GBT 3859.3-2013 半導(dǎo)體變流器 通.用要求和電網(wǎng)換相變流器 第1-3部分變壓器和電抗器

ICS29.200GB/T3859.3—2013代替GB/T3859.3--1993(IEC60146-1-3:1991,MOD)——第1-3部分：變壓器和電抗器——第2部分：包括直接直流變流器的半導(dǎo)體自換相變流器本部分為GB/T3859的第1-3部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T3859.3—1993《半導(dǎo)體變流器變壓器和電抗器》。本部分與GB/T3859.3—1993相比，主要技術(shù)變化如下：——修改了“范圍”(見第1章，1993年版第1章);——調(diào)整了“相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”(見第2章，1993年版第2章);——修改了1993年版的5.1之前的懸置段，并調(diào)整為“5.1概述”,第5章中其余的條重新編號(hào)(見第5章，1993年版第5章);——-調(diào)整了表1和表2的編號(hào)；——增加了溫度等級(jí)F和相應(yīng)的溫升限值(見表2);本部分使用重新起草法修改采用IEC60146-1-3:1991《半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-3部分：變壓器和電抗器》。本部分與IEC60146-1-3:1991的技術(shù)性差異及其原因如下：——根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條文中的實(shí)際引用情況，調(diào)整了部分規(guī)范性引用文件(見第2章);——修改了表1,從而與GB/T3859.2—2013中相應(yīng)的表1一致；——?jiǎng)h除了表2中的第2欄限值和注1、注4,從而與我國關(guān)于變壓器標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定一致；——增加了溫度等級(jí)F和相應(yīng)的溫升限值(見表2);本部分做了下列編輯性修改：更正了5.1.2、5.3和5.4相應(yīng)的段中表述的表1和表2的編號(hào)。本部分由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本部分由全國電力電子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC60)歸口。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：—-GB3859—1983、GB/T3859.3—1993。1GB/T3859.3—2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-3部分：變壓器和電抗器1范圍GB/T3859的本部分規(guī)定了變流變壓器不同于通用電力變壓器的特性。應(yīng)注意到，整流變壓器運(yùn)行時(shí)，通常流通著非正弦波電流。在單拍聯(lián)結(jié)中，每個(gè)閥側(cè)繞組的電流均含有直流分量，在設(shè)計(jì)和試驗(yàn)時(shí)應(yīng)特別注意。在某些情況下，外部短路和元件故障會(huì)產(chǎn)生異常的應(yīng)力，因而有必要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。一些類型的變壓器正常運(yùn)行時(shí)的電壓波形是非正弦波。其鐵芯損耗以具有與運(yùn)行時(shí)的電壓半周期算術(shù)平均值和基波頻率相等的正弦波電壓確定。本部分適用于與GB/T3859.1中規(guī)定的電力變流設(shè)備配套使用的變流變壓器和電抗器。