2019感应滤波变压器成套设备使用技术条件

DLDL/T1998—目前 范 缩略 工作原 使用条 技术要 试 DLDL/T1998—DLDL/T1998—GB 1GB1094.2 电力变压器第2部分液浸式变压器的温升GB1094.5 电力变压器第5部分承受短路的能力GB/T1094.6电力变压器第6部分电抗器GB1094.11 电力变压器第11部分干式变压器GB20840 GB1984GB1985GB/T6451GB/T GB/T11024.1～11024.4标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器GB11032 GB/T GB/T17626.7GB/T19862GB/T GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T393 DL/T DL/T DL/T DL/T JB/T SD325感应滤波inductive感应滤波绕组inductivefiltering感应滤波变压器inductivefilteringtransformer调谐与无功补偿装置tuningandvarcompensating感应滤波监控系统inductivefilteringcontrol感应滤波变压器成套设备inductivefilteringtransformer调谐支路tuned成套设备的额定容量ratedcapacityofinductivefilteringtransformerAGC：（automaticgenerationcontrol）AVC：自动电压控制（automaticvoltagecontrol）1U1/......m 图1 滤波绕组的设置位置如图2所示：图2成套设 组成部件的使用条件 关标准的规定 合GB1094.1、GB1094.11或DL/T941的规定调谐与无功补偿装置应合JB/T10931的规定 感应滤波监控系统应GB/T19862成套设 组成部件的性能参数和技术要求 关标准的规定 感应滤波变压器应合GB/T6451GB/T10228的规定，用应提供使用地的谐波成分及GB/T1094.6、GB/T11024.1～11024.4、GB/T26868JB/T10931 感应滤波监控系统应GB/T13729、GB/T19862DL/T672感应滤波绕组的额定电压应 关 和行业的标准以 感应滤波绕组额定容 为调谐与无功补偿装置基波容量的1.2以上感应滤波变压器的额定频率应为 感应滤波变压器的高压绕组和低压绕 用型连接，感应滤波绕组应用D型连接感应滤波绕组的等值短路阻抗百分比 对值）应不大于0.1绕组承受短路的能力应合GB1094.5感应滤波绕组的温升 谐波 ，温升限值应合GB1094.2或GB1094.11的规定除7.2.1～7.2.7外的其要求应合GB/T6451或GB/T10228 合GB/T26868的规定。调谐与无功补偿装置用的电抗器，其技术性能应合GB/T1094.6的规定。电抗器 所电容器组的电容 定。电抗器的质数 合1的规定。1电抗器质基波（50）质谐波（×50）质234调谐与无功补偿装置用的电容器，其技术性能应合GB/T11024.1～11024.4感应滤波监控系统由电能质量监测系统、电压功 合控制装置及远动终端设备等组成7.4.2.1系统应具有电能质量监测、电压自动调节、系统功 化控制及远动 等功能 7.4.2.3控制目标 合下列要求 远动通应GB/T13729 电（如 电压、发电运行状态的调节控制要求（具备AVC、AGC功能）。 ）电流 断路器应合GB1984隔离开关应合GB1985避雷器 合GB11032的规定互感器 合GB20840的规定 试验除应合组成部件关标准的规定，应合本标准的规定，试验项目及要求见2。2现GBGB1094.2GBGB和质GB/TGB/TGB/TGB/TSDGB/TGB/T远动及通功GB/T注 必项 作项 感应滤波变压器应合GB1094.1和GB1094.11规定调谐与无功补偿装置应合GB/T26868的规定 感应滤波监控系统应合GB/T19862的规定断路器 合GB1984的规 合GB1985的规定避雷器应合GB11032的规定 电流互感器应GB1208GB1207GB/T4703 测量应合GB1094.1的规定，试验电流值应为工频等电流值，工频等电流值按式（1）计算。感应滤波绕组的等值短路阻抗百分比（对值）测试及计1出的结1式中：I——工频等I

