T∕ZZB 0588-2018 铁路信号系统用干式变压器.pdf
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1、ICS 29.180 K 41 ZZB 浙江制造团体标准 T/ZZB 05882018 铁路信号系统用干式变压器 Dry-type transformers for railway signal system 2018 - 10 - 12 发布 2018 - 10 - 31 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 目 次 前言 . II 引言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 产品分类和结构型式 . 2 5 基本要求 . 3 6 使用条件 . 5 7 技术要求 . 6 8 试验方法 . 12 9 检验规则 . 15 10 铭牌、包装、运输和贮存
2、. 16 11 质量承诺 . 18 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准由浙江省浙江制造品牌建设联合会提出并归口。 本标准由浙江省质量合格评定协会牵头组织制定。 本标准主要起草单位:浙江广天电力设备股份有限公司。 本标准参与起草单位:浙江方圆电气设备检测有限公司、苏州电器科学研究院股份有限公司。 本标准起草人:赵西平、冯盛、李定远、王林江、何晓红、张世青、陈旭、宋阳、陈波、张艳辉、符忠斌、沈海涛、陈凤林。 本标准由浙江省质量合格评定协会负责解释。 引 言 国内目前尚无铁路信号系统用干式变压器标准, 实际设计生产中都是参照铁路信号系统所要求产品具备的技术指标和G
3、B 1094.112007电力变压器 第11部分:干式变压器等相关要求进行设计生产。安装在铁路区间户外箱变内的变压器运行环境严酷, 铁路用户对供电可靠性要求极高。 随着铁路建设的高速发展和铁路信号系统用变压器需求的稳定增长, 目前现有的标准和技术要求, 已不能满足产品生产使用和安全运行的要求,故特制定本标准。 铁路信号系统用干式变压器 1 范围 本标准规定了铁路信号系统用干式变压器的术语与定义、产品分类和结构型式、基本要求、使用条件、技术要求、试验方法、检验规则、铭牌、包装、运输和贮存、质量承诺。 本标准适用于电压等级6 kV35 kV,额定频率50 Hz,额定容量5 kVA100 kVA,安
4、装于户外箱体内部置于铁路沿线(露天、隧道内、桥梁上)的铁路信号系统用干式变压器。 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(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 311.1 绝缘配合 第1部分:定义、原则和规则 GB 1094.12013 电力变压器 第1部分:总则(IEC 60076-10:2011,MOD) GB/T 1094.32017 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(IEC 60076-3:2013,MOD) GB 1094.5 电力变压器 第5部分:承
5、受短路的能力 GB/T 1094.10 电力变压器 第10部分:声级测定 GB 1094.112007 电力变压器 第11部分:干式变压器(IEC 60076-11:2004,MOD) GB/T 1094.12 电力变压器 第12部分:干式电力变压器负载导则 GB/T 2900.95 电工名词术语 变压器、互感器、调压器和电抗器 GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码) GB/T 5585.12005 电工用铜、铝及其合金母线 第1部分:铜和铜合金母线 GB/T 11021 电气绝缘 耐热性和表示方法 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 JB/T 5012006 电力变压器试验
