规范，并结合近年来国家电网公司输变电设备评估报告、生产运行情况分析以及设备现场运行经验制定。

1.3内容

本标准对10kV～66kV消弧线圈装置（含消弧线圈、接地变压器、控制器）的设计选型（运行选用）、订货、监造、出厂验收、包装运输、现场安装和现场验收等环节提出了具体的技术要求。

1.4适用范围

本标准适用于国家电网公司系统的10kV～66kV等级中性点不接地系统。

1.5消弧线圈装置安全可靠性要求

10kV～66kV消弧线圈装置应优先采用设计制造经验成熟、结构简单、经受过运行考验且业绩良好的产品。

1.6消弧线圈的型式

按改变电感方法的不同,消弧线圈可分为四类：

1.6.1通过接入绕组的附加部分,用无励磁分接开关或者有载分接开关,实现有限级数的调节。

1.6.2用大功率晶闸管控制短路阻抗。

1.6.3用机械装置调节磁回路的气隙。

1.6.4其它类型

按绝缘介质的不同，消弧线圈可分为干式、油浸式。

1.7选型原则

10kV、20kV系统应选取具有自动跟踪补偿功能的消弧线圈装置，35kV、66kV系统根据具体情况亦可选用人工调节补偿消弧线圈装置。

对于户外安装使用的消弧线圈装置，应选用油浸式铜绕组接地变压器及消弧线圈；对于户内（包括预装式结构变电站内）安装使用的消弧线圈装置，亦可选用干式铜绕组接地变压器及消弧线圈。

1.8关于消弧线圈装置技术参数和要求的说明

本标准提出消弧线圈装置的技术参数和要求，具体参见条款2，它们是本标准的一部分，规定了消弧线圈装置技术参数和要求的基本内容。

在提出具体设备技术参数和要求时可根据本标准，结合本地区实际情况增补相应的内容。

1.9引用标准

以下为设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：

DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

GB10229-1988电抗器

GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则

GB1094.2-1996电力变压器第2部分温升

GB1094.3-2003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

GB1094.5-2003电力变压器第5部分承受短路的能力

GB1094.10-2003电力变压器第10部分声级测定

GB/T6451-1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求

GB6450-1986干式电力变压器

GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波

GB/T17626-1998电磁兼容试验和测量技术

JB/DQ2126-1985消弧线圈

GB/T15145-94微机线路保护通用技术条件

GB/T2423.1-2001电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验A：

低温；试验B：

高温；试验C：

设备用恒定湿热

GB/T11287-2000电气继电器第21部分：

量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验

GB/T14598.9-2002电气继电器第22-3部分：

量度继电器和保护装置的电气骚扰试验辐射电磁场骚扰试验

GB/T14598.10-1996电气继电器第22部分：

量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：

快速瞬变干扰试验

GB/T14598.13-1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分：

1MHz脉冲群干扰试验

GB/T14598.14-1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分：

静电放电试验

国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电[2003]95号）

国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电[2003]29号）

所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓头和螺帽均应遵照ISO及SI公制标准。

1.10使用条件

1.10.1消弧线圈、接地变压器

1.10.1.1海拔高度：

1000m

1.10.1.2最大风速：

35m/s（离地面10m高10min平均风速）

1.10.1.3最高月平均相对湿度：

90%（25℃）

1.10.1.4最高环境气温：

+40℃

1.10.1.5最低环境气温：

-25℃

1.10.1.6最大日温差：

25K

1.10.1.7日照强度：

0.1W/cm2（风速0.5m/s）

1.10.1.8覆冰厚度：

10mm

1.10.1.9耐地震能力：

地震烈度9度地区：

地面水平加速度0.4g；

地面垂直加速度0.2g。

地震烈度8度地区：

地面水平加速度0.25g；

地面垂直加速度0.125g。

地震烈度7度地区：

地面水平加速度0.2g；

地面垂直加速度0.1g。

地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数1.67。

1.10.1.10污秽等级：

参照当地最新版污区分布图,并留有一定裕度。

有条件时，可比污区图高一级配置。

1.10.2控制器（自动调谐用）

1.10.2.1工作环境条件

环境温度：

-5℃～+40℃

相对湿度：

≤90%（产品内部不应凝露、结冰）

大气压力：

80～110kPa。

海拔高度：

1000m

1.10.2.2安装地点：

户内。

装置的使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌、无剧烈振动源，不存在超过2.6.1.4规定的电气干扰。

