電氣化鐵路變電所用變壓器新舊標準差異分析

鄭世欣

（甘肅電器科學研究院）

0 引言

電氣化鐵路變電所用變壓器（以下簡稱變壓器）新版標準TB/T 2887―2022 已發(fā)布實施，代替TB/T 2886―1998《電氣化鐵道27.5kV，55kV 級油浸式斯科特聯(lián)接變壓器技術(shù)條件》和TB/T 2887―1998《鐵道專用27.5kV 級油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》。相比舊標準，新標準根據(jù)變壓器產(chǎn)品技術(shù)的最新發(fā)展和對于產(chǎn)品可靠性、能效、環(huán)境因素等方面的研究，對適用范圍、斯科特聯(lián)結(jié)定義、27.5kV/55kV級礦物油斯科特接線變壓器的性能參數(shù)、27.5kV 級單相/三相礦物油變壓器的性能參數(shù)、試驗方法、檢驗規(guī)則以及標志、起吊、包裝、運輸和儲存做出修訂，同時新增了產(chǎn)品分類、油浸式變壓器的絕緣配合、干式變壓器的使用條件與絕緣配合以及性能參數(shù)和技術(shù)要求相關(guān)內(nèi)容。

1 新標準的主要技術(shù)修訂內(nèi)容

1.1 常規(guī)修訂內(nèi)容

1）更改了適用范圍。新標準適用于電氣化鐵路變電所用額定容量10kVA 及以上，額定頻率為50Hz，電壓等級為27.5kV 級單相、三相油浸式配電變壓器，27.5kV 級單相、三相干式配電變壓器，27.5kV 級、55kV 級三相油浸式電力變壓器。

2）增加了規(guī)范性引用文件。根據(jù)適用范圍的調(diào)整，增補GB/T4208《外殼防護等級（IP 代碼）》、GB/T6451《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》、JB/T501《電力變壓器試驗導則》等，其中試驗方法部分大量引用了JB/T501。

3）更改了斯科特聯(lián)結(jié)定義。新標準中對斯科特聯(lián)結(jié)的釋義為：變壓器繞組進行T 形聯(lián)結(jié)的一種方法，以使三相電壓變?yōu)閮上嚯妷夯騼上嚯妷鹤優(yōu)槿嚯妷?。通過對該術(shù)語的補充和完善，使新標準更符合變壓器產(chǎn)品的實際工況，有助于試驗技術(shù)人員準確地理解、掌握標準，提高試驗的準確性、科學性。

4）增加了產(chǎn)品分類的內(nèi)容。新標準中對電氣化鐵路變電所用變壓器劃分為油浸式變壓器和干式變壓器兩大類。兩大類別下分別按聯(lián)結(jié)組方式、額定容量、額定電壓進行細分。

5）更改了標志，起吊，包裝、運輸和儲存。相對于舊標準，新標準中對油浸式變壓器相關(guān)要求做出修訂，增補了干式變壓器的標志，起吊，包裝、運輸和儲存要求。明確規(guī)定油浸式變壓器如不帶油運輸，則需充以干燥的氣體（露點低-40℃)。運輸前應進行密封試驗，以確保在充以20~30 kPa 壓力的氣體時密封良好。油浸式變壓器主體在運輸中及到達現(xiàn)場后，油箱內(nèi)的氣體壓力應保持正壓，并有壓力表進行監(jiān)視。在現(xiàn)場儲存期間應維持正壓，并有壓力表進行監(jiān)視。500 kVA 及以上的油浸式變壓器在運輸中應裝三維沖撞記錄儀。干式變壓器除對于接線端子標志、包裝箱文字與標志、裝箱文件內(nèi)容以及運輸存儲防潮的常規(guī)要求外，無其他特殊要求。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)及試驗方法

1.2.1 技術(shù)要求

1）增加了油浸式變壓器的絕緣配合。為了提高變壓器產(chǎn)品絕緣的可靠性，新增變壓器標準絕緣水平的要求，見表1。

表1 變壓器標準絕緣水平（單位：kV）

2）修訂了TB/T 2887 中27.5kV 級單相/三相礦物油變壓器的性能參數(shù)?？紤]到變壓器能效，相比舊標準，新標準中空載損耗、負載損耗和空載電流性能參數(shù)降低，對27.5kV 級單相/三相礦物油變壓器產(chǎn)品提質(zhì)增效提出了新要求。以27.5kV 級10~250kVA 單相雙繞組無勵磁調(diào)壓礦物油配電變壓器為例，新舊性能參數(shù)對比見表2。

表2 27.5kV 級10~250kVA 單相雙繞組無勵磁調(diào)壓礦物油配電變壓器

3）修訂了TB/T2886 中27.5kV/55kV 級礦物油斯科特接線變壓器的性能參數(shù)。考慮到變壓器能效，相比舊標準，新標準中空載損耗、負載損耗和空載電流參數(shù)降低，對27.5kV/55kV 級礦物油斯科特接線變壓器產(chǎn)品提質(zhì)增效提出了新要求（以27.5kV 級50~250kVA 斯科特接線雙繞組無勵磁調(diào)壓礦物油配電變壓器為例，新舊性能參數(shù)對比見表3）。

