220kV 330kV单相Vv牵引变压器.docx

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220kV330kV单相Vv牵引变压器

一、单相/Vv牵引变压器

1一般技术要求

1.1设计寿命

设计寿命为30年。

1.2招标范围

牵引变压器招标数量详见施工图。

投标人应提供必备的备品备件以及质保期结束后三年的备品备件、专用测试仪表和专用维修工具及试验设备的建议书，内容主要包含设备名称、数量、单价等内容。

其中，必备的备品备件是免费提供的。

*1.3采用标准

本设备的制造、试验和验收除了应满足本技术规格书的要求外，还应符合但不限于下列标准，标准应使用最新版本：

✧GB1094.1《电力变压器第1部分总则》

✧GB1094.2《电力变压器第2部分温升》

✧GB1094.3《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》

✧GB1094.4《电力变压器第4部分电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则》

✧GB1094.5《电力变压器第5部分承受短路的能力》

✧GB1094.7《电力变压器第7部分油浸式电力变压器负载导则》

✧GB1094.10《电力变压器第10部分声级测定》

✧GB/T6451《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》

✧GB/T15164《油浸式电力变压器负荷导则》

✧GB/T17468《电力变压器选用导则》

✧GB/T2900.15《电工术语变压器互感器调压器和电抗器》

✧GB/T7595《运行中变压器油质量标准》

✧GB/T10237《电力变压器绝缘水平和绝缘试验外绝缘的空气间隙》

✧GB2536《变压器油》

✧GB/T5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》

✧GB/T4109《交流电压高于1000V的绝缘套管》

✧GB7328《变压器和电抗器的声级测量》

✧GB4109《高压套管技术条件》

✧JB/T10088《6kV~500kV级电力变压器声级》

✧IEC60296《用于变压器和油开关中的矿物绝缘油》

✧JB/T10776《220kV单相牵引变压器》

✧TB/T3159《电气化铁路牵引变压器技术条件》

✧GB191《包装储运图示标志》

✧IECN066《高压实验技术》

✧IECN071-1~71-3《绝缘配合》

✧IECN076-1~76-5《电力变压器》

✧IECN0137《1kV以上交流电压套管》

✧IECN0156《绝缘油的绝缘强度的确定办法》

✧IECN0296《变压器和开关装置的新绝缘油的规格》

✧IECN0354《油浸变压器的负荷导则》

✧IECN0551《变压器和电抗器的音响测量方法》

✧GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》

或由投标人建议的其他等效标准，并提供中文版本，由双方在合同文本或设计联络时共同确认。

*2主要技术要求

2.1主要技术参数

2.1.1类型：

户外、油浸、自冷（ONAN），并预留风冷条件（增加风冷后该变压器容量应能按R10系列增大一级，供货商提供风冷装置安装位置、机电设备数量、型号、功率、用电、控制设计计算说明等文件）。