1.10.3接地方式

中性点不接地系统。

1.10.4运行时间

消弧线圈装置在额定电流下，允许连续运行。

1.10.5高海拔、高寒、湿热等地区参照国家有关标准进行相应修正。

2消弧线圈装置技术参数和要求

2.1基本要求

消弧线圈装置应通过本标准提出的全部型式试验项目，并具有三年、三套以上相同电压等级及结构产品的良好运行经验，动作可靠，补偿效果明显。

对于同类设备在近期出现过绝缘击穿、控制失灵、系统谐振、阻尼电阻（晶闸管）烧毁等严重故障情况，生产厂家应采取有效的技术整改措施。

2.2引用标准

见总则1.9。

2.3使用条件

见总则1.10。

2.4技术要求

2.4.1消弧线圈

2.4.1.1技术参数

（1）额定电压

在额定频率下，作用于主绕组端子之间的电压即为额定电压。

额定电压标准值见表1。

（2）绝缘要求

1）额定绝缘水平:

一般要求绕组的首尾端具有相同的绝缘水平。

额定绝缘水平和耐受电压应按表1选取。

表1消弧线圈的额定绝缘水平和耐受电压单位：

额定电压

（方均根值）

设备最高

电压

（方均根值）

额定工频

耐受电压

（方均根值）

额定雷电全波冲击

耐受电压

（峰值）

125

200

140

325

2）绝缘油（油浸式）主要性能要求：

其主要性能应满足表2规定的要求。

表2绝缘油主要性能要求

项目

设备电压等级（kV）

质量指标

击穿电压（kV）

≥25

20-35

≥35

≥40

介质损耗因数（900C）

≤0.7

含水量

L/L

≤20

油中溶解气体

含量注意值

L/L

总烃

150

乙炔

氢气

150

（3

）额定容量

消弧线圈的容量应根据系统5-10年的发展规划确定,一般按下式计算:

式中:

W—消弧线圈的容量,kVA;

—当前系统单相接地电容电流,A;

—系统标称电压,kV。

对于出线回路增加快、电缆使用多的系统，可以预留更大的容量。

（4）额定频率

额定频率为50Hz。

（5）

温升限值

消弧线圈（油浸式）在持续通过额定电流下绕组的温升,不得超过80K。

消弧线圈（干式）的温升限值不应超过表3规定的限值。

表3消弧线圈（干式）温升限值

部位

绝缘系统温度，℃

温升限值，K

线圈

105（A）

120（E）

130（B）

155（F）

100

180（H）

125

220（C）

150

铁心、金属部件和与其相邻的材料

在任何情况下，不会出现使铁心本身、其他部件或与其相邻的材料受到损害的温度

（6）噪音

额定负载下，一般不大于55dB。

（7）内置电压互感器准确级应不低于0.5级，二次额定电压为100V，额定输出容量一般为50VA

电流互感器准确级应不低于0.5级，二次额定电流一般为1A或5A，额定输出容量一般为15VA。

（8）有载分接开关

切换开关触头的电寿命不应低于20万次动作，机械寿命不小于80万次。

（9）调节级差电流：

无级连续调节（晶闸管调节短路阻抗式）或级差电流

不大于5A。

（10）伏安特性线性范围

在0-110%额定电压的各种外施电压下应线性良好。

2.4.1.2铭牌要求

所有消弧线圈的铭牌至少应标出下列内容：

（1）消弧线圈型号

（2）出厂序号

（3）额定频率

（4）额定电压（包括辅助绕组）

（5）电流调节范围

（6）绝缘水平

（7）最大损耗

（8）冷却方式

（9）制造厂名（不以工厂所在地地名为厂名者，应同时标出地名）

（10）制造年月；

（11）总重量

（12）绝缘油重量

2.4.2接地变压器

2.4.2.1技术参数

（1）额定电压

额定电压标准值见表4。

（2）绝缘要求

1）额定绝缘水平:

要求高压端和中性点端具有相同的绝缘水平；绕组的额定绝缘水平和耐受电压应按表4选取。

表4接地变压器的额定绝缘水平和耐受电压单位：

额定电压

（方均根值）

设备最高

电压

（方均根值）

额定工频

耐受电压

（方均根值）

额定雷电全波冲击

耐受电压

（峰值）

额定雷电截波冲

击耐受电压

（峰值）

11.5

23.0

125

140

2）绝缘油主要性能要求:

其主要性能应满足表2规定的要求。

（3）额定容量

对无二次绕组的接地变压器，其额定容量应不小于消弧线圈的容量；对带有二次绕组的接地变压器，其一次绕组的额定容量应

与消弧线圈容量及二次绕组容量相配合，一般可参考下式选取：

S12=（SX+0.6S2）2+0.8S22

S1、S2分别为接地变压器一次容量和二次容量；SX为消弧线圈的额定容量；接地变压器二次负载的功率因数取为0.8。

（4）中性点额定电流

应不小于在运行情况下所接消弧线圈的最大持续电流值。

（5）温升限值

接地变压器（油浸式）在额定电流下，顶层油温升,不得超过

60K;

接地变压器（干式）在额定电流下，其线圈、铁心和金属部件的温升均不应超过表3的规定限值。

（6）空载损耗和空载电流

可参照GB/T6451-1999《三相油浸电力变压器技术参数和要求》表1、表2规定值。

（7）负载损耗和短路阻抗

可参照GB/T6451-1999《三相油浸电力变压器技术参数和要求》表1、表2规定值。

（8）零序阻抗

每相不大于9Ω。

2.4.2.2铭牌要求

所有接地变压器的铭牌至少应标出下列内容：

（1）接地变压器型号

（2）出厂序号

（3）额定电压

（4）额定一次容量/额定二次容量

（5）额定频率

（6）绝缘水平

（7）空载损耗

（8）负载损耗

（9）中性点额定电流

（10）绕组联结组或联结组标号

（11）零序阻抗

（12）冷却方式

（13）制造年月

（14）制造厂名（不以工厂所在地地名为厂名者，应同时标出地名）

（15）总重量

（16）绝缘油重量

2.4.3阻尼电阻器

2.4.3.1直流电阻值

直流电阻允许误差≤±2%

2.4.3.2阻尼电阻器对地绝缘电阻

应大于100MΩ。

2.4.3.3当电网发生单相接地故障后，阻尼电阻器应在2ms内被可靠短接，接地故障解除时短接回路应在20ms内立即打开。

2.4.3.4短接回路应附有试验回路以便可检测其动作可靠性，并带动作指示。

2.4.3.5阻尼电阻箱宜采用不锈钢或其它防腐防潮材料外壳，并适应户外运行条件。

2.4.3.6电阻短接装置应采用两套独立的控制回路，一套为交流操作，一套为直流操作。

两套短接开关应采用真空接触器，均安装于电阻箱内。

2.4.4控制器

2.4.4.1直流电源：

额定电压220V或110V,允许偏差-20%～+10%，纹波系数不大于5%。

2.4.4.2测量回路交流额定输入电流In：

5A或1A。

额定电流时交流电流回路功耗：

小于0.5W。

测量回路额定输入电压100V。

额定电压时交流电压回路功耗：

小于0.5W。

2.4.4.3当输入交流电压小于2Un时，控制器能连续工作。

当输入电压在0.05Un-1.2Un范围内时，

电压测量误差≤±1%。

2.4.4.4当输入电流小于2倍消弧线圈额定电流对应的CT二次值时，控制器能连续工作。

当输入