表3 27.5kV 級 50~250kVA 斯科特接線雙繞組無勵磁調(diào)壓礦物油配電變壓器

4）新增了干式變壓器的性能參數(shù)。無勵磁調(diào)壓配電變壓器的額定容量、電壓組合、分接范圍、聯(lián)結(jié)組標號、空載損耗、負載損耗、空載電流及短路阻抗應符合新標準的規(guī)定。

5）新增了干式變壓器的技術(shù)要求。干式變壓器應符合GB/T1094.1，CB/T1094.3，GB/T1094.5，CB/T1094.11，CB/T1094.12、JB/T3837 和JB/T10088 的規(guī)定。變壓器的接地裝置應有防護層及明顯的接地標志。變壓器的鐵心和金屬件應有防腐蝕的保護層。斯科特聯(lián)結(jié)變壓器M 座和T 座阻抗電壓之差允許范圍為–5%~+5% 。變壓器設(shè)計制造應充分考慮到牽引供電系統(tǒng)中電壓波動大的特點，在額定分接位置和空載運行狀態(tài)下應具備不小于1.15 倍過勵磁能力。

1.2.2 試驗方法

新標準修訂了試驗方法。新標準中修訂了油浸式變壓器的試驗方法，增補了干式變壓器的試驗方法。

為提升變壓器產(chǎn)品可靠性性能，應對新技術(shù)、新材料、新應用的發(fā)展和要求，新標準在試驗方法章節(jié)進行了大量整合和修改以適應當前的快速發(fā)展需求。修改后的試驗方法更加完善，明確規(guī)定油浸式變壓器繞組電阻測量、電壓比測量和聯(lián)結(jié)組標號檢定、短路阻抗和負載損耗測量、空載電流和空載損耗測量、繞組對地及繞組間直流絕緣電阻測量、壓力密封試驗、絕緣油試驗均按JB/T501 進行；規(guī)定干式變壓器除局部放電測量應在所有絕緣試驗項目完成后進行，加壓時間不小于30min 以及環(huán)境試驗程序應符合新標準的表4 外，其他按GB/T1094.11 進行。

表4 環(huán)境等級

考慮到環(huán)境因素的影響，新標準中新增干式變壓器環(huán)境試驗中所有環(huán)境等級的凝露試驗和E2、E3、E4 環(huán)境等級的濕滲透試驗方法（見表4）。進行凝露試驗時，變壓器應放在溫度和濕度都可以控制的試驗箱內(nèi)，試驗內(nèi)容符合GB/T 1094.11 的規(guī)定，對于繞組擬接到直接接地的系統(tǒng)或者經(jīng)低阻抗接地的系統(tǒng)的變壓器，應在1.1 倍額定電壓下勵磁15min，對于擬接到不直接接地系統(tǒng)或者經(jīng)高阻抗接地系統(tǒng)中的變壓器，應連續(xù)承受三次且每次為5min 的感應耐壓試驗。試驗時每個高壓端子應依次接地，在其他端子與地之間施加1.1 倍額定電壓。三相試驗也可用單相試驗來代替，此時應將兩個不接地相的端子連接在一起，每次感應耐壓時間間隔不少于3min。在濕滲透試驗開始時，變壓器應為干燥狀態(tài)，但不要使用擦拭的方法來消除凝露試驗中遺留的凝露。

1.2.3 檢驗規(guī)則

新標準修訂了檢驗規(guī)則。新標準按產(chǎn)品分類分別給出了油浸式變壓器和干式變壓器的出廠檢驗、型式檢驗項目，并在附錄A 中明確規(guī)定27.5kV 級/55kV級油浸式及干式斯科特聯(lián)結(jié)變壓器與普通電力變壓器存在差異的試驗項目和試驗方法。相對于舊標準，將油浸式變壓器聲級測量并入型式試驗項目，增補油浸式變壓器過負荷能力特殊試驗項目；新增干式變壓器的環(huán)境試驗等型式試驗項目（見表5）。

表5 干式變壓器檢驗項目

2 結(jié)束語

通過對最新電氣化鐵路變電所用變壓器標準技術(shù)修訂的分析可以看出，TB/T 2887―2022 緊密結(jié)合當前變壓器產(chǎn)品的技術(shù)特點和發(fā)展方向，進一步滿足了電氣化鐵路變電所對其專用變壓器可靠性、能效、環(huán)境因素影響的需求，指導制造商優(yōu)化產(chǎn)品性能，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，助力變壓器生產(chǎn)企業(yè)直面新技術(shù)、新場景、新產(chǎn)業(yè)帶來的挑戰(zhàn)，加大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和創(chuàng)新布局力度，滿足當前電氣化鐵路配電系統(tǒng)發(fā)展需求。