在其他2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3859.1—2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分：基本要求規(guī)范(IEC60146-1-1:2009,MOD)GB/T3859.2—2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-2部分：應(yīng)用導(dǎo)則(IECTR60146-1-2:2011,MOD)3變流變壓器的額定值3.1額定電流值3.1.1由公用閥側(cè)繞組供電的單變流器或雙變流器在最高冷卻溫度不超過其熱極限時(shí)，變流變壓器應(yīng)能連續(xù)承受相當(dāng)于變流器額定直流電流的電流以及隨后的規(guī)定持續(xù)時(shí)間(見GB/T3859.1—2013中6.4.3和6.5)的過載電流(當(dāng)規(guī)定時(shí))。3.1.2每個(gè)晶閘管組件具有獨(dú)立閥側(cè)繞組的雙變流器在最高冷卻溫度不超過其熱極限時(shí)，變流變壓器的每個(gè)閥側(cè)繞組應(yīng)能承受相當(dāng)于變流器額定直流電流的電流以及隨后的規(guī)定持續(xù)時(shí)間(見GB/T3859.1—2013中6.4.3和6.5)的過載電流。當(dāng)兩個(gè)閥側(cè)繞組共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)繞組時(shí)，其額定電流按3.1.1確定。3.2冷卻媒質(zhì)的溫度限值3.2.1空氣冷卻的戶外設(shè)備變流變壓器應(yīng)設(shè)計(jì)成在不超過+40℃的周圍空氣溫度下運(yùn)行時(shí)，年平均溫度不高于+20℃,且任2GB/T3859.3—2013意24h內(nèi)的平均溫度不高于+30℃。3.2.2空氣冷卻的戶內(nèi)設(shè)備變流變壓器應(yīng)設(shè)計(jì)成在不超過+40℃的周圍空氣溫度下運(yùn)行。3.2.3水冷卻的設(shè)備變流變壓器應(yīng)設(shè)計(jì)成冷卻水進(jìn)口處的溫度不超過+25℃。4變壓器和電抗器的損耗和電壓降4.1繞組損耗正常運(yùn)行情況下，繞組損耗包括采用直流法測(cè)得的繞組電阻的損耗、由渦流以及繞組和結(jié)構(gòu)件中的雜散磁通產(chǎn)生的附加損耗(與頻率有關(guān))。若考慮諧波的影響，繞組的實(shí)際損耗宜在變壓器和組件一起正常運(yùn)行的情況下測(cè)量。上述測(cè)量方法過于復(fù)雜，且不準(zhǔn)確，除非變壓器和組件的總損耗一并測(cè)量，一般不推薦采用。在這種情況下和對(duì)于額定輸出容量不超過300kW的設(shè)備，損耗可在正常額定負(fù)載下測(cè)量。在所有其他情況下，繞組損耗依據(jù)在正弦波電流下，短路試驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算。這種方法的依據(jù)是，如果忽略重疊角(見表1),繞組中的正弦波電流與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電流具有相同的方均根值由于組件正常運(yùn)行時(shí)的電流方均根值比試驗(yàn)電流略微偏小，因而存在一個(gè)正誤差。假設(shè)該正誤差4.2相間變壓器、均流電抗器、串聯(lián)平波電抗器、飽和電抗器及其他電流調(diào)節(jié)輔助裝4.2.1相間變壓器(平衡電抗器)供應(yīng)商應(yīng)在計(jì)算提供磁通的頻率和電壓下測(cè)量鐵芯損耗，該磁通對(duì)應(yīng)于變流器在額定電流、額定電壓和規(guī)定的相位控制下的運(yùn)行狀態(tài)，且修正至最接近相間變壓器主頻率的可用頻率繞組損耗由繞組直流電阻與繞組直流電流的平方的乘積計(jì)算。4.2.2均流電抗器均流電抗器的鐵芯損耗按慣例忽略不計(jì)。繞組損耗可在測(cè)量變流器損耗時(shí)一并測(cè)量，也可由測(cè)得的繞組直流電阻與繞組中的方均根電流的平方的乘積計(jì)算，且計(jì)算基于電流波形為矩形。串聯(lián)平波電抗器的鐵芯損耗按慣例忽略不計(jì)。繞組損耗既可在測(cè)量變流器損耗時(shí)一并測(cè)量，也可由繞組直流電阻與繞組中的直流電流的平方的乘積計(jì)算。