6、导则 JB/T 3837 变压器类产品型号编制方法 3 术语和定义 GB/T 2900.95、GB 1094.11界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 绝缘护罩 Insulation shield 防止高压带电体裸露,在带电体外部套装的硅橡胶随形保护罩。 4 产品分类和结构型式 4.1 产品分类 铁路信号系统用干式变压器分类按表1的规定。 表1 铁路信号系统用干式变压器分类表 序号 分类规则 类别 代表字母 1 相数 单相 D 三相 S 2 铁心材质 电工钢带 ) 非晶合金 H 3 绕组外绝缘介质 非包封线圈 G 浇注成型固体 C 4 绝缘耐热等级 F级(155 ) ) H级(180
7、 ) H 5 海拔高度 常规(海拔高度2000 m) ) 高海拔(海拔高度2000 m) GY 注:其他分类及字母代号参照JB/T 3837。 4.2 结构型式 三相产品采用三相三柱式结构, 结构示意如图1, 单相产品采用单相双柱式结构, 结构示意图如图2,单相产品采用单相单柱式结构,结构示意如图3。 图1 三相三柱式产品结构示意图 图2 单相双柱式产品结构示意图 图3 单相单柱式产品结构示意图 5 基本要求 5.1 设计研发 5.1.1 应具备采用专用的计算机设计程序进行电磁计算, 并具有专有电磁场分布分析方法和产品匝间、层间、段间、相间绝缘结构设计能力。 5.1.2 应具备匀化产品端部场强
8、,提高产品绝缘性能,减小产品局放量的设计技术能力。 5.2 原材料 5.2.1 应选用冷轧取向或非晶合金硅钢片,硅钢片的厚度0.27,牌号高于 100。 5.2.2 应选用电阻率符合 GB/T 5585.12005 中第 4.9 章的铜导体导线。 5.2.3 应选用玻璃化转变温度为 70 85 的环氧树脂; 绝缘耐热等级不低于 F 级的 DMD 绝缘材料;厚度1.5 mm,绝缘水平满足 AC30kV 的绝缘护罩。 5.3 工艺及装备 5.3.1 应采用全自动变压法真空干燥工艺对线圈进行干燥,提高干燥效果,缩短干燥时间。 5.3.2 应采用全真空环氧树脂浇注工艺对线圈进行浇注,浇注体内部不形成气
9、泡,减小产品局放量。 5.3.3 应采用随温度条件变化而变化的树脂浇注配方,增强产品耐低温性能。 5.3.4 生产过程应至少具有表 2 所列设备。 表2 生产过程至少必备设备 制造过程 设备名称 铁心裁剪 硅钢片纵剪线、硅钢片横剪线 铁心装配 叠装(翻转)台 线圈绕制 卧式绕线机 线圈浇注 真空干燥设备、真空浇注设备 线圈固化 变压器专用固化炉 5.4 检测能力 5.4.1 企业应配备独立的理化实验室,具备原材料重要参数检测能力、成型线圈树脂取样能力、树脂成份分析能力。 5.4.2 企业配备独立的检测中心,具备产品所有过程检验、出厂检验能力。 5.4.3 检测过程应至少具有表 3 和表 4 所
10、列设备。 表3 产品检测过程至少必备检测设备 试验项目 主要设备名称 准确度/准确等级 绝缘电阻测量 绝缘电阻测试仪 0.5级 绕组电阻及三相不平衡率测量 直流电阻测试仪 0.01级 电压比及偏差测量、联结组标号试验 变压比电桥 0.1 性能参数测量 短路阻抗和负载损耗测量 调压器、微机控制变压器试验台、损耗测试仪 / 空载损耗和空载电流测量 局部放电测量 多通道数字式局部放电综合分析仪 1.0 绝缘性能试验 外施耐压试验 耐压测试仪 0.7 感应耐压试验 中频发电机组 / 雷电冲击试验 冲击电压发生器 / 温升试验 红外测温仪、温度巡检仪 0.5 温湿度计、秒表 / 噪音测量 声级计 1级
11、低温耐受试验 超低温保存箱 / 表4 原材料(树脂)检测过程至少必备检测设备 试验项目 主要设备名称 强度 电子式拉力试验机 玻璃化温度 示差量热扫描仪 凝胶时间 凝胶时间测定仪 6 使用条件 6.1 正常使用条件 6.1.1 概述 如无另行规定, 下列6.1.26.1.6中的使用条件均为正常使用条件, 当变压器需要在正常条件以外的场合运行时,有关降低其额定值方面的要求按7.9.2和7.9.3的规定。 6.1.2 海拔 产品使用海拔高度不超过2000 m。 6.1.3 冷却介质温度 冷却介质温度满足如下要求: a) 最高温度:55 ; b) 最热月平均温度:30 ; c) 最高年平均温度:20
