浙江电网20kV消弧线圈装置技术规范.docx
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浙江电网20kV消弧线圈装置技术规范
20kV消弧线圈装置技术规范（试行）
11 范围
本技术规范规定了交流额定电压20kV消弧线圈成套装置、消弧线圈、接地变压器等接地装置的技术参数、性能及试验等方面的技术要求。
本技术规范适用于20kV电压等级系统所使用的消弧线圈成套装置（含消弧线圈、接地变压器、阻尼电阻器、控制器等）。
本技术规范所规定的技术要求为最低限度技术要求，并未对所有技术细节做出规定，也未充分引述相关标准和规范的具体条文。
制造厂家应提供符合本规范、国家标准、电力行业标准以及国际标准的优质产品。
12 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本技术规范的引用而成为本技术规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB10229电抗器
GB331.1高压输变电设备绝缘配合，高电压试验技术
GB1094.1电力变压器第1部分总则
GB1094.2电力变压器第2部分温升
GB1094.3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
GB1094.5电力变压器第5部分承受短路的能力
GB1094.11干式电力变压器
GB7328电力变压器和电抗器的声级测定
GB10230有载分接开关
GB7354局部放电测量
GB7449电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则
GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器
GB/T14549电能质量公用电网谐波
GB/T17626.2～12电磁兼容试验和测量技术
GB2900.15电工术语变压器互感器调压器电抗器
GB4208-1993外壳防护等级
GB5273变压器、高压电器和套管的接线端子
GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准
DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL/T1057自动跟踪补偿消弧线圈成套装置技术条件
DL/T596电力设备预防性试验规程
国家电网公司10kV～66kV消弧线圈装置技术标准
浙电生（2008）363号《浙江电网污区分布图（2007版）执行规定》
13 术语和定义
本标准采用DL/T1057等标准中有关术语和定义。
消弧线圈成套装置应具备准确测算系统电容电流大小、正确识别系统单相接地状态、自动跟踪和补偿系统单相接地时的电容电流（原则上不选用调容式消弧线圈）、提供准确选线（宜采用并联中电阻选线或并联小电阻选线的方式）并内置故障录波功能便于故障分析。
14 使用环境条件
4.1海拔高度1000m
4.2最高环境温度+40℃
4.3最低环境温度－20℃
4.4日照强度0.1W/cm²（风速：
0.5m/s）
4.5最大日温差25K
4.6最大风速35m/s
4.7荷载同时有10mm覆冰和17.5m/s的风速
4.8耐地震能力
地面水平加速度0.2g、垂直加速度0.1g同时作用。
采用共振、正弦、拍波试验方法；激振5次，
每次5波，每次间隔2s。
安全系数不小于1.67。
4.9外绝缘爬电距离
户内：
纯瓷绝缘≥18mm/kV；有机绝缘≥20mm/kV
户外：
c级及以下污区≥25mm/kV
d级及以上污区≥30mm/kV
15 消弧线圈成套装置
消弧线圈成套设备技术要求：
5.1额定电压：
20kV
5.2额定频率：
50Hz
5.3成套装置绝缘水平：
额定工频耐受电压：
55kV
额定雷电冲击耐受电压：
125kV
5.4中性点接地方式：
20kV经消弧线圈接地或不接地系统
5.5消弧线圈额定电流：
50A75A100A120A150A