4.2.4飽和電抗器及其他電流調(diào)節(jié)輔助裝置鐵芯損耗應(yīng)在對(duì)應(yīng)于變流器在額定電流、額定電網(wǎng)電壓和規(guī)定的直流電壓下運(yùn)行時(shí)的磁通情況測(cè)量或計(jì)算。測(cè)量在修正至最接近飽和電抗器鐵芯磁通的主頻率的可用頻率下進(jìn)行。CC聯(lián)結(jié)序號(hào)變壓器聯(lián)結(jié)變流聯(lián)結(jié)q網(wǎng)側(cè)電流因數(shù)bI'L/Ia閥側(cè)電流因數(shù)UaUy0CxN變壓器損耗試驗(yàn)時(shí)短接的端子變流器運(yùn)行時(shí)的總損耗測(cè)量exN時(shí)短接的端子網(wǎng)側(cè)閥側(cè)ABC單變流器，單拍聯(lián)結(jié)11Mv0021102220.50.70710.4503.140.707120-10-20.5(PA十PB)22或或1uv00330.4710.5770.6752.0930.8663PA+Id2×331652Mv03662230.8160.40822.091.50~0.5002-4-60.75(PA十PB)均分1-3-5和2-4-644或或Mv02604660.8160.4082.091.50~0.5002-34-56-1均分和2-4-6+3Pc)/6均分1-3-5和2-4-655或或1502Wv04630.4080.2890.6752.424π0.5002-4-60.5(PA十PB)均分1-3-5和2-4-6表1(續(xù))聯(lián)結(jié)序號(hào)變壓器聯(lián)結(jié)變流聯(lián)結(jié)pq網(wǎng)側(cè)電流因數(shù)b閥側(cè)電流因數(shù)UdUvUd變壓器損耗試驗(yàn)時(shí)短接的端子變流器運(yùn)行時(shí)的總損耗測(cè)量exN時(shí)短接的端子網(wǎng)側(cè)閥側(cè)ABC單變流器，單拍聯(lián)結(jié)6620.2720.2360.4500.750~0.500I2-4-6(PA十PB)/2單變流器，均一雙拍聯(lián)結(jié)7Mv0Mv0322110.9000.707PA8或或或Mv060.8160.8160.500PA9或或或230.7890.4080.25921-23-2521-23-250.036(PA十Pp)0.928Pc均分11-和21-23-25同聯(lián)結(jié)序號(hào)9,但具有兩個(gè)不同的變壓器30.7890.4080.51921-23-2521-23-25聯(lián)結(jié)序號(hào)變壓器聯(lián)結(jié)變流聯(lián)結(jié)pq網(wǎng)側(cè)電流因數(shù)b閥側(cè)電流因數(shù)eexN變壓器損耗試驗(yàn)時(shí)短接的端子變流器運(yùn)行時(shí)的總損耗測(cè)量exN時(shí)短接的端子網(wǎng)側(cè)閥側(cè)ABC單變流器，均一雙拍聯(lián)結(jié)或或30.7890.4080.259均分和21-23-2521-1323-1525-11—0.08PB+0.27Pc均分11-13-15和21-23-25或或或0.8160.5240.25921-23-2521-23-250.036(PA十Pp)十0.928Pc均分15和21-23-25同聯(lián)結(jié)序號(hào)12,但具有兩個(gè)不同的變壓器同聯(lián)結(jié)序號(hào)1230.8160.5240.51921-23-2521-23-25單變流器，非均一雙拍聯(lián)結(jié)Mv03十3十3220,9000.707ePA或或或b十633859.2—中4.4.23859.2-2013中4.4.30.500PAO表1(續(xù))聯(lián)結(jié)序號(hào)變壓器聯(lián)結(jié)變流聯(lián)結(jié)paq網(wǎng)側(cè)電流因數(shù)b'/Ia閥側(cè)電流因數(shù)cUdUyoUiMUdi變壓器損耗試驗(yàn)時(shí)短接的端子變流器運(yùn)行時(shí)的總損耗測(cè)量exN時(shí)短接的端子網(wǎng)側(cè)閥側(cè)ABC雙變流器聯(lián)結(jié)見聯(lián)結(jié)序號(hào)5見聯(lián)結(jié)序號(hào)5或或見聯(lián)結(jié)序號(hào)8或5或5見聯(lián)結(jié)序號(hào)8參見GB/T3859.1—2013中表1。