12、 ; d) 最低温度:-40 。 6.1.4 电源电压波形 电源电压波形应近似于正弦波。 注:对于公用供电系统来说,此要求并不苛刻,但当有强大的变流器负载设备时,却应按传统的规则进行考虑:畸变波形中的总谐波含量不大于8,偶次谐波含量不大于1,同时还应考虑谐波电流对负载损耗及温升的影响。 6.1.5 多相电源电压对称 对于三相变压器,其三相电源电压应近似对称。 6.1.6 湿度 周围空气的相对湿度不大于93。 6.2 电磁兼容(EMC) 就发射电磁干扰和抗电磁干扰而言,干式变压器应被看作是无源元件。 6.3 特殊使用条件 6.3.1 用户应在其询价时提出未列于 6.1 正常使用条件中的任何使用条
13、件,这些条件示例如下: a) 环境温度的上限或下限超过了 6.1.3 中规定的限值; b) 通风受到限制; c) 海拔超过 6.1.2 中规定的限值; d) 有害性烟雾和蒸汽; e) 水蒸气; f) 湿度超过 6.1.6 中规定的限值; g) 滴水; h) 盐雾; i) 过量的和有腐蚀性的灰尘; j) 负载电流中有较高的谐波含量; k) 电源电压波形畸变; l) 瞬变过电压峰值超过了 7.8 章规定的限值; m) 修正相关功率因数和限值涌流的电容器投入方式; n) 叠加的直流(DC)电流; o) 要求在设计中进行特殊考虑的地震条件; p) 巨大的机械冲击和振动; q) 6.1.1 正常条件中未
14、包括的运输和贮存条件。 6.3.2 变压器在上述这些特殊条件下的运行规范应由供、需双方协商制定。 6.4 运输和贮存条件 6.4.1 所有变压器均应能在环境温度低至-40 时,适于运输和贮存。 6.4.2 制造单位应被告知,变压器在抵达安装现场的运输过程中,预计会受到的冲击、振动和倾斜的最大值。 7 技术要求 7.1 外观 7.1.1 不可直接接触的地方,应有警告牌或特殊标志。 7.1.2 高压浇注体每相进出线端子应有绝缘护罩防护,各相应分接均匀布置在进线和出线端子间的分接盒内,分接盒外应有盖板防护。 7.1.3 高压浇注体面板进线和出线端子的浇注体端部方向应布置多组半圆形波纹凸台。 7.1.
15、4 低压出线应采用铜母线,并由线圈内部直接引出,且超出线圈端部 30 mm 以内的部分应采用热缩管防护。 7.1.5 变压器应有一个供保护导线连接用的接地端子,所有裸露的不带电金属构件,均应通过在结构上采取措施或采用其他方式接到接地端子上。 7.2 绝缘电阻 一般情况下(室温,湿度90),10 kV及以下产品高压-低压和地300 M,20 kV及以上产品高压-低压和地1000 M;低压-高压和地50 M;铁心-地5 M。 7.3 绕组电阻及三相不平衡率 三相变压器的绕组直流电阻的不平衡率相间4,线间2。 7.4 电压比及偏差 变压器各分接的电压比偏差取下列值中较低者: a) 规定电压比的0.5
16、; b) 主分接上实际阻抗百分数的1/10。 7.5 联结组 如用户无其他规定,三相变压器的联结组别建议为Dyn11(低压绕组相位滞后高压绕组相位330)或Yyn0(低压绕组相位与高压绕组相位相同),中性点的连接应能承载额定相电流;单相变压器的联结组别建议为Ii0。 7.6 性能参数 6 kV35 kV级铁路信号系统用干式变压器的额定容量、空载电流、空载损耗、负载损耗及短路阻抗等应符合表5表8的规定,性能参数偏差应符合表9的规定。 表5 6kV、10kV 级铁路信号系统用干式变压器(电工钢带)性能参数 额定 容量 kVA 电压组合及分接范围 联结组 标号 空载损耗 W 不同绝缘耐热等级下的负载
17、损耗W 空载电流 短路阻抗 (120) 高压 kV 高压分接范围 低压 kV F (120) H (145) 5 6 6.3 6.6 10 10.5 11 22.5 5 0.4 Dyn11 Yyn0 60 300 320 3.5 4.0 10 70 400 425 3.0 15 90 500 535 2.5 20 115 600 640 2.5 30 135 640 685 2.0 50 195 900 965 2.0 63 215 1100 1180 1.5 80 265 1240 1330 1.5 100 290 1410 1520 1.5 表6 6kV、10kV 级铁路信号系统用干式变压
