NBT 42021-2013 高压变频调速干式变流变压器.docx
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1、ICS 29.180K41备案号:43527-2014中 华 人NB民 共 和 国 能 源 行 业 标 准NB/T 42021 2013高压变频调速用干式变流变压器Dry-type converter transformers for high voltage frequency control2013-11-28发布2014-04-01实施国家能源局 发布NB/ T 42021 2013目 次前言 ;1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 使用条件 25 产品型号 26 联结 27 技术要求 48 试验项目及方法 69 标志、包装、运输和储存 8附录A (资料性附录) 多脉波
2、串联叠加二极管电压源型整流电路 9附录 B (资料性附录) H 桥级联式电压源型变频器拓扑图 13附录C (资料性附录) 多脉波串联叠加晶闸管电流源型整流电路 21附录 D (资料性附录) 不同负载条件下多分裂变流变压器阀侧各绕组电流分配的测量值 25INB/T42021 2013前 言本标准按照 GB/T1.12009 标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国变压器标准化技术委员会 (SAC/TC 44) 归口。本标准起草单位:沈阳变压器研究院股份有限公司
3、、广州智光电气股份有限公司、新华都特种电气 股份有限公司、江苏上能新特变压器有限公司、顺特电气设备有限公司、中电电气(江苏)有限公司、 保定天威特变电气有限公司、明珠电气有限公司、卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司、广州骏发电 气有限公司、辽宁华冶集团发展有限公司、昆明赛格迈电气有限公司、上海昊德电气有限公司。本标准主要起草人:章忠国、龙清华、嘉陵、郭跃光、易兆林、王洋、易吉良、邓旭峰、李荣俭、 李占元、蔡定国、何宝振、樊建平、李振、周屏、李登峰。本标准为首次发布。NB/T42021 2013高压变频调速用干式变流变压器1 范围本标准规定了高压变频调速用三相干式变流变压器的术语和定义,使用条件
4、,产品型号,联结,技 术要求,试验项目及方法,标志、包装、运输和储存等。本标准主要适用于高压变频调速系统输入侧用的三相干式变流变压器(以下简称“变流变压器”), 其网侧绕组的电压等级一般为3kV35kV, 阀侧单个绕组的电压 一 般不超过2.5kV。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的 应 用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅 注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包插所有的修改单)适用于本文件。GB/T 191 GB1094.1GB1094.5MOD)GB1094.11包装储运 图 示标志电力变压器第1部分:总则 (GB1094.12013,IEC60076-
5、1:2011,MOD)电力变压器 第5部分:承受短路的能力 (GB 1094.52008,IEC 60076-5:2006,电力变压器 第11部分:干式变压器(GB10942007,IEC 60076-11:2004,MOD)*GB/T1094.12 电力变压器 第12部分 于式电力变压器负 载导则 (GB/T 1094.122013,IEC 60076-12:2008,MOD)GB/T3859.1 半 导 体变流器 通用要求和电网换相变流器 第1 - 1部分:基本要求规范(GB/T 3859.12013,IEC60146-1-1:2009,MOD)GB4208 外壳防护等级 (IP 代码)(
6、GB-42082008,IEC 60529:2001,IDT)GB/T12668.4 调速 电 气传动系统 第 4 部 分 :一 般要求 交流电压1000V 以上但不超过35kV 的 交流调速电气传动系统额定值的规定 (GB/T12668.42006,EC61800-4:2002,IDT)GB/T18494.1 变流变压器第1部分:工业用变流变压器(GB/T18494.12001,IEC 61378-1: 1997,IDT)JB/T3837 变压器类产品型号编制方法JB/T100886kV500kV 级电力变压器声级3 术语和定义GB1094.11 和 GB/T18494.1 中界定的以及下列
