电容式直流偏磁隔直装置技术条件

CSEE

中国电机工程学会标准

T/CSEEXXXX-YYYY

电容式直流偏磁隔直装置通用技术

条件

Generaltechnicalspecificationsforcapacitivepowertransformerdebias

isolationequipments

2o****一**发布20**-**一**实施

中国电机工程学会发布

目次

1范围...........................................................................1

2规范性引用文件..................................................................1

3术语和定义......................................................................2

4概述...........................................................................2

5型号命名........................................................................3

6使用要求........................................................................3

7技术要求........................................................................4

8试验要求........................................................................4

9试验方法........................................................................8

10检验规则......................................................................11

11标志、包装、运输与贮存.......................................................13

■1/■—1—

刖百

本标准按照中国电机工程学会团体标准的管理办法要求，依据GB/TL1-2009的规则起

草。

为适应电力变压器中性点电容式隔直装置的应用和推广，规范和有效开展电容式电力变

压器中性点隔直装置的设计、生产和试验检测工作，制定本标准。

本标准制定的士要技术内容为：

1规定了适用范围（见1）

2提出了规范性引用文件（见2）

3明确了本标准的术语和定义（见3.1~3.8）

4编写了概述（见4）

5规定了电容式直流偏磁隔直装置的型号命名(见5)

6制定了电容式直流偏磁隔直装置的使用要求(见6.1~6.3)

7制定了电容式直流偏磁隔直装置的技术要求(见7.1〜7.3)

8制定了电容式直流偏磁隔直装置的试验要求(见8.1-8.10)

9制定/电容式直流偏磁隔直装置的检验方法(见91〜9.10)

10制定了电容式直流偏磁隔直装置的检验规则（见10.1—10.5）

11规定了电容式直流偏磁隔直装置的标志、包装、运输与贮存（见11.1-11.4）

请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责

任。

本标准由中国电机工程学会提出。

本标准由中国电机工程学会测试技术及仪表专业委员会归口和解释。

本标准起草单位：

本标准主要起草人：

本标准为首次发布。

木标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办公空.

电容式直流偏磁隔直装置

通用技术条件

1范围

本标准规定了电力变压器中性点电容式直流偏磁隔直装置的型号命名、使用条件、性

能及功能要求、试验项目及方法、检验规则和标志、包装、运输与贮存。

本标准适用于直接接地电力变压器中性点的电容式直流偏磁隔直装置（以卜简称装

置）。

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，仅所注日期的版

本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文

件。

GB20840.2-2014互感器第2部分甩流互感滞的补充技术要求

GB20840.3-2013互感器第3部分电磁式电压互感器的补充技术要求

GB1984-2014高压交流断路器

GB/T7251.8低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要

求

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB10229电抗器

GB/T11024.1标称电玉1000V以上交流电力系统用并联电容器第一部

分：总则

GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器

GB/T15291半导体器件第6部分晶闸管

GB/T16927.1高电压:式验技术第一部分：一般试验要求

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

1

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T18268.1-2010测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分:通