變壓器初級(jí)。c變壓器次級(jí)。dr?——一個(gè)單元繞組的阻抗。7GB/T3859.3—2013功率繞組的損耗由測(cè)得的繞組直流電阻與繞組中的方均根電流的平方的乘積計(jì)算，且計(jì)算基于理想的電流波形(忽略雜散電感)。當(dāng)功率繞組由較大尺寸的導(dǎo)體構(gòu)成時(shí)，應(yīng)計(jì)算并計(jì)入渦流產(chǎn)生的損耗。4.3變壓器和電抗器的電壓降電壓降在損耗測(cè)量的基礎(chǔ)上，按GB/T3859.1—2013中6.2.4給出的方法計(jì)算。5變流變壓器的試驗(yàn)5.1概述如果與本章規(guī)定的試驗(yàn)沒有矛盾，國家標(biāo)準(zhǔn)《電力變壓器》規(guī)定的所有試驗(yàn)應(yīng)適用于變流變壓器。本章規(guī)定了適用于變流變壓器的附加試驗(yàn)或特殊試驗(yàn)。5.2換相電抗的測(cè)量和電感性電壓降的確定(型式試驗(yàn))5.2.1換相電抗為了測(cè)量換相電抗，變壓器的網(wǎng)側(cè)端子應(yīng)短接。使閥側(cè)繞組同一換相組的相鄰兩相流過額定頻率的交流電流，測(cè)量這種饋電方式下的端子間電壓。換相電抗2X,等于由這樣測(cè)量計(jì)算得到的阻抗的電感性分量。應(yīng)至少在每個(gè)換相組的不同相間進(jìn)行兩次試驗(yàn)，并取試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。并聯(lián)或串聯(lián)連接的換相組可由同一網(wǎng)側(cè)繞組饋電，且同時(shí)換相。對(duì)于這種情況，進(jìn)行上述試驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)于這些換相組的閥側(cè)繞組應(yīng)逐一并聯(lián)連接。5.2.2電感性電壓調(diào)整值電感性電壓調(diào)整值dn可根據(jù)X,由式(1)計(jì)算：式中：g——分流Ian的換相組數(shù)；Ian——-額定直流電流；q——換相數(shù)；c串聯(lián)換相組數(shù)；Ud——理想空載直流電壓；………每一初級(jí)繞組同時(shí)換相的換相組數(shù)。電感性電壓調(diào)整值也可由5.2.1所述的試驗(yàn)獲得。試驗(yàn)期間，流過的電流的方均根值由式(2)計(jì)算：………(2)在這種情況下，輸入電壓的電感性分量以端子間的額定電壓U的標(biāo)幺值表示，即電感性電壓調(diào)整對(duì)于表1中的各種聯(lián)結(jié)形式，電感性電壓調(diào)整值可按表中第17欄規(guī)定的次級(jí)短路試驗(yàn)的結(jié)果計(jì)算，除表中序號(hào)3、4、6、9和12的聯(lián)結(jié)形式外，建議進(jìn)行5.2.1規(guī)定的短路試驗(yàn)(見GB/T3859.2—2013中4.4.5)。如果次級(jí)電流太大，不能采用此方法，可采用其他任何包含一個(gè)閥側(cè)繞組短路的等效方法。8GB/T3859.3—20135.3短路試驗(yàn)(型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn))進(jìn)行本試驗(yàn)是為了獲得變壓器繞組的總損耗。表1給出了最常用聯(lián)結(jié)形式要求的試驗(yàn)和適用的短路聯(lián)結(jié)。變壓器繞組的電流應(yīng)為正弦波，具有與在額定直流電流(如果重疊角忽略不計(jì))和額定頻率下正常運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)側(cè)導(dǎo)體中的電流相同的方均短路試驗(yàn)A、B和C三種情況的輸入功率應(yīng)分別測(cè)量，并用PA、PB和Pc表示?？倱p耗按表1中的公式計(jì)算。測(cè)