电流小于2In时，电流测量误差≤±1%。

2.4.4.5控制器应有故障录波功能，记录消弧线圈电流和消弧线圈端电压变化波形。

录波文件应能

记录接地故障前、接地故障初始时段、接地故障消失前时段、接地故障消失后时段零序电压及补偿

电流波形。

控制器应有记录10次以上接地故障波形的能力。

录波文件满足comtrad格式对文件结构

的要求。

控制器应配置传送录波数据的软件和端口。

2.4.4.6控制器应有事件记录功能。

记录信息应能反应消弧线圈装置的重要工作信息和工作状态，

这些信息可能包括：

接地故障发生时刻、接地故障消失时刻、接地故障期间最大零序电压及时刻、

与最大零序电压对应的补偿电流数值、反应消弧线圈工作状态的档位（变化）信息等内容。

记录容

量应大于200次独立事件的记录要求，记录内容可掉电保持。

2.4.4.7控制器应有自检功能。

2.4.4.8当发生接地故障或控制器出现异常时，控制器能给出报警接点或/和发出其它形式报警信

息。

2.4.4.9控制器应具有与变电站自动化系统通讯的功能。

2.4.4.10控制器对地绝缘电阻：

应大于30MΩ。

2.4.4.11控制器的交流电压、电流互感器输入端子对地工频耐压试验

耐受电压（方均根值）为：

2kV，时间：

60s。

2.4.5消弧线圈装置技术要求

2.4.5.1系统接地电容电流测量误差≤±2%。

2.4.5.2消弧线圈补偿范围内，接地点最大残流不超过5A。

2.4.5.3脱谐度：

5—20%。

2.4.5.4消弧线圈安装点中性点位移电压应不高于额定相电压的15%。

2.4.5.5单相接地故障时，消弧线圈装置应在不超过60ms的时间内输出稳定的补偿电流。

2.4.5.6谐波电流分量:

当施加正弦波形的额定电压时，消弧线圈装置电流的三次谐波分量的最大允许峰值为基波分量峰值的3%。

2.4.6消弧线圈装置的选择

2.4.6.1消弧线圈装置接地系统，在正常运行情况下，中性点的长时间电压位移不应超过系统额定标相电压的15%。

2.4.6.2消弧线圈装置应采用过补偿运行方式。

2.4.6.3系统中消弧线圈装置装设地点应符合下列要求:

保证系统在任何运行方式下,消弧线圈装置都能正常工作。

不宜将多台消弧线圈装置集中安装在同一段母线（变压器中性点）上。

对于35kV消弧线圈装置一般接在YN,d或YN,yn,d接线的变压器中性点上,对于10kV消弧线圈装置一般接在ZN,yn接线的变压器中性点上。

接于YN,d接线的双绕组或YN,yn,d接线的三绕组变压器中性点上的消弧线圈装置容量,不应超过变压器三相总容量的50%,并不得大于三绕组变压器的任一绕组的容量。

如需将消弧线圈装置接于YN,yn接线的变压器中性点,消弧线圈装置的容量不应超过变压器三相总容量的20%,但不应将消弧线圈装置接于零序磁通经铁芯闭路的YN,yn接线的变压器,如外铁型变压器或三台单相变压器组成的变压器组。