18、器(非晶合金)性能参数 额定容量 kVA 电压组合及分接范围 联结组 标号 空载损耗 W 不同绝缘耐热等级下的负载损耗W 空载电流 短路 阻抗 (120) 高压 kV 高压分接范围 低压 kV F (120) H (145) 30 6 6.3 10 22.5 5 0.4 Dyn11 70 675 720 1.6 4.0 50 90 950 1010 1.4 63 6 6.3 10 10.5 11 22.5 5 0.4 Dyn11 105 1140 1220 1.3 4.0 80 120 1310 1400 1.3 100 130 1490 1600 1.2 表7 27.5kV 级铁路信号系统用
19、干式变压器(单相、电工钢带)性能参数 额定容量 kVA 电压组合及分接范围 联结组 标号 空载损耗 W 不同绝缘耐热等级下的负载损耗W 空载电流 短路 阻抗 (120) 高压 kV 高压分接范围 低压 kV F (120) H (145) 5 27.5 29 22.5 5 0.23 Ii0 150 260 280 4.0 4.0 10 190 280 300 3.5 6 15 230 430 460 3.5 20 250 520 555 3.0 30 280 750 800 3.0 6.5 50 390 1280 1370 2.5 表8 35kV 级铁路信号系统用干式变压器(电工钢带)性能参数
20、 额定容量 kVA 电压组合及分接范围 联结组 标号 空载损耗 W 不同绝缘耐热等级下的负载损耗W 空载电流 短路 阻抗 (120) 高压 kV 高压分接范围 低压 kV F (120) H (145) 50 35 36 37 38.5 22.5 5 0.4 Dyn11 Yyn0 360 1280 1370 2.3 6.0 63 400 1530 1635 2.3 80 475 1710 1830 2.0 100 504 1880 2010 2.0 表9 性能参数偏差 序号 项 目 偏差 1 空载损耗 0 2 负载损耗 10 3 总损耗 10 4 空载电流 30 5 短路阻抗 10 7.7 局
21、部放电 局部放电水平的最大值为10pC。 7.8 绝缘性能 7.8.1 外施耐压水平 外施耐压水平应符合表10的规定。 表10 外施耐压水平 单位为千伏 标称系统电压(方均根值) 1 3 6 10 15 20 27.5 35 设备最高电压Um(方均根值) 1.1 3.6 7.2 12 17.5 24 31.5 40.5 额定短时外施耐受电压(方均根值) 3 10 20 35 38 50 85 85 注1:如用户另有要求,绝缘水平也可参照 GB 1094.112007 中附录 C 的规定选取,但应明确注明。 注2:常规满足海拔 2000 m 要求,耐压水平需做对应修正。 7.8.2 感应耐压水平
22、 感应耐压水平应能满足GB/T 1094.3的要求。 7.8.3 雷电冲击水平 7.8.3.1 雷电冲击水平应符合表 11 的规定。 表11 雷电冲击水平 单位为千伏 标称系统电压(方均根值) 1 3 6 10 15 20 27.5 35 设备最高电压Um(方均根值) 1.1 3.6 7.2 12 17.5 24 31.5 40.5 额定雷电冲击耐受电压(峰值) 组 - 20 40 60 75 95 145 145 组 - 40 60 75 95 125 200 200 注1:如用户另有要求,绝缘水平也可参照 GB 1094.112007 中附录 C 的规定选取,但应明确注明。 注2:常规满足
23、海拔 2000 m 要求,雷电冲击水平需做对应修正。 7.8.3.2 应按变压器遭受雷电过电压和操作过电压的程度、系统中性点的接地方方式以及过电压保护装置的类型(如果采用)来选择组或组的耐受电压值,参见 GB 311.1 的规定。 7.8.4 空气间隙 相对地、 相对中性点、 相间以及相对较低电压绕组端子之间的裸露带电体空气间隙均采用相同的距离,最小空气间隙应满足表12中要求。 表12 相对地、相对中性点、相间以及相对较低电压绕组端子之间的裸露带电体最小空气间隙推荐值 系统标称电压(方均根值) kV 设备最高电压(方均根值) kV 最小空气间隙 mm 0.4 0.48 10 3 3.6 60
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