2.1.2额定电压：

高压：

330kV±4×2.5%kV；220±4×2.5%kV（各电压抽头均保证全容量，无励磁调压）

低压：

AT接线方式2×27.5kV；直供接线方式27.5kV。

（1）AT单相接线方式端子标识见下图：

次边a1-x1绕组（称T绕组，标识为2绕组）接T线（接触网）、a2-x2绕组（称F绕组，标识为3绕组）接F线。

a1-x1、a2-x2同一绕组端子间电压为27.5kV；a1-x2、x1-a2异绕组端子间电压为55kV。

（2）直供Vv接线方式端子标识见下图：

容量表示方法：

额定容量＝S1+S2，其中S1为AB绕组的容量，S2为BC绕组的容量。

2.1.3额定容量

单相AT牵引变压器

高压绕组额定容量（kVA）

两个中压绕组的容量（kVA）（T+F）

备注

31500（A-X）

31500（a1-x1）+16000（a2-x2）

单相三线圈

25000（A-X）

25000（a1-x1）+12500（a2-x2）

20000（A-X）

20000（a1-x1）+10000（a2-x2）

16000（A-X）

16000（a1-x1）+8000（a2-x2）

12500（A-X）

12500（a1-x1）+6300（a2-x2）

Vv直供牵引变压器

高压绕组额定容量（kVA）

中压绕组的容量（kVA）

备注

12500（A-B）+12500（C-B）

12500（a-x）+12500（b-y）

三相双线圈

16000（A-B）+12500（C-B）

16000（a-x）+12500（b-y）

16000（A-B）+16000（C-B）

16000（a-x）+16000（b-y）

2.1.4频率：

50Hz

2.1.5极性：

减极性

2.1.6联接组标号：

（1）单相AT接线方式：

Ii0i0

（2）直供Vv接线方式：

Ii0+Ii0

2.1.7相数：

（1）单相AT接线方式：

单相，次边绕组a1、x2或x1、a2引出接地（钢轨）。

（2）直供Vv接线方式：

三相。

2.1.8阻抗电压百分比：

（1）单相AT接线方式：

1）阻抗电压（%）

基准容量采用高压绕组的容量，330kV牵引变压器Ud23-1≈12%，220kV牵引变压器Ud23-1≈10.5%。

2）短路阻抗

Z31＜Z21

Z31+Z32≈Z21

其中Z21为变压器在二次a1x1绕组（T绕组）上加电压，一次绕组短路、三次a2x2绕组（F绕组）开路时测得的阻抗；Z31为变压器在三次a2x2绕组（F绕组）上加电压，一次绕组短路、二次a1x1绕组（T绕组）开路时测得的阻抗；Ud23-1为变压器在绕组2和绕组3串联回路两端加电压，一次绕组短路时测得的阻抗。

（2）直供Vv接线方式：

阻抗电压百分比：

10.5%。

2.1.9连续额定容量下的温升限值

油层顶部温升：

≤55K（温度计法）；

绕组平均温升：

≤65K（电阻法）。

对安装场所条件不符合正常使用条件的牵引变压器，其温升限值按照GB1094.2作相应的修正。

在额定电压和额定频率的条件下，空载电流应小于额定电流的0.5%。

额定电压

（kV）

最高工作电压

（kV）

雷电冲击耐受电压

（峰值，kV）

1min工频

耐受电压

（有效值，kV）

操作冲击

耐受电压

（相对地，峰值，kV）

全波

截波

330

363

1175

1300

510

950

220

252

950

1050

395

750

27.5

31.5

200

220

85

-

变压器损耗

330kV单相AT牵引变压器

主变容量

20MVA

25MVA

31.5MVA

负载损耗（kW）（方法与测定Ud1-23相同）

≤80

≤92

≤105

空载损耗（kW）

≤22

≤24

≤28

220kV单相AT牵引变压器

主变容量

12.5MVA

16MVA

20MVA

25MVA

31.5MVA

负载损耗（kW）（方法与测定Ud1-23相同）

≤57

≤68

≤72

≤80

≤100

空载损耗（kW）

≤16

≤19

≤21

≤25

≤30

220kV三相Vv牵引变压器

主变容量

12.5+12.5MVA

16+12.5MVA

16+16MVA

负载损耗（kW）

≤48+48

≤60+48

≤60+60

空载损耗（kW）

≤15+15

≤16+15

≤16+16

额定频率时的过励磁能力：

满载时105％励磁：

连续

空载时110％励磁：

连续

承受短路能力

牵引变压器应能承受牵引网近端和远端频繁短路的能力，而不影响其使用寿命。

变压器（在任意分接位置）应能在规定的过电流条件下承受外部短路的热、动稳定效应而无损伤。

稳态短路电流I应使用变压器的短路阻抗加上系统阻抗来计算，330kV系统短路表观容量取32000MVA；220kV系统短路表观容量取18000MVA；最大暂态短路电流峰值取2.55倍的I值。