5.6电容电流测量误差:
<±2%
5.7残流不超过：
5A
5.8安装点电网中性点位移电压应小于标称相电压的15%
5.9接地补偿到位时间：
小于60ms
5.10稳态时产生的谐波电流不大于基波电流的3%
5.11绝缘子带电部分对地及其它带电体之间的空气间隙，应符合表1的规定。
表1绝缘子带电部分对地及其它带电体之间的空气间隙
电压等级
kV（有效值）
设备最高电压
kV（有效值）
最小空气间隙（户内）
mm
最小空气间隙（户外）
mm
20
24
180
300
5.12防护等级
接地变压器如有外壳，其应符合GB4208的规定。
5.13消弧线圈成套装置组成部件：
a）接地变
b）消弧线圈
c）调节装置（有载开关/可控硅及滤波控制箱等）
d）阻尼电阻器
e）控制装置
f）选线装置
16 接地变压器
6.1型式：
干式（户内）、油浸式（户内/户外）
6.2技术参数：
6.2.1接地变压器的容量、二次线圈容量（兼作所用变）
6.2.2电压：
20±2×2.5％/0.4kV
6.2.3联结组及联结组标号：
接地变压器的联结方式推荐采用曲折形联结方式。
6.2.4零序阻抗：
容量1200kVA及以上≤10Ω、900kVA及以下≤15Ω
6.2.5冷却方式：
自冷（带温显、温控及远传功能）
6.2.6绝缘水平：
I）接地变压器各绕组对地和绕组间的绝缘水平满足表2中的规定。
表2接地变压器绝缘水平
系统电压标称值
（kV）
绝缘水平
工频耐受电压
kV（有效值）
雷电全波冲击耐受
电压kV（峰值）
干式
油浸式
干式
油浸式
20
主绕组对二次绕组
55
55
125
125
主绕组对地
55
55
125
125
二次绕组对地
3
3
3
3
Ⅱ）接地变局部放电水平（pC）：
在施加1.8Ur、时间30秒后，将电压降至1.3Ur继续试验3分钟的放电量小于5pC。
（Ur为额定相电压，即20kV等级Ur为20/√3kV）。
III）接地变压器应进行两倍额定电压的绕组匝间绝缘试验，频率为200Hz，时间为30s。
Ⅳ）承受短路能力：
接地变压器应能承受系统单相接地短路时变压器线端施加三相对称额定线电压所产生的短路电流的冲击。
6.2.7温升限值：
在额定运行条件下，干式接地变压器各部位的温升限值应不超过表3中的规定。
表3干式接地变压器各部位的温升限值
部位
绝缘系统温度（oC）和绝缘等级
最高温升（K）
绕组
130（B级）
80
155（F级）
100
180（H级）
125
220（C级）
150
铁芯、金属部件和与其相邻的材料
在任何情况下，不会出现使铁芯本身、其他部件或与其相邻的材料受到损害的温度
额定运行条件下，环境温度最高为40℃，油浸式变压器各部分温升限值，应符合GB1094或IEC标准的规定。
并应不超过表4中所列数值。
表4油浸式接地变压器各部位的温升限值
变压器的部位
温升限值（K）
绕组
55
顶层油面
75
铁芯表面
80
油箱及结构表面
80
6.2.8声级水平：
额定负载下的噪声参照20kV变压器相关标准。
6.3性能与结构要求
6.3.1材料和结构：
干式接地变压器参照20kV干式变压器相关标准，油浸式接地变参照20kV油浸式配电变压器相关标准执行。
6.3.2其他要求应满足GB10229-88电抗器第六篇“接地变压器”的要求。
6.3.3使用寿命：
在规定的工作条件和负荷条件下运行，并按照厂家提供的说明书进行维护，使用寿命为30年。
6.3.4出线端子及连接引线：
I）接地变压器的出线端子及连接引线应与绝缘水平、最大长期使用电流和短时负载电流相适应。
出线端子应满足GB5273的规定。
II）绝缘子带电部分对地及其它带电体之间的空气间隙，应符合表5的规定。
表5接地变压器的最小空气间隙
系统电压标称值kV（有效值）
最高运行电压
kV（有效值）
最小空气间隙（户内）
mm
最小空气间隙（户外）
mm
20
24
180
300
6.3.5防护等级：
接地变压器如有外壳，其应符合GB4208的规定。
6.3.6接地变的铁芯和金属结构件均可靠接地（铁轭螺杆除外）。
接地装置应有防锈涂层，并附有明显的接地标识。