I

电抗器 数测量 合GB/T1094.6的规定感应滤波监控系统的谐波电流和谐波电压 验 合GB/T19862的规定 感应滤波变压器应合GB1094.1和GB1094.11的规定调谐与无功补偿装置应合GB/T26868的规定 感应滤波监控系统应合GB/T19862的规定断路器 合GB1984的规 合GB1985的规定避雷器应合GB11032的规定 互感器应GB20840温升试验应合GB1094.2或GB1094.11的规定，用短路法进行温升试验 电抗器 数测量 合GB/T1094.6的规定 感应滤波变压器的特殊试验项目和方法应合GB1094.1和GB1094.11成套设备组成部件的交接试验应合GB50150的规定，感应滤波监控系统的交接试验应合GB/T13729和GB/T19862的规定。成套设备运 应进行系统谐波、电压、功率数及监视功能检系统的谐波电压或 规定测 的谐波电流测量方法 合GB/T17626.7的规定成套设备电压及功率数测量应合SD325的规定，功率数 用订货技术条件的要求 功能应合GB/T13729的规定。成套设备监视功能 合GB/T19862的规定成套设备远动及 功能 合GB/T13729的规定成套设备组成部件的现试验应合DL/T393的规定，感应滤波监控系统的现试验应合GB/T13729和GB/T19862的规定。成套设 组成部件的运行与维护应 关标准的规定执行 DL/T393、DL/T572DL/T573DL/T596GB/T26868 感应滤波变压器应合GB/T6451或GB/T10228的规定调谐与无功补偿装置应合JB/T10931的规定 感应滤波监控系统应合GB/T13729的规定附录（规范性附录3A.1 Zk13Zk23

3123312、k13、k23、 算高压绕组侧感应滤波绕组3的等值短路阻抗百分比 应按式A.2计算 312/ 式中：1为高压绕组的基准阻抗，单位 对于4A.3Z412Z412

​路阻抗对值，单位：路阻抗对值，单位：412、413的计算方法参三绕组变压器中的感应滤波绕组的等值短路阻抗的计算方法分A.4A.5

Zk14Zk24 Zk14Zk34

​​4123、412、413、k14、k24、k12、k34、 算高压绕组侧感应滤波绕组4的等值短路阻抗百分比 应按式A.6计算Z4123%Z4123/Z1b

式中：1为高压绕组的基准阻抗，单位 附录（资料性附录感应滤波是通过电磁感应原理现滤波的方法。通过在变压器绕组中增设一套等值阻抗为零的绕组，外接特定次调谐LC应次谐波短路。绕组中存在谐波电流，电磁感应原理，谐波短路中感应出应次谐波电流，电流在增设的绕组中的谐波磁动与绕组中的谐波磁动大小等、方反，使一次绕组中的特定次谐波磁动和谐波电流大低，现谐波的抑制。单单感应滤波变压器的基本结构如图B.1a所示。图B.1a中，变压器由铁心，一次绕组1，二次绕组2和3组成。1绕组接电 2绕组接感应滤波器，称为滤波绕组 ，称 绕组 绕组与滤波绕组 定 为感应型感应滤波变压器和自型感应滤波变压器，如图B.1 和图B.1c所示。感应型感应滤波 端 有 连 ，一端 二次绕组 进行谐波抑制，参与有输，可提高变压器 (a)三绕组 (b)感应型 (c)自耦型图B.1感应滤波变压器的基本结构感应型感应滤波变压器的谐波型如图B.2(a)所示。对于谐波W3绕组可视为一次绕组W2和可视为二次绕组。图B.2(a)中，定 作为电流I 绕组中的谐波电流 为I1n、I2n和I3n，滤波器支路的谐波电流为IfnWW2Z

Z2nZI

I(a)谐波模型 (b)等效电路图B.2感应型感应滤波变压器的谐波等效模型设变压器一次侧绕组W1Z1n，二次侧绕组W2Z2n，滤波绕组W3Z3nZfn，其等型如图2(b)所示。W1绕组、W2绕组和W3绕组的等值谐波阻抗可用式(1)示：