在稳态短路电流下，热稳定能力2s内不应造成变压器任何热损伤；在最大暂态短路电流峰值下，动稳定能力0.25s内不应造成变压器任何机械损伤，短路后绕组最热点温度不超过250℃（短路前牵引变压器在额定状态下运行）。

330kV单相AT牵引变压器

主变容量

20MVA

25MVA

31.5MVA

声级功率（dB）

≤101

≤101

≤101

220kV单相AT牵引变压器

主变容量

12.5MVA

16MVA

20MVA

25MVA

31.5MVA

声级功率（dB）

≤60

≤68

≤84

≤85

≤87

220kV三相Vv牵引变压器

主变容量

12.5+12.5MVA

16+12.5MVA

16+16MVA

声级功率（dB）

≤68

≤68

≤68

变压器在1.3UM电压下，30min高压线端测量的视在放电量不大于200pC，套管不超过10pC。

过负荷能力

牵引变压器按图1典型负荷曲线运行（负载周期约6.0h），并按环境温度30℃，绕组最热点温度不超过140℃，顶层油温不超过105℃。

投标人在投标或设计联络时应提供不同环境温度和起始预负载情况下该变压器过负荷能力的曲线族。

变压器的铁心及其与外部的电气连接线（如套管和导电杆等）和油箱中的结构件均应满足变压器过负荷的要求。

图1典型负荷曲线图

变压器油箱机械强度

应承受住真空度为133Pa和正压力为100kPa的油箱机械强度试验，油箱中与油接触的部件不会受损及出现永久变形。

变压器油箱及其储油柜能够承受50kPa，持续时间72h的油密封试验，油箱、储油柜、套管、阀门及散热器和油箱连接处不会发生渗漏油现象和损伤（出厂前进行）。

套管爬距

330kV高压套管爬距不小于9075mm；220kV高压套管爬距不小于7812mm；低压套管爬距不小于1400mm。

牵引变压器采用无励磁调压，无载调压分接开关采用电动，并可纳入远动。

调压分接开关应具备优越的性能，保证分接开关动作后具备无需做直阻试验的条件。

卖方应保证变压器运到现场后，不经吊罩检查即能可靠投入运行。

投入运行时，在额定电压下进行5次冲击合闸应无异常现象。

牵引变压器的正常使用寿命为30年以上。

如在验收之日起十二个月内设备或相应的配件发生损坏，由制造厂负责赔偿或免费维修。

全寿命价格

投标人应对出售的变压器进行能效经济评价。

能效经济评价采用综合考虑其初始投资和在其经济使用期内将要支付的电气损耗费用的总拥有费用法（TOC）。

TOCEFC=CI+P0EFC+PKEFC

其中：

TOCEFC：

CI：

变压器设备初始费用

P0EFC：

变压器空载损耗费用累计现值

PKEFC：

变压器负载损耗费用累计现值

负载损耗和空载损耗采用投标人供货参数。

电度电价取0.57元/千瓦时，基本电价取20元/千伏安/月，贴现率i＝10％，寿命周期按30年计算。

投标人必须提供全寿命价格的详细计算过程。

2.2接口说明

投标人应负责协调统一本包内技术规格书中各设备之间的接口，投标人应承诺：

所提供的设备满足本工程要求，设备接口连接无特殊性。

投标人应承诺：

设备间接口配合应满足招标人提出的相关资料信息和设计联络会议要求。

投标人应承诺：

与既有及后续设备提供单位相互配合，以及向招标人提出设备基础要求，并在设计联络时确认，保证接口之间的兼容性。

构成变压器整体的各元器件间（含分接开关辅助接点）缆线的连接由制造厂商完成，要求连接的电缆工艺美观，连接可靠。

3结构和材料要求

3.1铁心