6.3.7主绕组表面（树脂表面）易见位置应有“高压危险”的标志，并符合GB2894的规定。
6.3.8接地变压器应备有承受整体重量的起吊装置。
17 消弧线圈
7.1型式
干式（户内）；油浸式（户内/户外）。
7.2技术参数
7.2.1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；
IC—当前系统单相接地电容电流，A；
Un—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。
7.2.2电流调节范围：
50A75A100A120A150A
7.2.3投入和退出补偿状态的方式：
预调式或随调式
7.2.4绝缘水平：
I）电压等级为20kV的消弧线圈宜为全绝缘结构，依据《GB1094.3-2003电力变压器》的规定，各绕组对地和绕组间的绝缘水平应满足表6中的要求。
表6消弧线圈绕组的额定耐受电压
系统电压标称值
（kV）
绝缘水平
工频耐受电压
/kV（有效值）
雷电冲击全波耐受电压/kV（峰值）
干式
油浸式
干式
油浸式
20
主绕组对地
55
55
125
125
主绕组对二次绕组
55
55
125
125
主绕组对辅助绕组
55
55
125
125
二次绕组对地
3
3
3
3
二次绕组对辅助绕组
3
3
3
3
辅助绕组对地
3
3
3
3
II）消弧线圈应承受两倍端电压的感应耐压试验。
频率不超过200Hz，试验时间为30s。
7.2.5冷却方式：
自冷
7.2.6额定电流下至少连续运行2h。
7.2.7温升限值：
在额定运行条件下，干式消弧线圈持续运行2h，各部位的温升限值应不超过表7中的规定。
表7干式消弧线圈各部位的温升限值
部位
绝缘系统温度（oC）和绝缘耐热等级
最高温升（K）（2h）
测量方法
绕组
130（B级）
80
电阻法
155（F级）
100
180（H级）
125
220（C级）
150
铁芯、金属部件和与其相邻的材料
在任何情况下，不会出现使铁芯本身、其他部件或与其相邻的材料受到损害的温度
额定工作条件下，环境温度最高为40℃，油浸式消弧线圈各部位温升限值，应符合GB1094或IEC标准的规定，并应不超过表8中所列数值。
表8油浸式消弧线圈各部位的温升限值
部位
温升限值（K）
测量方法
绕组
55
电阻法
顶层油面
55
温度计
铁芯表面
80
油箱及结构表面
80
7.2.8声级水平：
额定负载下，噪声一般不大于55dB（声压级）。
7.2.9谐波电流：
消弧线圈装置产生的谐波电流分量，当施加正弦波形的额定电压并发生单相接地时，消弧线圈装置电流的各次谐波分量的最大允许峰值为基波分量峰值的2%。
7.2.10开关寿命：
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。
7.2.11接地电流要求：
采用随调式消弧线圈时应保证在各种运行方式下发生接地时，接地电流中的高次谐波电流不应放大。
7.3性能与结构要求
7.3.1材料和结构：
干式消弧线圈参照20kV干式变压器相关标准，油浸式消弧线圈参照20kV油浸式配电变压器相关标准执行。
7.3.2带二次阻尼绕组的消弧线圈其二次绕组应满足相应的容量要求。
7.3.3其他要求应满足GB10229《电抗器》第七篇“消弧线圈”的要求。
7.3.4消弧线圈的出线端子：
电抗器出线端子应满足GB5273的规定。
7.3.5空气间隙：
消弧线圈绝缘子带电部分对地及其它带电体之间的空气间隙应符合表9中的规定。
表9消弧线圈带电体的空气间隙
电压等级
kV（有效值）
设备最高电压
kV（有效值）
最小空气间隙（户内）
mm
最小空气间隙（户外）
mm
20
24
180
300
7.3.6接地：
消弧线圈的铁芯和金属结构件均可靠接地（铁轭螺杆除外）。
接地装置应有防锈涂层，并附有明显的接地标识。
7.3.7主绕组表面（树脂表面）易见位置应有“高压危险”的标志，并符合GB2894的规定。
7.3.8消弧线圈的铁芯和金属结构件需有防腐蚀的保护层。
