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| 标准编号 | GB/T 46131-2025 (GB/T46131-2025) | | 中文名称 | 特高压变压器用分接开关技术要求与试验方法 | | 英文名称 | Technical requirements and test methods for tap-changer for ultra high voltage transformers | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F21 | | 国际标准分类 | 29.020 | | 字数估计 | 38,347 | | 发布日期 | 2025-08-29 | | 实施日期 | 2025-12-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46131-2025: 特高压变压器用分接开关技术要求与试验方法
ICS 29.020
CCSF21
中华人民共和国国家标准
特高压变压器用分接开关技术要求
与试验方法
2025-08-29发布
2025-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 基本要求 1
5 参数要求 2
6 无励磁分接开关技术要求 3
7 无励磁分接开关试验 6
8 有载分接开关技术要求 11
9 有载分接开关试验 14
10 标志、包装、运输和贮存 25
附录A(资料性) 特高压交流自耦变压器无励磁分接开关正反调触头布置方式 27
附录B(规范性) 特高压交流变压器用分接开关抗震试验方法 30
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
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本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由全国特高压交流输电标准化技术委员会(SAC/TC569)归口。
本文件起草单位:中国电力科学研究院有限公司、上海华明电力设备制造有限公司、特变电工衡阳
变压器有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、国网四川省电力公司电力科学研究院、国网山东省
电力公司电力科学研究院、特变电工沈阳变压器集团有限公司、西安西电变压器有限责任公司、开德贸
易(上海)有限公司、合肥日立能源变压器有限公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网浙
江省电力有限公司电力科学研究院、国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、国网河南省电力公司电
力科学研究院、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、
山东电力设备有限公司、国网山西省电力公司电力科学研究院、重庆日立能源变压器有限公司、国网上
海市电力公司电力科学研究院、国网湖南省电力有限公司超高压变电公司、中国南方电网有限公司、
国家电网有限公司。
本文件主要起草人:王绍武、张书琦、汪可、李鹏、李金忠、李戈琦、杜修明、乔木、孙建涛、李献伟、
赵峰、孙树波、刘雪丽、李刚、张智勇、叶壮壮、胡文斌、孙功胜、骆欣瑜、杨智、朱孟兆、许谱名、董大磊、
吴兴旺、柴孟东、俞华、魏裔华、贺林、周凯、王鹏、王一林、孙威、李文志、王玉伟。
特高压变压器用分接开关技术要求
与试验方法
1 范围
本文件规定了1000kV交流变压器用分接开关的基本要求、参数要求、技术要求、标志、包装、运输
和贮存等内容,并描述了相应的试验方法。
本文件适用于1000kV交流变压器(包括自耦变和升压变)用分接开关的设计与验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期的版本适用于本文件;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/T 2900.95 电工术语 变压器、调压器和电抗器
GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 4797.4 环境条件分类 自然环境条件 太阳辐射与温度
GB/T 10230.1-2019 分接开关 第1部分:性能要求和试验方法
GB/T 10230.2 分接开关 第2部分:应用导则
GB/T 17623 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
GB/T 42558.1 高原用换流站电气设备抗震技术 第1部分:抗震试验及评价导则
GB 50260 电力设施抗震设计规范
DL/T 722 变压器油中溶解气体分析和判断导则
3 术语和定义
GB/T 2900.95和GB/T 10230.1-2019界定的术语和定义适用于本文件。
4 基本要求
4.1 环境要求
4.1.1 有载分接开关在变压器油中使用的温度范围为-25℃~105℃,环境温度范围为-25℃~
40℃。无励磁分接开关在变压器油中使用的温度范围为-40℃~105℃,环境温度范围为-40℃~
40℃。
4.1.2 电动机构在室外凝露和降水条件下应能正常工作。
4.1.3 分接开关使用环境阳光辐射应符合GB/T 4797.4的有关规定。
4.1.4 分接开关的抗震设防烈度应与其对应的变压器保持一致。
4.2 使用要求
4.2.1 分接开关安装在特高压升压变压器或特高压自耦变压器的调压补偿变压器中,与地面的倾斜度
不应超过2%。
4.2.2 分接开关可采用中性点正反调压方式,触头布置方式见附录A。
4.2.3 分接开关应具有手动调节及电动调节功能。
4.2.4 分接开关安装在特高压升压变压器或特高压自耦变压器的调压补偿变压器后,无励磁分接开关
连同变压器的电阻值与设计值的偏差不应大于2%,有载分接开关连同变压器操作不应发生故障。
4.3 特殊要求
其他需要满足的特殊环境及使用要求,应在订货时说明。
5 参数要求
5.1 特高压自耦变压器用分接开关参数
特高压自耦变压器用分接开关参数应符合表1的要求。
表1 特高压自耦变压器用分接开关参数表
序号 参数 单位 无励磁分接开关特征值 有载分接开关特征值
1 调压位置 - 中性点 中性点
2 相数 - 单相 单相
3 最大额定通过电流Irm A 2400 2000
4 额定级电压 kV - ≥4
5 额定频率 Hz 50 50
6 设备最高电压Um kV 126 126
7 额定绝缘水平
额定耐受试验电压(方均
根值)
kV 230 230
雷电全波冲击电压(峰值) kV 550 550
8 调压范围 kV 525/3±4×1.25% 525/3±10×0.5%
9 短路电流耐受能力
热稳定电流(方均根值)
(3s)
kA 30 24
动稳定电流(峰值)(0.25s) kA 75 60
10 机械寿命 次 20000 800000
11 电气寿命 次-200000
12 吊芯检修条件 - -
运行超过6年或
动作超过10万次
13 局部放电 pC 10 10
14 温升试验电流下触头油中温升限值 K 15 15
注:“-”表示无内容。
5.2 特高压升压变压器用无励磁分接开关参数
特高压升压变压器用无励磁分接开关参数应符合表2的要求。
表2 特高压升压变压器用无励磁分接开关参数表
序号 参数 单位 特征值
1 调压位置 - 高压侧中性点
2 相数 - 单相
3 最大额定通过电流Irm A
600(660MW机组)
1000(1000MW机组)
4 额定级电压 kV -
5 额定频率 Hz 50
6 设备最高电压Um kV 126
7 额定绝缘水平
额定外施耐受电压 kV 230
雷电全波冲击电压(峰值) kV 550
8 调压范围 kV
1100/3±4×1.25%
1100/3-4×1.25%
1050/3±2×1.5%
1050/3-2×1.5%
9 短路电流耐受能力
热稳定电流(3s) kA
8(660MW机组)
12(1000MW机组)
动稳定电流(峰值)(0.25s) kA
20(660MW机组)
30(1000MW机组)
10 触头的机械寿命 次 20000
11 局部放电 pC 10
12 温升试验电流下触头油中温升限值 K 15
注1:如有特殊要求时,由用户与制造厂在合同中规定其他参数。
注2:“-”表示无内容。
6 无励磁分接开关技术要求
6.1 一般要求
6.1.1 选用的无励磁分接开关应满足特高压交流变压器的使用要求,主要参数包括:
---额定通过电流;
---额定级电压;
---额定频率;
---额定绝缘水平。
6.1.2 特高压用无励磁分接开关应采用单相笼型多层结构型式。
6.1.3 为防止无励磁分接开关带电误操作,配置手摇机构时,手摇机构箱门应配置挂锁,只有在变压器
停电后,操作运行人员打开机构箱门才可以操作;配置电动机构时,电动机构应配置电气闭锁接点,只有
在断路器分闸后才可操作,以防止变压器带电时的意外操作(如远程操作)。
6.1.4 无论配置手摇机构还是电动机构,无励磁分接开关换挡操作后,应进行直阻和变比试验,以确认
开关触头处于正确位置时才能投运。
6.1.5 无励磁分接开关本体应提供位置信号,便于操作运行人员能在现场和控制室看到开关档位。
6.1.6 变压器对开关引线的装配,不应影响开关的绝缘完整性,并确保引线有足够的挠度及支撑,以防
止开关在安装、运输、短路(电动力)、地震时开关受到不可接受的作用力,造成开关机械损坏。
6.2 性能要求
6.2.1 机械性能
6.2.1.1 无励磁分接开关机械寿命不应低于2万次,且2万次机械操作后各档位回路电阻值不超过
300μΩ。
6.2.1.2 无励磁分接开关的头盖密封部位应能承受80kPa的正压及133Pa的负压,不发生渗漏以满
足特高压交流变压器的出厂工艺要求。
6.2.1.3 无励磁分接开关应在-40℃油温下具备不低于100次可靠切换能力,触头能够准确到位。
6.2.1.4 无励磁分接开关在触头不带电的情况下应能无故障进行2个操作循环的机械动作操作。
6.2.2 电气性能
6.2.2.1 无励磁分接开关回路电阻值不应超过300μΩ。
6.2.2.2 无励磁分接开关所有承载连续电流的各类型触头应能承受持续时间为3×(1±10%)s的短路
电流冲击。短路电流起始峰值为30Irm,短路电流的方均根值为12Irm。短路电流冲击后,通流回路各
触头及油室静触头应没有烧损熔焊现象,各档位回路电阻不超过300μΩ,且短路试验前后回路电阻偏
差应在算术平均值的20%以内。其他承载电流的零部件不出现永久的机械变形,邻近绝缘件没有过热
引起的变色现象。
6.2.2.3 无励磁分接开关在10℃~40℃变压器油内,静态下通流支路通过1.2倍额定电流,各触头温
升较通流前不应大于15K。
6.2.3 绝缘性能
6.2.3.1 绝缘要求如下:
a) 触头对地绝缘应能耐受230kV工频电压、550kV全波雷电冲击电压、605kV截波雷电冲击
电压、460kV操作冲击电压;
b) 触头首末端之间绝缘应能耐受120kV工频电压、345kV全波雷电冲击电压、380kV截波雷
电冲击电压;
c) 级间绝缘应能耐受70kV工频电压、225kV全波雷电冲击电压、248kV截波雷电冲击电压。
特高压交流变压器用的无励磁分接开关绝缘距离见图1。
标引符号说明:
e ---对地绝缘距离;
a ---首末端之间绝缘距离;
a1 ---级间绝缘距离;
①~⑧ ---分接档位。
图1 无励磁分接开关绝缘距离示意图
6.2.3.2 局部放电要求如下:
按照7.2.5.6进行局部放电试验,分接开关不应发生有害的局部放电。
6.2.4 电动机构性能
6.2.4.1 无励磁分接开关电动机构寿命不应低于2万次,其中的驱动电动机和电气控制应在85%~
110%的额定电压(交流或直流电压)寿命周期内允许按照制造方手册进行正常维修。全寿命周期内电
动机构最大输出转矩不发生变化,电动机构机械部位不应出现故障或过分的磨损,控制器(或显示器)运
行应正常,功能动作应正确,显示应清晰准确,不发生运行故障。
6.2.4.2 应在无励磁分接开关或电动机构内安装机械端位止动装置,当电气限位开关出故障时,机械端
位止动装置应能阻止电动分接变换出现超越端位的操作,且电动机构不应出现电气或机械的损坏。
6.2.4.3 应具有能防止三相电动机旋转方向错误的保护装置。
6.2.4.4 应配置重启动装置,在可能中断的电源电压恢复后将已经开始了的一个分接变换操作完成。
6.2.4.5 电动机构应装有防止逐级控制线路发生故障时出现越级(滑档)操作的装置。
6.2.4.6 除用户规定更严酷的条件外,电动机构应适于在-40℃~40℃的环境温度下运行。
6.2.4.7 电动机构辅助线路的所有带电端子与基座之间均应具备2kV工频电压耐压水平。
6.2.4.8 驱动电机及其附件应装于电动机构箱体内,电动机构箱体防护等级不应低于IP55(湿热或风