如变压器无中性点或中性点未引出,应装设专用接地变压器,其容量应与消弧线圈装置的容量相配合。

2.5工厂监造和检验

2.5.1运行单位根据需要派遣技术人员到消弧线圈制造厂对设备的制造进行检验和监造，见证设备的型式试验（对该设备需要进行型式试验时）、例行试验和特殊试验。

2.5.2监造内容包括：

原材料及外协件、外构件、零部件制造、总装配、产品试验、包装和运输。

2.5.3监造者应了解设备的生产信息以及同类设备在近期出现过的绝缘击穿、放电和强迫停运等严重故障情况及其相应的整改措施，提出监造中发现的问题和整改要求。

2.6试验

2.6.1型式试验项目

2.6.1.1消弧线圈

（1）雷电冲击试验

（2）工频耐压试验

（3）损耗测量

（4）绕组温升试验

a、

b、

2.6.1.2接地变压器

（1）雷电冲击试验

（2）工频耐压试验

（3）损耗测量

（4）绕组温升试验

2.6.1.3阻尼电阻器

（1）短时允许电流测试

2.6.1.4控制器

（1）交流电压测量误差试验

在标准环境温度下，控制器交流电压测量误差和线性范围满足2.4.4.3项确定的技术指标。

（2）交流电流测量误差试验

在标准环境温度下，控制器交流电流测量误差和线性范围满足2.4.4.4项确定的技术指标。

（3）温度变差试验

当环境温度变化时，在2.4.4.3和2.4.4.4规定范围内，控制器交流电压和交流电流测量变差≤±1%。

（4）绝缘电阻及工频耐压试验

在标准大气条件下，控制器外引接线端子对外露非带电金属部分及外壳和电气上无联系的带电回路之间，用500V的兆欧表测量其绝缘电阻，应大于10MΩ。

额定绝缘电压（V）

绝缘电阻要求

ui<60

≥10（用250V兆欧表）

Ui<250

≥10（用500V兆欧表）

在标准大气条件下，控制器能承受频率为50Hz、历时1min的工频耐压试验，无击穿闪络及元件损坏现象。

试验电压见下表。

被试回路

额定绝缘电压（V）

试验电压（V）

整机输出端子和背板线—地

2000

直流输入回路—地

2000

交流输入回路—地

2000

信号输出触点—地

2000

无电气联系的各回路之间

2000

整机带电部分—地

≤60

500

（5）耐湿热性能

装置应能承受GB7261第21章规定的湿热试验。

在试验结束前2h内，根据2.6.1.4.4条的要求，测量外引接线端子对外露非带电金属部分及外壳和电气上无联系的带电回路之间的绝缘电阻应不小于1.5MΩ，介质强度不低于2.6.1.4.5条规定的介质强度试验电压幅值的75%。

（6）振动、冲击与碰撞试验

装置应能承受GB7261第16.3条规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验、GB7261第17.5条规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验和GB7261第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验。

试验后，无紧固件松动、脱落及结构件损坏。

（7）消弧线圈控制器应满足电力控制设备对抗干扰能力的要求。

消弧线圈控制器需通过下述电磁

兼容试验：

1）装置应能承受GB/T14598.10—1996中4.1规定的严酷等级为III级的快速快速瞬变干扰试验。

2）装置应能承受GB/T14598.13—1998中3.1.1规定的严酷等级为III级的1MH和100kHz脉冲群干扰试验。

3）装置应能承受GB/T14598.14—1998中4.2规定的严酷等级为III级的静电放电干扰试验。

4）装置应能承受GB/T14598.9—2002中规定的辐射电磁场干扰试验。

（1）

（2）

（3）

（8）直流电源影响试验

1）在试验的标准大气条件下，在2.4.4.1条规定的直流电源极限条件下，装置技术性能符合2.4.4.2～2.4.4.10的规定。

2）按GB/T7261—2000中15.3的规定进行直流电源中断20ms的试验，装置不误动作。

3）装置加上电源、断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，装置不误动作或误发信号。

（9）连续通电试验

装置完成工厂检验后，在出厂前应进行168小时连续通电试验。

试验期间装置应正常工作。

试验结束后，性能指标符合2.4.4的规定。

2.6.1.5消弧线圈装置

由于消弧线圈装置是由若干高压设备及控制器组成的成套装置，需对其整体技术性能进行实验验证。

利用模拟实验的方法可以检验消弧线圈装置的技术指标。

模拟实验可以利用对消弧线圈装置施加额定电压并模拟接地故障实现。

当重点考核消弧线圈控制器的技术功能和技术性能时，模拟实验也可在动模实验室进行。

实施模拟实验时，重点检查消弧线圈装置的下述技术能力：

（1）在消弧线圈补偿能力范围内，检查消弧线圈装置对接地电容电流的测量误差。

（2）在电网不同运行方式下，检查消弧线圈补偿装置对接地故障的响应时间，以及使故障点残流减小到期望值的10%误差范围内的时间。

（3）检查金属性接地和非金属性接地对消弧线圈装置性能的影响。

（4）检查间歇接地时消弧线圈装置的行为。

（5）检查在不同运行方式下，在接地故障发生和消失的全过程中，消弧线圈装置对谐振过程的辩识和抑制能力。

（6）检查系统电压变化对消弧线圈装置性能的影响。

（7）检查频率偏差对消弧线圈装置性能的影响。

（8）其它需要考核的工作能力和动作行为。

（9）

2.6.2例行试验

2.6.2.1消弧线圈

（1）绕组直流电阻测量

（2）整个调节范围内的线圈阻抗测量

（3）绝缘试验

（4）主绕组和辅助绕组,主绕组对二次绕组之间的电压比测量

消弧线圈有辅助绕组和二次绕组时，应进行主绕组和辅助绕组,主绕组对二次绕组之间的电压比测量，且对每个分接都应进行。

（5）分接开关或铁芯气隙调节机构的操作试验

2.6.2.2接地变压器

（1）绕组直流电阻测量

（2）零序阻抗测量

（3）空载损耗和空载电流测量

（4）绝缘试验

（5）电压比和接线组别测定

（6）阻抗电压和负载损耗测量

2.6.2.3阻尼电阻

（1）直流电阻测量

（2）绝缘电阻测量

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