7.3.9消弧线圈应备有承受整体重量的起吊装置。
7.3.10消弧线圈如有外壳，其防护等级应符合GB4208的规定。
18 控制器
8.1采用高可靠性、高集成度，专用于工业应用的计算机或程序控制器，模块化结构，有利于功能扩展。
8.2自动检测系统电容电流，跟踪电容电流变化及时调整补偿电感电流，使接地故障点电流限制在整定范围内，装置能够根据需要设置脱谐度及残流。
8.3额定电压：
220V或110V，允许偏差-20%～+10%，纹波系数不大于5；
8.4主要功能：
8.4.1人机对话功能：
自动/手动控制方式的切换功能、时间参数、运行参数和控制参数的设置功能、故障信息查询功能等。
8.4.2自检功能：
可自动检测内部故障。
8.4.3报警功能：
当装置故障、单相接地等故障下均可发出声、光报警，并能以中文方式显示及远传。
8.4.4打印功能：
配有标准打印接口，能打印所有故障信息及控制器所显示的参数。
8.4.5记忆功能：
具有掉电保持储存信息的功能，可记录500次以内控制器动作信息、接地信息及故障信息的历史数据，确保控制器工作电源或注入电流断电后所设参数不会丢失。
8.4.6显示功能：
大屏幕LCD液晶显示器，菜单式全中文显示功能，可显示以下信息：
消弧线圈档位、装置运行状态、脱谐度、系统电容电流、残流、中性点电压、中性点电流、单相接地故障次数、接地开始时间、接地消除时间等。
8.4.7远传功能：
具有远动接口RS232、RS422/485，遵循各种标准通讯规约，与变电所微机监控系统相连。
8.4.8联机运行功能：
具有自动识别系统运行方式（并列或分列）功能，可以实现两台及以上装置并联运行。
8.4.9自动闭锁功能（调匝式）：
当系统发生单相接地时，自动闭锁调控系统，消弧线圈仍可实现补偿功能。
8.4.10休眠功能：
正常运行时，定时测量脱谐度、档位和中性点电压等，当系统运行方式改变时，立即跟踪测量。
8.4.11识别功能：
自动识别系统中永久接地故障和瞬时接地故障，并快速启动和退出消弧线圈补偿。
8.4.12选线原理：
装置应有准确的接地选线功能，能够对高阻接地、金属性接地准确选线。
8.4.13统计功能：
消弧线圈装置能够记忆最近500次发生的接地详细信息，并且能够自动统计分析接地信息，能够在屏幕上用棒图显示或者打印出来四个年度报表，这四个报表分别是接地持续时间统计分布、接地时中性点电压统计分布、接地发生线路统计分布和接地发生月份统计分布。
8.4.14故障录波功能：
控制器必须有故障录波功能，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。
控制器应能记录20次以上接地故障波形。
8.4.15性能指标
（1）工作电源：
交直流220V
（2）电容电流测量误差：
<±2%
（3）中性点位移电压测量误差：
<±2%
（4）故障信息记录次数：
500次
（5）工频耐受电压：
2kV
（6）雷电冲击耐受电压：
5kV
（7）故障录波次数不小于20次
8.5控制器满足静电放电、快速脉冲群、浪涌、射频场感应的传导骚扰、工频磁场、阻尼振荡磁场、电压暂降短时中断和电压变化、振荡波、脉冲磁场的抗度试验，并满足相应标准所规定的严酷性等级的要求。
8.6控制器选用动作可靠的控制设备，不发生“死机”现象，其接口符合调度自动化信号传输的要求。
8.7控制器满足电子设备防潮的要求，在湿度很大的条件下仍能正常运行。
19 阻尼电阻器
9.1采用大功率耐高压的不锈钢电阻，当电网发生单相接地故障后，阻尼电阻器必须在2ms内被可靠短接，短接用可控硅应双重化，接地故障解除时短接回路必须应在20ms内立即打开。
9.2长期工作电流：
10A
9.3直流电阻允许误差：
土2%
9.4对地绝缘：
>100MΩ
9.5一次、二次完全隔离，双重保护，能够进行自检，安全可靠
9.6快速主从后备保护：
高压可控硅短接动作时间小于2ms
9.7箱体具备良好的防雨、防潮、通风措施
9.8能满足运行中绝缘要求和动热稳定要求
110 选线装置
原则上不采用普通的小电流选线装置；如需要选线装置，宜采用并联中电阻选线装置。