沙地区不宜低于IP65),并有合适的防冷凝措施。打开箱门后应至少具有IP1X的防护。
6.2.4.9 电动机构应配置适于无励磁分接开关规定的操作次数的操作计数器。
6.2.4.10 电动机构应具备手动操作功能,在电动机构电源故障时,可通过人工手动操作进行无励磁分
接开关的分接变换。
6.2.4.11 电动机构在运行条件下或在等值模拟负载下,应能无故障进行2个操作循环的电动操作。
6.2.5 抗震性能
6.2.5.1 力学特性
电气设备地震位移应满足工程工艺要求,校核受试设备主要结构构件强度,特别是受试设备根部截
面应力响应,抗震性能测试后,设备基频下降率应小于10%。
电气设备的抗震承载力按GB/T 42558.1验算,所得设备的根部或其他危险断面处产生的应力值
应小于设备或材料的容许应力值;金属支撑构件的总应力不应超过该材料屈服强度的90%;设备连接
用金属件、软导线、硬导体的应力应满足GB/T 42558.1中载荷短期作用时的要求。
6.2.5.2 电气特性
电气设备经过力学性能计算或试验测试后,其油室密封性能(见6.2.1.2)、回路电气性能(见6.2.2)、
绝缘性能(见6.2.3)应满足相关要求。
7 无励磁分接开关试验
7.1 试验项目
无励磁分接开关的试验项目分为型式试验、例行试验和特殊试验,试验项目如表3所示。
表3 无励磁分接开关试验项目
序号 试验项目 型式试验 例行试验 特殊试验 技术要求
1 机械性能
机械寿命试验 √ × × 6.2.1.1
压力及真空试验 √ √ × 6.2.1.2
机械动作试验 × √ × 6.2.1.4
低温切换试验 × × √ 6.2.1.3
2 电气性能
短路电流试验 √ × × 6.2.2.2
触头温升试验 √ × × 6.2.2.3
3 绝缘性能
全波雷电冲击试验(LI) √ × ×
截波雷电冲击试验(LIC) √ × ×
操作冲击试验(SI) √ × ×
外施耐压试验(AV) √ √ ×
局部放电测量 √ × ×
6.2.3.1
6.2.3.2
4 抗震试验 × × √ 6.2.5
5 电动机构试验
机械负载试验 √ × × 6.2.4.1
超越端位试验 √ × × 6.2.4.2
防护等级 √ × × 6.2.4.8
机械运转试验 × √ × 6.2.4.11
辅助线路绝缘试验 × √ × 6.2.4.7
6 连同特高压交流变压器整体试验 × √ × 4.2.4
注:“√”为必做项目;“×”为不做项目。
7.2 无励磁分接开关的型式试验
7.2.1 模拟变压器干燥程序
可选用煤油气相干燥法或真空干燥法对分接开关在型式试验前进行干燥。具体的干燥工艺参数应
按分接开关厂家要求设置。
7.2.2 机械试验
7.2.2.1 机械寿命试验
试验前后分别测量分接开关各导电回路的回路电阻值。
在触头不带电及全分接范围内应进行20000次机械操作,其中一半次数应在不低于75℃的油温
下进行,另一半应在较低的油温下进行,油温每日循环变化。
根据运行环境最低温度,在-40℃油温下开展机械寿命试验,操作次数不少于100次。
如果试验期间无励磁分接开关无故障,试验后检查触头和机械部分无过分磨损,分接开关各导电回
路的回路电阻测试值不超过300μΩ,且试验前后回路电阻偏差在算术平均值的10%以内,则机械寿命
合格。
7.2.2.2 压力及真空试验
对整机或单独对顶盖进行压力及真空试验,将开关顶盖安装在专门的密封试验箱上,按照80kPa
的压力值对密封试验箱充气,保持24h,开关顶盖密封部位应无渗漏。然后对试验箱抽真空至133Pa
负压,保持1h,检测开关顶盖密封部位是否有渗漏。
7.2.3 短路电流试验
所有连续载流的各类型触头,均应承受每次持续时间为3×(1±10%)s的短路电流冲击试验。对
于三相无励磁分接开关,如无其他规定,则只需对其一相的触头进行本试验。本试验应进行3次,每次
之间允许有数分钟间隔时间,以利于触头散热。在各次试验之间,不应将触头移动。每次初始峰值电流
(动稳定电流)和电流有效值(热稳定电流)大小可按表1和表2设置。
试验应在常温油中进行。
试验后判定试验结果是否符合6.2.2.2的规定。
7.2.4 触头温升试验
应在1.2倍最大额定通过电流下进行温升试验。
当特高压交流变压器引线无强制分流措施时,会造成电流在各层支路触头间分配不均匀,考虑到最
大不均匀系数k为1.2,则单层触头的温升试验电流按公式(1)计算:
It=1.2× k×
Irm
÷=1.2× 1.2×
Irm
÷ (1)
式中:
It ---温升试验电流,单位为安培(A);
Irm ---最大额定通过电流,单位为安培(A);
n ---无励磁分接开关触头并联层数;
k ---最大不均匀系数,取1.2。
在试验电流It下进行温升试验,试验开始前的油温为10℃~40℃。
试验前对无励磁分接开关操作一个循环,测试并记录回路电阻最大的档位作为通流回路。
利用热电偶对通流回路各层触头接触点进行温度测量,周围介质测温点应设置在触头下方不小于
25mm处,如果热电偶布置与分接开关零件存在干涉,可将测温点适当下移。
通流后,应每间隔1h监测一次各测温点触头发热情况。当触头与周围介质的温差变化不大于
1K/h时,则认为触头温度已达到稳定。
温升稳定后,检测各测温点的最终稳定温升是否符合6.2.2.3的规定。
7.2.5 绝缘试验
7.2.5.1 试验项目
无励磁分接开关绝缘试验前应干燥处理,并将开关浸入绝缘强度不低于40kV/2.5mm的变压器
油中进行,局部放电测量宜在背景局部放电量不大于5pC的实验室进行。
试验顺序如下:
a) 全波雷电冲击试验(LI)(见7.2.5.2);
b) 截波雷电冲击试验(LIC)(见7.2.5.3);
c) 操作冲击试验(SI)(见7.2.5.4);
d) 外施耐压试验(AV)(见7.2.5.5);
e) 局部放电测量(见7.2.5.6)。
无励磁分接开关需要开展绝缘试验的绝缘距离通常包括:
a) 对地;
b) 首末端之间(对于静触头布置在一条直线的情况,如条形开关,此试验不必要);
c) 级间(相邻触头间);
d) 其他绝缘距离(由于触头布置,在该距离上出现了比上述试验值更高的电压时)。
试验电压按6.2.3要求执行,其他试验电压按制造商规定。
7.2.5.2 全波雷电冲击试验(LI)
在无励磁分接开关的各绝缘距离上施加要求的全波1.2×(1±30%)μs/50×(1±20%)μs试验电
压,波形最大过冲为5%,峰值允差为±3%。正负极性各施加3次,检测是否发生闪络击穿现象。
7.2.5.3 截波雷电冲击试验(LIC)
在无励磁分接开关的各绝缘距离上施加截断时间为3μs~6μs的试验电压,正负极性各施加
3次,检测是否发生闪络击穿现象。
当不具备截波试验条件时,可用全波雷电冲击试验来替代,但试验电压值按截波的要求。
7.2.5.4 操作波冲击试验(SI)
在无励磁开关的带电部分与接地部分之间进行操作波冲击试验,无励磁分接开关制造方应规定其
试验接线布置。在要求的试验电压下,正负极性各施加3次,检测是否发生闪络击穿现象。
7.2.5.5 外施耐压试验(AV)
在无励磁分接开关的各绝缘距离上施加要求的工频试验电压,持续时间为1min,检测是否发生闪
络击穿现象。
如果开关本体上带有二次接线端子,如档位信号盘等,则应在所有带电端子与机座之间进行2kV
的外施耐压试验。
7.2.5.6 局部放电测量
试验方法按照GB/T 10230.1-2019的7.2.5.9执行。如果满足下列所有判据,则局部放电测量
合格:
a) 试验电压没有发生跌落;
b) 在1.58Um/3电压下保持60min期间,其局部放电的持续水平不超过10pC;
c) 在1.58Um/3电压下保持60min内的最后20min期间,PD状态显示没有连续上升的趋势和
没有快速持续的增大;
d) 在保持60min期间后的1.2Um/3电压下的PD不超过10pC。
如果判据c)不符合要求,则60min保持时间可以延长,且此判据在所延长的60min期间是满足
的,可认为局部放电测量是符合要求的。
注:Um为设备最高电压。
7.2.6 电动机构试验
7.2.6.1 机械负载试验
电动机构的输出轴负载应是无励磁分接开关设计的最大转矩或是一个模拟运行条件的等值负载转
矩。在此负载下,进行跨越整个分接范围的机械操作试验。
电动机构用于无励磁分接开关时,应进行20000次机械操作,其中至少应有1000次操作在最小电
压(交流为85%的额定电压,直流为80%的额定电压)及额定频率下进行,另1000次操作在最大电压
(交流及直流均为110%的额定电压)及额定频率下进行,还应在-40℃及额定电压和额定频率下至少
进行100次操作。
......
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