用要求

DL/T1541-2016电力变压器中性点直流限（隔）流装置技术规范

3术语和定义

3.1直流电流互感器（DCTA）

3.2晶闸管（SCR）

3.3直流偏磁

由地磁暴、高压直流单极大地回路运行或双极不平衡运行笔引起的地中直流电流通过中

性点直接接地的变压器进入交流系统，在变压器绕组中形成恒定的直流磁通，称为直流偏磁

现象。

3.4隔直装置

一种串接于变压器中性点与大地之间，用于隔离直流偏磁电流流入变压器绕组内的电气

装置。装置包括电容器、旁路机械开关、旁路电子开关、交直流传感器、控制装置和计算机

后台等部件。

3.5主回路

除测控保护单元外的主设备回路。

4概述

隔直装置包括电容器组、旁路机械开关、旁路电子开关、交直流传感器、控制装置和

计算机后台等部件。其原理示意图如图1所示：

装置通过隔离开关K1与变压器中性点相连接，K1隔离开关与装置之间、装置与接地极之

间采用电缆连接，电缆导电截而由用户根据变压器参数确定，必须满足短路电流通流容量要

求。电缆连接采用下部进出线方式。

2

上变压器

1KXVM

220kVl8

图1变压器中性点电容式隔直装置原理示意图

图中：K1一装置投切开关，C1-C24-电容器组，TV1、TV2一交流电压互感器，DCTV-直流电压

互感器，QF一旁路开关，T—T6-反向并联的晶闸管及其触发电路，LI-L3-电抗器，TAI、TA2-

交流电流互感器，DCTA直流电流互感器，PV放电间隙。

5型号命名

装置型号由产品名称、设计序号共两部分组成。其具体组成形式如图2所示：

DD-D

----------设计序号

---------------------产品名称

图2装置型号含义

例如：YZ-A型变压器直流偏磁隔直装置。

6使用要求

6.1环境条件

1）海拔高度至1000m：

2）环境温度：

最高气温：+45C；

最低气温：-25℃。

6.2工作电源条件

装置采用AC220V和DC220V交直流两路电源供电，AC220V提供柜内照明和温、湿度控制电

3

源，DC220V提供其他控制保护系统电源，供电功率分别为:

1）AC220V交流电源：

湿度加热板功率：M300W（可自动投切）

柜内照明灯功率可根据现场条件控制

2）DC220V直流电源：

装置长期运行供电电流VO.5A；由直接接地状态转换为电容接地状态瞬时电流＜30A,

持续时间V100ms；由电容按电状态转换至直接接地状态瞬时电流V35A,持续时间V200m£。

6.3安装要求

为便于装置与变压器中性点的连接，装置应安装于变压器中性点接地点附近。

7技术要求

7.1监控要求

7.1.1隔直装置按控制地点应具备“就地”和“远方”两种控制模式：按控制方式，就地应

具有“手动”控制方式，远方应具有“手动”和“自动”两种控制方式。

7.1.2远方监控应具有如下功能：

1）实时显示隔直装置工作状态、旁路开关的位置状态、变压器中性点直流电流和交流

电流、电容器组两端直流电压和交流电压等信息。

2）修改装置的控制模式和控制参数。

3）查询装置的历史运行数据、事件记录和故障录波。

7.2装置要求

按本标准生产制造的装置还应符合GB/T7251.8规范性引用文件的规定。

7.3主要器件技术性能要求

1）电容器应符合GB/T11024.1技术要求：

2）避雷器应符合GB11032技术要求：

3）开关（刀闸）应符合GB1984技术要求：

4）电抗器应符合GB10229技术要求：

5）电压互感器应符合GB20840.3-2013技术要求：

6）电流互感器应符合GB20840.2-2014技术要求：

7）晶闸管应符合GB/T15291技术要求。

8试验要求

8.1一般性检验

4

对照产品设计图样用目测法进行检验。装置的外形尺寸及安装尺寸、端子编号等符合产

品设计图样要求。面板平整美观，标志清晰，各回路连接端子等应符合相关标准规定要求，

接地端子应接地可靠。

8.2绝缘性能要求

装置的绝缘性能应符合表1的规定。

表1绝缘性能要求

序片项目要求

1主回路母排对柜体绝缘电阻工1000MC

2电容器组出线端子对柜体绝缘电阻（必要忖组装前检测）^lOOOMQ

3控制保护回路对柜体绝缘电阻叁10M。

8.3介电强度要求

8.3.1主回路母排对柜体施加工频2000V、Imin试验电压，应无击穿和放电闪络现象。

8.3.2电容器组出线端子对柜体施加工频2000V、Imin试验电压，应无击穿和放电闪络现象。

8.4电磁兼容试验项目及要求

参照GB/T18268.1-2010中6.2相关规定，电源装置的电磁兼容性能要求见表2。性能判

据A表示试验时，在规范限值内性能正常；性能判据B表示试验时，功能或性能暂时降低或丧

失,但能自行恢复。

表2电磁兼容性能要求

端口试验项目性能判据

静电放电（ESD）抗扰度B

外壳射频电磁场辐射抗扰度A

额定工频磁场抗扰度A

脉冲群抗扰度B

交流电源

射频场感应的传导骚扰抗扰度A

I/O信号/控制（包括脉冲群抗扰度B

功能接地端口的连接浪涌抗扰度B

线）射频场感应的传导骚扰抗扰度A

8.5环境适应性要求

8.5.1振动试验

试验后，对电源装置进行目测检杳，机械构件不应有破裂、明显变形及紧固部件松动现

象。性能与功能特性应符合8.8和8.10的要求。

8.5.2冲击试验

5

试验后，对电源装置进行目测检查，机械构件不应有破裂、明显变形，电器部件应无明

显位移或脱落等现象。性能与功能特性应符合&8和8.10的要求。

8.5.3运输试验

试验后，对包装箱、电源装置及附件进行目测检查，包装箱不应有较大的变形和损伤，

电源装置及其附件不应有变形松脱、涂覆层剥落等机械损伤。性能与功能特性应符合8.8和

8.10的要求。

8.6防护等级试验

装置的防护等级应不低于IP44,当装置采用通风孔散热时，通风孔的设置不应降低装置

的防护等级。

8.7可靠性试验

装置的平均无故障时间（MTBF）应不小于3000h。

8.8性能要求

8.8.1直接接地最大承受电流要求

直接接地最大承受电流为40kA有效值。

8.8.2装置对地容抗值要求

装置对地容抗值应WL2Q。

8.8.3直接接地至电容接地转换时间要求

直接接地至电容接地转换时间应＜700ms.