1

Z

1

(Z

Zn12Zn13Zn23分为W1绕组与W2绕组、W3绕组与W1绕组及W3绕组与W2绕组间的n I3nI I2nIU1n

U2nU

UfnZfnI 磁电流， 的 衡方程为

W

W

I3nI1nI2nI

1I

I

2I2n由多绕组变压器

U3nU

I

Zn31I2n

U3nU

I2nZn32I

U

3U1n，U

3U2nU1n W1

W2U3n

I1nZn31 I2nZ3n

U2n 式(B.5)的第二式， W3

W2

W1U

U2n

I2nZn32

I1nZ

结合式(B.6)、(B.7)可求W3

U2n

Zn31

Z3n)I1n

Z3n

Zn32)I2n

式(B.3)的第三 式(B.8)可求W3IfnZ

(W1Z

Z3n)I

(W2Z

W2Z

n32)I2n

式(B.2)的第二 式(B.9)可

W1

Zn31I

I1n

(W2Z

W2Z

W3Z

fn

Z3n用式(B.1)的第三 式(B.10)中可 W3

) ) I2nI1nW [ (Z

Z(3))2

3ZW3

W3[ W1

I

[W31

Z(2))W3

I

(Z

ZfnW2

n

式 谐波 I3n

I1n

W2W2W3

(Z2nZfn

I1n

结合式(B.12)和式(B.2)的第一 可 W1W3(Z2nZfnI1nIsnW2

Z

由式(B.13)可，对于n次谐波，要 下式 Z2nZfn ，绕组的基波等值阻抗 定，对应的n次谐波等值阻抗为 定一要 式(B.14)的关系，可现变压器一次侧绕组的谐波电流为0。由于变压器铁心使用铁磁料，铁 ，绕组等值阻抗与运行工 有关，不为 如上 在设计变压 ， 滤波绕组的基波等值阻抗Z2为0，按零阻抗绕组设计则变压器滤波绕组的 次谐波阻抗Z

为0，Z2Z2nnZ2

调谐设计，滤波器中无 Z

nX

XC

，变压器必 ，滤波绕组的等值零阻抗设计，能 调谐设计，滤波不受变压器运行 滤波器参数 ，对感应型谐 变压器一次侧绕组谐波电流 Z20，式(B.13)

I

W2W2变压 绕 数 定 ，由于Zfn0，则

Z I1nI

WW

自

大 离 的滤 型感应滤波变压器的谐 型如图3所示I I(a)谐 (b) 电图B.3 I3nI

I2nI3nIU1n U2nU

UfnZfnI图B.3(a)所示，不计谐 磁电流， 的 衡方程为 ，由多绕组变压器

I3nI1nI2n

U3nU

I

Zn31I2n

U3nU

I2nZn32I

U1n、U2n 式 式B.(22)的第一式、第二式，并结合式(B.20)可 W3IfnZ

(W1Z

W1Z

(W2Z

W2Z

)I2n

式(B.19)的第一 式(B.23)可W3Z

fn(I

)(W1Z

W1Z

(W2Z

W2Z

)I2n

W1

W3

I2nI1n I3n W2(ZW3

)W3Z

W3

W2(Z

)W3Z

I1n I3n I1n2 I3n W3Z

W3Z

W3Z

W3Z

W1Z2nZ

Z2nZ式 式 可 型谐 变压器一次绕组中电流 式为 W1W3(Z2nZfn)W1W2ZI1nI

Z

由式(B.26)可，对于n次谐波，要 下式 W1W3(Z2nZfn)W1W2Zfn 对式(B.27)分 ， 略电 下 滤波支路阻抗Zfn为零 在调 ，变压器 设计为零 零阻抗设计 滤波器参数 ，对 型谐 变压器一次侧绕组谐波电流 Z20，式(B.26)

I

W1W2W2W2

变压 绕组 数 定 ，由于Zfn0，则

Z I1nI

WW

大 离 的滤波绕组与感应滤波器构成了对特定次频率下谐波阻抗为零的合回路。为了感应滤波的性能要求，感应滤波技术对感应滤波变压器及感应滤波器要如下个方的技术条件：感应滤波变压器的设置有三个绕组，一次侧电绕组、二次侧绕组和二次侧感应二次侧感应滤波绕组等值阻抗零阻抗设计，为零或接近为零，并使感应滤波器用调谐设计方法进行设计，使其工作于谐，而最滤波为了尽可能低系统频率、滤波器参数和滤波绕组等值阻抗变化造成谐波抑制变压器的谐波抑制，一次侧绕组的谐波电流尽可能小，一次侧绕组的等值阻抗应设计大一。图 出了感应滤波变压器网测 调谐滤波装 ，网侧电流了大大 分接 波B.4 如B.1所示。其中，新型感应 了90%以上最高 了94.36%，远远 ，有 流 B.1网侧 端谐波值谐波滤除率571113谐波电流 变率结合感应滤波变压器的基本结构可，感应滤波技术具有谐波近理和无功功率近补偿大技术特。下个技术特出发分感应滤波技术是如现系统的合节能。下6波流系统为研究对，分感应滤波技术是如通过谐波近理现低系统的谐波。流系统中流的谐波电流在其通上会侧绕组电阻、铁心等电阻、网侧绕组电阻及调压变压器电阻等，谐波的存在会使流的的等电阻增加，谐波。少或低谐波的电阻，则可以低谐波。统的变压器网侧分流滤波、多化滤波技术中，谐波电流要流上三个电阻谐波理上，滤波可以在侧绕组进行，在滤波器小的下，可以最大限地低谐波在变压器中的。是，由于大电流、等，大功率流系统不可能在侧绕组，本文所研究的感应滤波技术则是对最近谐波的滤波方谐波下的变压器参数可能次谐波而变化。，要进行研究谐波阻抗谐波变化与基波阻抗的关系的研究。在感应滤波，谐波电流在侧绕组流过，过过等值电路型对谐波近抑制少变压器谐波(绕组及铁心铁)的本质进行分图 图B.5 流变压器中，Us为 电压，Rs为电 电阻，RZ1 用的变压器谐波计算方法有：IEEE1158-1991方法1与2、IEC61378-2 方法及测量法。IEEE1158-1991方法1与2 谐波电阻EC61378-2 算方法测量法不 ，用 了谐波与基波的电阻与电抗关系，而计算谐波 理，而 Raafaf2...afn