铁心应采用高标号、低损耗冷轧取向硅钢片，心柱与铁扼为全斜接缝连接拉板或卷铁心结构，并设置专用的铁心接地套管接地。

铁心应能够承受长途运输冲击，长期运行时不会发生任何移位。

3.2绕组

同一批次的绕组均应采用同一厂家，并由同一批次的纸包无氧铜导线绕制。

绕组应在设计、工艺上充分保证变压器的抗短路能力、绝缘强度和散热能力。

所有与线圈接触的绝缘件，如撑条和垫块等均应进行倒角去毛刺处理。

3.3油箱

油箱可用钟罩式结构，油箱整体通过地脚螺栓固定在基础上。

油箱应配备温度计插座；油箱的两个垫脚各设一个接地端子，结构上应能在不拆卸外罩的情况下可以方便地更换套管和瓷件。

在变压器油箱上部装滤油阀，底部装有足够大的事故放油阀；在油箱和储油柜间应配有两部分油隔开活门；在箱体和散热器间有两部分油隔开活门，并设带自动复归压力释放器并带有跳闸接点。

在变压器上下节油箱分别配备滤油阀门，并且配事故排油阀和真空注油阀，在油箱壁的中部和下部各装有统一口径的油样阀门。

油箱应配备带栅栏的扶梯，扶梯的位置足以保证工作人员在带电工作的条件下能够取气样和观察气体继电器，气体放气嘴可用管道引到变压器在运行中工作人员能够方便接近处。

3.4储油柜

储油柜采用金属波纹膨胀型内油式，金属波纹管采用垂直运动方式，外壳采用不锈钢材质，油位指示纳入所内综合自动化系统监控并能上传远动信息，并配备温度-油位曲线对照表、真空注油阀、注油孔排气阀、油位指示和吊轴。

3.5冷却系统

散热器和箱体连接应为可拆卸的，并采用通用、标准密封圈和法兰连接，便于后期维护。

对于冷却方式预留采用风冷的变压器，散热器应预留有油温度控制自动投切的吹风装置的条件（风扇电动机采用三相、50Hz、380V）。

应在散热器明显部位标注好相关设备型号和设备厂家的铭牌，便于后期维护。

3.6套管

采用玻璃钢干式套管，使用具备3条或以上铁路项目运行业绩的产品，并配备局放在线监测系统。

套管的水平破坏拉断力应大于等于3920N。

套管的安装位置和相互位置距离应便于接线，而且带电部分的空气间隙应能满足GB1094.3的要求。

变压器本体在低压侧套管附近应设置出线支持绝缘子及托架，托架具体位置尺寸设计联络确定。

3.7绝缘油

应使用优质的新矿物油作为绝缘油。

除抗氧化物外不得加入其它添加物，并按所需油量的110%提供。

3.8端子箱（或控制箱）

变压器所有的故障信号接点应通过耐油电缆引至控制箱（或端子箱）内的端子排上，端子排应预留8~10个端子。

其外壳防护等级不应低于IP55。

端子箱内应设置不小于25mm×4mm接地铜排并与本体接地可靠连接，端子箱门与箱柜应用软铜编织带可靠连接。

冷却方式采用自冷的变压器，端子箱内应设有信号测量和保护装置辅助回路用的接线端子；冷却方式预留采用风冷的变压器，控制箱内应预留有设风机控制装置和电热器等的条件；控制箱内为防止凝露设带智能温湿度调节的加热器（AC220V）、人工控制开关和熔断器。

端子箱的安装位置应垂直变压器基础外沿，且在端子箱底部预留不少于3根φ50镀锌钢管的衔接条件，与端子箱底部衔接的电缆保护管应直接到油池底部。

端子箱内设置二次配线用电缆槽，在电缆槽下方合适位置的端子箱底部钢板上预留电缆引入孔及密封胶圈，并在电缆引入孔处设置高为20mm防火封堵盒。

电缆槽下方盘柜底部向上120mm处设电缆固定夹子，以便电缆的固定。

3.9安全保护装置

在安全保护装置中应配有气体继电器（带2对以上辅助接点，其安装位置和结构应能观察到分解出气体的数量和颜色，且应便于取气样）、防雨罩应采用不锈钢材质、压力释放装置（自动复归型，带辅助接点）、套管型电流互感器和供给信号测量及保护装置辅助回路用的接线端子箱。