8.8.4电容接地至直接接地转换时间要求

电容接地至直接接地转换时间应＜20uSo

8.8.5电容接地至直接接地电压门限范围要求

电容接地至直接接地可压门限范围应为：300V〜2700V可设置。

8.9保护功能要求

8.9.1装置应具有过电压硬件强制保护功能，当电容器两端出现过电压时，硬件强制保护响

应时间（旁路开关动作时间）应＜200ms：

8.9.2装置应具有过电压控制器保护功能，当电容器两端出现过电压时，控制器的保护响应

时间（旁路开关动作时间）应＜200ms：

8.9.3装置应具有过电流硬件强制保护功能，当电容器回路出现过电流时，硬件强制保护响

应时间（旁路开关动作时间）应＜200ms：

8.9.4装置应具有过电流控制器保护功能，当电容器回路出现过电流时，控制器保护响应时

6

间（旁路开关动作时间）应＜200ms。

8.10状态转换功能要求

装置应具有工作状态转换功能，要求如下：

8.10.1转直接接地工作状态

在系统正常的状态下，装置符合图3所示转换条件时转直接接地工作状态。

保护工作方式_

直接接地工作方式

SCK导通（QF区合）

图3转直接接地工作状态的条件

8.10.2转电容接地工作状态

如果变压器中性点出现直流电流，装置满足图4所示转换条件时进入电容接地工作状态,

装置起到抑制直流电流的作用，且直接接地状态转换为隔直接地状态响应时间应小于7（）（）ms。

QF闭合

定值

电容接地工作方式

定值（QF断开）

图4转电容接地工作状态的条件

8.10.3保护工作状态

如果在电容器投入运行的过程中变压器中性点同时出现较大的短路故障电流或电容器

端电压快速升高，即装置满足图5所示转换条件时进入保护工作状态，以避免电容器因过我

而损坏。

Uc＞定值

保护工作方式

TA2＞定值

（QF闭合）

QF断开「

图5转保护工作状态的条件

8.10.4退出电容接地工作状态

装置在电容接地工作方式，即QF断开时，若当DCTV的直流电压小于设定限值，控制器延

时到达设定值时，QF闭合，控制器自动使装置转为直接接地工作方式。

DCTV＜定值

直接接地工作方式

延时》定值

图6退出电容接地_L作状态的条件

也可以采用人工干预，人工干预的手段有两种：一种是通过安装在装置上的状态转换按

钮退出该工作状态；另一种是后台管理机通过通讯遥控装置退出该工作状态。

9试验方法

9.1一般性检验

对照产品设计图样用目测法进行检验，检验结果应符合&一要求。

9.2绝缘电阻试验

9.2.1主回路绝缘电阻试验

将绝缘电阻测试仪一踹FH极连接生回路进线母排，另一端曰极通过柜壳接地，绝缘电阻

测试仪档位设置为1000V，试验结果应符合&2中表1的要求。

9.2.2电容器组绝缘电阻试验

将绝缘电阻测试仪一端电极连接电容器组出线，另一端电极通过柜体接地，绝缘电阻测

试仪档位设置为1000V,试验洁果应符合8.2表1的耍求。

9.2.3控制保护回路绝缘电阻试验

将绝缘电阻测试仪一端电极连接控制保护接线端子，另一端电极通过柜体接地，绝缘电

阻测试仪档位设置为500V,试验结果应符合8.2表1的要求。

9.3介电强度试验

9.3.1将试验变压器高压端目极连接主回路母排，接地端电极通过柜体接地，施加工频

2000V、Imin试验电压，试验结果应符合8.3.1的要求。

9.3.2将试验变压器高压端电极连接电容器组出线端(电源容量不足时，可分解试验)，接

地端电极通过柜体接地，施加工频2000V、Imin试验电压，试验结果应符合8.3.2的要求。

9.4电磁兼容试验

电磁兼容试验按表3规定的项目和方法进行，试验结果应满足8.4表2的要求。

表3电磁兼容试验项目及方法表

端口试验项目方法标准试验值

1.试睑等级：4级；

静电放电(ESD)GB/T17626.2

2.接触放电8kV,空气放电15kV

1.试验等级：3级；

外壳射频电磁场幅射GB;T17626.3

2.l()V/m(80MHz-lGHz)

1.试验等级：5级

额定工频磁场GB/T17626.8

2.lOOA/m

1.试验等级：4级

脉冲群GB/T17626.4

交流电源2.4kV(5/50ns,100kHz)

射频场感应的传导骚扰GB;T17626.61.试验等级：3级

8

2.10V(l50kHz-80MHz)

1.试验等级：4级

脉冲群GB;T17626.4

I/O信号/控制2.2kV(5/50ns.l00kHz)

（包括功能接1.试脸等级：4级

浪涌GB;T17626.5

地端口的连接24.kV

线）1.试验等级：3级

射频场感应的传导骚扰GB/T17626.6

2.l0V(l50kHz-80MHz)

9.5环境适应性试验

装皆的环境试验包含振动、冲击、运输等方面，试验方法按照表3的相关规定要求进行,

试验结果应符合本标准8.5的技术要求。

表4环境试验项目及方法表

试3金项目试验方法

频率循环范围：5llz~55Hz~5Hz

驱动振幅（单峰值）：0.19mm

扫频速率：W1oct/min

在共振点上保持时间：lOmin

在共振点卜燃动振幅（单峰值）：

振动试验

1.59mmC5HzC/^10Hz）

0.76nm（10Hz</^25Hz）

0.19mm（25Hz</^55Hz）

工作状态：非工作状态

振动方向：X、八7.

加速度:加速度:294m/s’

脉冲持续时间：11ms±1ms

冲击试验冲击次数：6个面，每面3次（共18次）

工作状态：非工作状态

波形，半正弦波

振动频率：5Hz、15Hz、30Hz

加速度：9.8m/s'±2.5m/s'