7、术语和定义适用于本标准。3.1高压变频调速用干式变流变压器 dry-type converter transformer for high voltage frequency control为高压变频器各功率单元提供三相交流电源,且阀侧绕组采用多绕组轴向分裂的移相结构型式的干 式变流变压器。注:根据需要,网侧绕组也可采用轴向分裂的结构型式。3.2移相角 phase shifting angleF用十进制度表示的带有正、负号的角度,与最接近的钟时序数共同表示相位移。NB/T42021 20133.3相位移 phase displacement当正序电压系统施加于按字母或数字顺序标志的变流变压器网
8、侧绕组端子时,阀侧绕组和网侧绕组 中性点(真实的或假想的)与其相应绕组线路端子间的电压相量的角度差。3.4段 section变流变压器每个心柱上对应功率单元串联叠加后形成高压变频器同一输出相的所有阀侧绕组。 注:变流变压器阀侧绕组结构上一般应分为三段,分别对应于高压变频器输出A 相、B 相 、C 相。3.5组 group给同一功率单元中的三相整流桥供电的阀侧绕组。4 使用条件如无另行规定,变流变压器的正常使用条件和特殊使用条件均应符合 GB1094.11 和 GB/T18494.1的规定。5 产品型号变流变压器的产品型号应符合JB/T3837 的规定。变流变压器的产品型号示例如下:示例:ZTS
9、G(H)F12500/10该型号表示一台高压变频调速用、三相、浸渍绝缘干式、绝缘耐热等级为H 级、风冷、无励磁调压、铜导线、额定 容量为12500kVA、 电压等级为10kV的变流变压器。6 联结6.1 概述在多种不同的变频器拓扑结构中,主要采用了以下三种主电路:a) 多脉波串联叠加二极管电压源型整流电路(参见附录A);b) H 桥级联式电压源型变频器拓扑图(参见附录 B);c) 多脉波串联叠加晶闸管电流源型整流电路(参见附录C)。采用附录 A 和附录C 整流电路的逆变器称为多重化电平叠加逆变器。采用附录 B 主电路的逆变器 称为多重化H 桥级联式逆变器。6.2 移相角和相位移变流变压器的阀侧
10、绕组可采用延边角结 (e) 、 曲折形 (z) 或多边形 (p) 联结,以实现移相目的。常用的移相示意图参见图1。a)Yel-Ib)Ye11+Fc)Yz0-F d)YzO+F图 1 网侧绕组星结、阀侧绕组延边角结和曲折形联结的移相示意图2NB/T42021 2013在 图 1 中 ,F 为阀侧绕组延边角结或曲折形联结对阀侧基本绕组相电压的移相角,图1 (c) 和 图 1 (d) 中的与F 相同为阀侧绕组延边角结或曲折形联结对网侧绕组相电压的相位移。移相后的空 载相电压超前基准相电压为(-),滞后为(+)。在图1(a) 中,=+(30-|FD); 在图1(b) 中,=-(30-|F|); 在图1
11、(c) 和图1 (d) 中,=I。6.3 联结方式根据附录A附录C 中变频器的拓扑结构所需的整流方式及其技术要求的不同,通过相应的三相二 极管全波整流和晶闸管可控整流电路,变流变压器可实现6相12脉波、9相18脉波、12相24脉波、 15相30脉波、18相36脉波、21相42脉波、24相48脉波、27相54脉波、30相60脉波、33相66 脉波、36相72脉波等的串联叠加,其网侧绕组的联结方式参见表1,阀侧绕组的联结方式参见表2。表1 网侧绕组的联结方式每相轴向分裂绕组数N联结方式多重化电平叠加逆变器2先将同一轴向高度位置的绕组分别联结成人结(或结), 再将不同轴向高度位置上的人结(或结)绕组
12、并联34多重化H桥级联式逆变器1表2 阀侧绕组的联结方式每相轴向分裂绕组数整流相数每周波内脉波数P=6n联结方式多重化电平叠加逆变器多重化H桥级联式逆变器联结组图相位移角差60n相位移阀 侧 绕 组 移 相 角 T总数n每段n总数3n226612八/-或/(30-30、0或0、+30033991820-20、0、+20+10、0、 -104412122415-22.5、 -7.5、 +7.5、+22.5+7.5、+22.5、 -22.5、 -7.5515153012-24、 -12、0、+12、+24+6、+18、0、 -18、 -66618183610-25、 -15、 -5、 +5、+15