压力释放阀引出电气接点应具有防潮功能。

牵引变压器瓦斯继电器、压力释放阀、温度计均要有防雨罩。

3.10油保护装置

油保护装置中配置的储油柜，储油柜应设注油、放油和排污油装置。

储油柜的容积应保证在最高环境温度与允许负载状态下油不溢出；在最低环境温度未投入运行时，观察油位计应有油位指示。

储油柜的一端应装有油位计，且应表示出变压器未投入运行时，相当于温度为-30℃、+20℃和+40℃三个油面标志。

储油柜的结构应便于清理内部，并可在不放油的情况下维护储油柜。

3.11油温测量装置

在油温测量装置中应配有户外式信号温度计（共带4对辅助接点），以满足油温报警、跳闸及冷却控制系统的需要。

信号温度计的安装位置应便于观察，其准确级应符合相关标准。

变压器应装有玻璃温度计和温度计座。

管座应设在油箱顶部，并伸入油内为120±10mm。

3.12排油注氮灭火装置（适用于乌审召牵引变电所）

设备应具有防爆、防火、灭火的功能及设备体积小的优点，灭火柜、注氮管路、排油管路、探测器、压力控制器、断流阀组成灭火部分。

灭火柜包括氮气瓶、减压器、氮气释放阀、排气阀、单向阀、快速排油阀等。

还应设置控制屏。

装置防爆启动：

装置在同时收到重瓦斯信号，断路器跳闸以及变压器压力释放阀信号后启动，开启快速排油阀，20秒（可调）后注入氮气，保护变压器，缺少任何一个信号，装置都不会启动，可有效防止误动作。

灭火保护启动

装置在同时收到重瓦斯信号，断路器跳闸以及变压器顶盖上两路温感火灾探测器发出的信号后方可启动，开启快速排油阀，20秒（可调）后注入氮气，保护变压器，缺少任何一个信号，装置都不会启动，可有效防止误动作。

灭火时间：

<60S

注氮时间:

大于20min

探测器动作温度：

130±10℃

断流阀动作流量：

90-150L/min

充氮管道通径：

DN25

气瓶额定压力：

14+0.5MPa

注氮工作压力：

0.6～0.8MPa

氮气瓶额定容积：

40L

排油管道通径：

DN100

控制柜控制电压DC220+5%V

3.13变压器无励磁调压分接开关信息应能通过RS485接口与综合自动化系统连接，并上传远方。

3.14变压器应具有承受变压器总重的起吊装置，变压器器身、油箱和可拆卸结构的储油柜及散热器等应有起吊装置，油箱应配备吊轴和牵引钩；在油箱下部设置供千斤顶顶起变压器的装置，具体位置及尺寸须交买方认可。