上式中，R为通过计 的谐 下的电阻值，ai(i=0，1，2，3……)为系统，n为谐波系统

jXn1

jXnII˙RRjXjXn1I jXB.6感应滤波变压器谐波 电路如图B.6所示 变压器n次谐波下的 电路， R(2)/R(2)R(3)/R(3)

R(m)/R(m)0.70604485030.248140685n L(m)/L(m)1.07799069512.40703425n 而 变压器的总谐 P(3I2(1)R(1)3I2(m)R(m))3I2(2)R(2)3I2(3)R

nn

n

流输出415V、22kA的电 B.2所示。流变压器(调变+ 为91.839kW， 小13.775kW，谐波 的15%，而 B.2以6 。用感应滤波 为系统补偿基波无功功率，而提高了系统的 数。图B.7 侧绕组为ABC，滤波绕组为abc， 的比为N2/N3。(a)电流分布图 (b)绕组电压和电流相量图图B.7感应滤波变压器及其全调谐滤波支路谐波电流分布及向量 O为零 ，由 侧绕组和滤波绕组的 方 侧绕 电 量 电 流变压器的 设无功补偿 电流I 电压U 位 滤波 ，由于补了基波容性无功电流 的滤波支路电流I 前 电压U 位/2对电流IA 和I进行 电流I'，图7(b)可 电压U 对于6 发15° 数为0.9 小，而 流输出415V、22kA的电 。3 发8.5°，流输出电流21992A，系统 数0.92 管 发9°， 流输出电流21994A，系统功率数提高0.99。在最 进行功补，小了流过调压变压器 原绕组的无功电流，而少了流过 绕组的总电流在计及滤波绕组增加的无功电 少了185kW。 ，而 是统滤波方式所不能比的。B.3功 -无 少量近，国意和自护意的不断增强，对路和电能变装置的电磁和可见的关注日提高。无增加了电网公司与变流用企业的会在高压流输电技术、新能接技术、高电气化铁路、市交通飞发、铁、有金属和加式、化工和电行业期并存的大下，电能质量日出。而其中以谐波 最为出， 用变压器作为用与电网间的隔离 简 一下变压器 缩引起的铁芯动。所磁 缩是铁芯磁，磁力方 于磁力方 会缩小，种 的变化称为 缩。 缩 铁 磁频率的变化而周期性 动 的电磁引力，而引起铁芯的电流通过绕组，在绕组间 动态电磁力，引起绕组的动 (包括 等) 动 在于：变流变压器要承受交、流 波电流及铁芯中的谐波磁通的存在是变流变压 远大于电力变压 的最主要 ，感应滤波技术 流变压器铁芯的磁通接近为零 ，用感应滤波技术，可大 低变压器铁芯中谐波磁通 而 流变压器 动 出415V、22kA的电 ，在感应滤波变压器A 和AB 作为磁通测器，引出 可以测量铁心电。通过滤波器 磁 测 出新型大功 流 对变压器铁心谐波磁通抑 流系统并联运 流电流Id=18kA，流电Ud=268V 下 滤波 变压器铁心及 电电电电(b)B.8 中5、7、11、13次谐 感应滤 了感滤波技术大 低了变压器铁心的谐波磁通，而 了谐波对变压 动 的 了 性B.4 铁心电 电 铁心电 附录（规范性附录C.1图 感应滤波补偿装置（滤波器）额定容量系统 方电额定电 侧额定电压和电性质滤波侧额定电压功 标谐 主电路参数计算 ，设计出感应滤波变压器主电路参数计算 ，设计出感应滤波补偿装置 滤波器C.2图 国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》中的有关要求。补部分无功，提高系统的功 数 低电