111 故障录波装置
具备录波功能，应能记录至少20次的故障波形。
112 箱式外壳（户外）
12.1箱体防护等级为IP33，并预留温控仪安放位置，外观美观大方，防腐。
12.2柜内设智能温度、湿度控制器,起始温度可以设定，当环境温度或湿度高于设定值时,自动启动风扇或加热器,降低温湿度,当温湿度低于设定值时,停止运行。
12.3箱体内安装照明设备，控制开关在箱体外,控制开关具有防水功能。
12.4箱体三面开门，每扇门都装设视察窗（普通玻璃，视察窗中心距箱体底部1400mm），门内侧装设可拆卸防护网。
12.5箱式消弧线圈装置应提供装置的温升试验报告。
12.6组装安装时，各设备所放位置和底部安装孔位置严格按照所标尺寸，保证设备间距。
12.7其他附件：
其他配套附件由生产厂家根据产品配套，必须保障产品的性能和质量满足标准要求。
113 试验
13.1型式试验
除例行试验项目外还应进行以下试验：
13.1.1消弧线圈
a）雷电冲击试验；
b）损耗测量；
c）绕组温升试验。
13.1.2接地变压器
a）雷电冲击试验；
b）绕组温升试验；
c）损耗测量。
13.1.3阻尼电阻器
短时允许电流验试。
13.1.4可控硅及滤波控制箱
温升试验。
13.1.5控制器
a）雷电冲击试验；
b）控制器抗干扰能力试验，包括静电放电、快速脉冲群、浪涌、射频场感应的传导骚扰、工频磁场、脉冲磁场、阻尼振荡磁场、电压暂降短时中断和电压变化、振荡波等抗扰度试验；
c）控制器白噪音测试。
13.1.6成套装置
a）模拟单相接地故障开始及故障消失后投入可靠性以及动作时间测试；
b）模拟单相接地故障发生后残流、中性点位移电压、电容电流、电感电流等参数的测试。
13.2例行试验
13.2.1接地变压器
a）绕组电阻测量；
b）零序阻抗测量；
c）空载损耗和空载电流测量；
d）绝缘特性（绝缘电阻、吸收比、介质损耗因数）及一分钟工频及感应耐压试验；
e）当接地变压器附有二次绕组时，应进行电压比测定，核对电压向量关系；
f）阻抗电压、短路阻抗和负载损耗测量；
g）电压比和联结组别检查；
h）局部放电试验。
13.2.2消弧线圈
a）绕组电阻测量；
b）在额定频率和额定电压下，对整个调节范围内的电流进行测量；
c）分接开关调节机构的操作试验按GB1094.1第8.8条的规定；
d）绝缘特性（绝缘电阻、吸收比、损耗因数）试验；
e）一分钟工频耐受试验及感应耐压试验；
f）局部放电试定；
g）带二次阻尼绕组时应进行相应试验；
h）有辅助绕组和二次绕组时，测量主绕组和辅助绕组，主绕组对二次绕组之间的电压比按GB1094.1第8.3条规定。
13.2.3阻尼电阻器
a）直流电阻测量；
b）对地绝缘电阻测量；
c）一分钟工频耐压试验；
d）阻尼电阻器短接及投入操作试验。
13.2.4可控硅及滤波控制箱
a）滤波电容的电容值测量；
b）滤波电容绝缘电阻测量；
c）滤波电抗的电抗值测量；
d）滤波电抗绝缘电阻测量；
e）消弧线圈整体联调试验。
13.2.5控制器
a）电容电流测量精度试验；
b）位移电压测量精度试验；
c）对地绝缘电阻测量；
d）一分钟工频耐压试验；
e）68h通电老化试验；
f）高低温和湿热试验；
g）通讯检测试验；
h）功能试验。
13.2.6成套装置
a）投入及切除线路时，残流测量试验；
b）自动跟踪补偿及电感值调整测试；
c）人工接地试验（必要时）。
13.3特殊试验
13.3.1接地变压器
a）耐受短时电流能力试验；
b）声级测量试验。
13.3.2消弧线圈
a）电压-电流特性曲线，电压由零测定至1.1倍额定电压；
b）噪声水平测试；
c）谐波水平测试。
13.3.3成套设备
a）现场人工单相接地故障试验；
b）功能试验：
根据要求作相应的功能试验。
13.3.4验收检验项目及报告
a）模拟调试试验；
b）模拟接地试验。
13.4现场试验
13.4.1绝缘电阻测试；
13.4.2直流电阻测试；
13.4.3交流耐压试验；
13.4.4绝缘油试验。
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