运输试验

持续时间：每个频率点30s

振动方法：垂直固定

9.6防护等级试验

装置的外壳防护等级试验按GB4208-2008规定的试验要求和试验方法进行，试验结果应

符合本标准8.6的要求。

97可靠性试验

装置的可靠性试验按GB/I11463的规定和方法进行，试验结果应符合8.7的要求。

9.8性能试验

9.8.1对地容抗试验

9

装置切换到电容器接地运行状态，将继保测试仪设定为电流输出状态，通过装置进线端

和接地端加入工频电流，利用台式万用表检测电流加入点端电压，根据欧姆定律计算出电容

接地回路的容抗值，其对地容抗应符合8.8.2的要求。

9.8.2直接接地至电容接地转换时间试验

装置接通交、直流控制电源，手动转换到直接接地状态，在接地回路直流电流互感器的

一次回路通过直流电流，动作限值设定为4A,动作时限设定为0s,逐步提高直流电流，直至

旁路开关分闸动作，用示波器检测旁路开关的动作时间即为响应时间，其直接接地至电容接

地转换时间应符合8.8.3的要求。

9.8.3电容接地至直接接地转换时间试验

装置置于电容器接地状态，关断接地回路直流电流互感器一次回路的直流电流，用示波

器检测旁路开关的动作时间即为响应时间，其电容接地至直接接地转换时间应符合8.8.4的

要求。

9.8.4电容接地至直接接地电压门限范围试验

装置置于电容器接地状态，关断接地回路直流电流互感器一次回路的直流电流，用示波

器检测旁路开关动作时的电压，其电容接地至直接接地电压门限范围应符合8.8.5的要求。

9.9保护功能试验

9.9.1过电压硬件强制保护功能试验

装置置于电容器接地状态，利用调压器向进线端和接地端供给单相工频电源，利用硬

件强制保护进行过电压保护动作试验，控制器保护输出功能闭锁，用示波器采集电压互感器、

可控催触发信号和旁路开关辅助触点信号，通过其幅值和时域分析得出试验结果。分析试验

结果，过电压硬件强制保护功能应符合8.9.1要求。

9.9.2过电压控制器保护功能试验

装置置于电容器接地状态，利用调压器向进线端和接地端供给单相工频电压，利用控制

器进行过电压保护动作试验，硬件强制保护输出功能闭锁，用示波器采集电压互感器、可控

硅触发信号和旁路开关辅助触点信号，通过其幅值和时域分析得出试验结果。分析试验结果，

过电压控制器保护功能应符合8.9.2要求。

9.9.3过电流硬件强制保护功能试验

装置置于电容器接地状态，调压器向进线端和接地端供给些相工频300V电压，利用继保

测试仪输入电流信号，采用硬件强制保护进行过电流保护动作试验，控制器保护输出功能闭

锁，用示波器采集电流互感器、电压互感器、可控硅触发信号和旁路开关辅助触点信号，通

10

过其幅值和时域分析得出试验结果。分析试验结果，过电流硬件强制保护功能应符合8.9.3

耍求。

9.9.4过电流控制器保护功能试验

装置置于电容器接地状态，调压器向进线端和接地端供给电相工频300V电压，利用继保

测试仪输入电流信号，采用控制楷保护进行过电流保护动作试验，硬件强制保护输出功能闭

锁，用示波器采集电流互感器、电压互感器、可控硅触发信号和旁路开关辅助触点信号，通

过其幅值和时域分析得出试验结果“分析试验结果，过电流硬，‘牛强制保护功能应符合8.9.4

耍求。

9.10状态转换功能试验

9.10.1转直接接地工作状态

装置置于电容器接地状态，关断接地回路直流电流互感器一次回路的直流电流，用示波

器检测旁路开关的动作状态，转换状态应符合&10.1耍求。

9.10.2转电容接地工作状态

当接地回路直流电流互感器一次侧通过直流电流，动作限值设定为4A,动作时限设定

为0s,逐步提高直流电流，直至旁路开关分闸动作，装置从直接接地状态转换到电容器接地

状态应符合8.10.2要求。

9.10.3转保护工作状态

装置置于电容器接地状态，利用调压器向进线端和接地端供给单相工频电源，或调压器

向进线端和接地端供给单相工频电压，利用继保测试仪输入电流信号，直至旁路开关合闸动

作，转换状态应符合8.10.3要求。

9.10.4转退出电容接地工作状态

装置在电容接地工作方式，QF断开,利用调压器降低进线端和接地端的单相工频电压，

用示波器检测旁路开关的动作状态，转换状态应符合8.10.4要求。

人工控制安装在装置上的状态转换按钮，装置的投切开关动作，转换状态应符合8.10.4

要求。

10检验规则

10.1检验分类

装置检验分型式试验、出厂试验和周期试验。

10.2型式试验

型式试验的目的在于全面检验装置的设计、材料和制造等方面是否满足本标准规定的性

能。型式试验的产品应是通过出厂试验的合格产品，型式试验的全部项目应在同一装置上进

行。

型式试验是对产品质量进行全面考核。在生产中当装置的结构、材料或工艺有改变，且

其改变有可能影响装置的性能时也应进行型式试验，此时可只进行与这些改变有关的试验项

目。

新产品定型时的试验样机数应不少于2台。试验中发现有的项目不合格，应找出原因，

经设计改进再做仝部型式试验直至合格后方允许进行批量试制,其它情况下型式试睑的样机

数量应在按正常工艺顺序连续生产10台以上时随机抽取3台。试验中若发现一台一项不合格，

应判型式试验不合格，制造厂应查明原因采取措施重做全部型式试验合格后，方允许批量生

产。

在正常生产中，型式试验亦应每五年进行一次。

型式试验应由具有资质的第三方承担。

10.3出厂试验

每台产品在出厂前必须进行出厂试验。全部出厂试验项目合格后发放产品合格证。试验

后如果有的项目不符合本标准要求，则应返修合格后再发放产品合格证。

10.4周期试验

运行中的检查性试验，必要时进行。

10.5检验项目

装置的型式试验、出厂试验及周期试验项目见表5。

表5试验项目

序试验项目型式试验出厂试验周期试验

号（年）

1-一般性检验2

2主回路母排对柜体42

3绝缘