13、、+25+5、+15、+25、 -25、 -15、 -572121428.57-25.71、 -17.14、-8.57、0、+8.57、+17.14、+25.71+4.29、+12.86、+21.43、0、 -21.43、-12.86、 -4.2982424487.5-26.25、 -18.75、 -11.25、 -3.75、 +3.75、+11.25、 +18.75、+26.25+3.75、+11.25、 +18.75、+26.25、 -26.25、 -18.75、 -11.25、 -3.753NB/T420212013表 2 ( 续 )每相轴向分裂绕组数3n整流相数每周波内脉波数P=6n联
14、结方式多重化电平叠加逆变器多重化H桥级联式逆变器联结组图相位移角60m相位移阀侧绕组移相角 F总数n每段n总数3n992727546.67-26.67、 -20.0、-13.33、 -6.67、0、+6.67、+13.33、 +20.0、+26.67+3.33、+10、+16.67、+23.33、0、-23.33、 -16.67、 -10、 -3.336103030606.0-27、 -21、 -15、-9、 -3、+3、+9、 +15、+21、+27+3、+9、+15、+21、+27、 -27、-21、 -15、 -9、 -3113333665.45-27.27、 -21.82、 -16.3
15、6、 -10.91、 -5.45、0、+5.45 +10.91、+16.36、+21.82、+27.27+2.73、+8.18+13.64、+19.09、+24.55、0、 -24.55、一19.09、 -13.640 -8.18、 -2.7312123636725.0-27.5、 -22.5、 -17.5、 -12.5、-7.5、 -2.5、+2.5、 +7.5、+12.5、+17.5、+22.5、+27.5+2.5、+7.5、+12.5、 +17.5、+22.5、+27.5、 -27.5、 -22.5、 -17.5、 -12.5、 -7.5、-2.5注:在保证相位移角差不变的情况下,也可采
16、用其他的联结方式及其相应的相位移和移相角7 技术要求7.1 基本要求本标准仅规定变流变压器的特殊要求,其他要求应符合GB1094.11、GB/T18494.1 和 GB/T 12668.4 的相关规定。7.2 额定容量变流变压器网侧绕组的额定容量是以电压和电流的基波分量为基准的,因此额定三相容量为;Sa=3uI式中:U 线电压基波分量方均根值;I 额定网侧电流基波分量方均根值。该基波分量是从理想的矩形波电流计算得到的。额定容量的优先值为:200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、 3150、4000、5000、6300、8000、
17、10000、12500kVA。注:根据用户要求,也可选择其他额定容量。7.3 网侧绕组额定电压及分接变流变压器网侧绕组额定电压一般为3、6、10、20、35kV。4NB/T42021 2013变流变压器网侧绕组应采用无励磁调压方式,分接范围一般为5%。7.4 阀侧绕组额定电压变流变压器阀侧绕组额定电压按订货技术协议的规定。7.5 空载电压比允许偏差除订货技术协议中另有规定外,变流变压器主分接下的空载电压比允许偏差一般为2%。7.6 相位移允许偏差除订货技术协议中另有规定外,变流变压器的相位移参见表2的规定,其允许偏差为0.8。7.7 空载损耗和空载电流空载损耗和空载电流的标准值按订货技术协议的
18、规定。空载损耗和空载电流应按 GB1094.11 的规定进行测量。7.8 额定工频条件下的负载损耗将变流变压器各阀侧绕组同时分别短路,在额定频率下,对网侧绕组施加近似正弦波的电压,当网 侧绕组通过额定电流时所测得的损耗为变流变压器额定工频条件下的负载损耗。额定工频条件下的负载 损耗的标准值按订货技术协议的规定。额定工频条件下的负载损耗应按GB1094.11 的规定进行测量。畸变电流负载下的变流变压器负载损耗的确定,应按GB/T18494.1的规定进行测量。注:在确定变流变压器温升和冷却要求时,应考虑谐波(包括直流分量)引起的附加损耗(参见 GB/T18494.1 和GB/T 12668.4)7
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