3.15所有设备的金属外壳均采用高粘着力、防腐涂料喷刷。

3.16牵引变压器的接线端子应有明显标志，该标志应牢固且耐腐蚀。

3.17变压器铁心通过套管从油箱上部引出可靠接地，接地处应有明显的接地符号“〨”或“接地”字样。

3.18压力释放阀、温度计加防雨护罩。

3.19智能组件（适用于智能化变电站）

（1）监测指标

1）智能组件配置

油浸式变压器智能组件配置表

项目

主要内容

应用建议

技术要求

测量

基本状态信息采集

非电量保护

控制

冷却装置控制（如有）

监测

油中溶解气体监测

铁心接地电流监测

局部放电监测

绕组、铁心温度监测

高压套管监测

主IED

汇集监测信息并上传

2）测量

变压器常规测量项目及技术要求

序号

测量参量

应用

技术要求

基本状态量

主油箱油面温度

过热、冷却装置异常

1℃（不确定度）

主油箱油位

上限、下限

1cm（不确定度）

分接开关当前分接位置

状态量

0差错

风扇电机电流、电压（如有）

风扇及风扇电机状态

1.5%（不确定度）

油流继电器信号（如有）

油泵异常指示

0差错

非电量保护

气体继电器接点信息

重瓦斯：

内部严重放电、短路

0差错

轻瓦斯：

内部轻微放电、过热

压力释放器状态信号

内部严重放电、短路

0差错

信号复归

0差错

保护跳闸指令

保护动作

0差错

动作信息

报文，至测控装置

0差错

3）控制

含有冷却装置控制系统的变压器应单独设置冷却装置控制IED。

冷却装置控制IED应能接受或采集与控制相关的信息，基于优先满足主绝缘及铁心温度控制要求并兼顾节能运行的原则，形成控制策略，控制冷却装置的运行，接受冷却装置的控制反馈信息，通过站内通信网络报送冷却装置启停等告警信息。

冷却装置控制IED配置及要求

信息类别

信息名称

配置原则

备注

控制依据

主油箱油面温度

模拟量采集

主油箱底层油温

模拟量采集

绕组、铁心热点温度

外部数据

负载电流

合并单元采样值

环境温度

模拟量采集

告警信息

风机过流跳闸

采集开关量并发送报文

油泵过流跳闸

油流继电器动作信号

电源

冷却装置启停

监测信息

冷却装置进口油温

模拟量采集

冷却装置出口油温

模拟量采集

分组运行状态

开关量采集

油泵电流

模拟量采集

风机电流

模拟量采集

电源电压

模拟量采集

格式化信息

发送报文

结果信息

发送报文

控制指令

分组控制

开关量输出

4）监测

监测内容含油中溶解气体监测、铁心接地电流监测、局部放电监测、绕组、铁心温度监测、高压套管监测

油中溶解气体监测的基本要求

特征气体

最小可检量

测量范围

不确定度

（氢气）

5μL/L

0~2000μL/L

max（30%，5μL/L）

（乙炔）

0.5μL/L

0~100μL/L

max（30%，0.5μL/L）

（甲烷）

1μL/L

0~1000μL/L

max（30%，1μL/L）

（乙烷）

0.5μL/L

0~1000μL/L

max（30%，0.5μL/L）

（乙烯）

0.5μL/L

0~1000μL/L

max（30%，0.5μL/L）

（一氧化碳）

25μL/L

0~5000μL/L

max（30%，25μL/L）

（二氧化碳）

50μL/L

0~15000μL/L

max（30%，50μL/L）

（水分）

2%RH

0%~100%RH

5%RH

说明：

（1）最小可检量可权衡其他利弊做出适当调整；

（2）运行中可适当放宽不确定度要求。

铁心接地电流监测IED用于监测变压器的接地电流。

最小测量应不大于10mA，最大可测量应不小于10A，测量不确定度不大于5%。

最小监测周期应不大于1min，每10min向主IED报送测量结果一次。

监测周期可调。

变压器接地电流采用安装于铁心接地线上的穿心式电流互感器采集，电流互感器应紧固于适当位置，符合防锈、美观和不影响变压器运行维护的要求。

局部放电监测IED用于监测变压器内部放电信号。

可监测达到一定强度的局部放电信号，并跟踪其发展趋势。

在正常运行情况下，最小可监测视在放电量不大于300pC的局部放电信号，监测上限应不小于10000pC。

绕组、铁心温度监测IED用于监测绕组铁心热点温度，采用光纤温度传感器直接测量。

测温点数由用户或/和制造企业协商确定，通常为4个~20个。

测点位置应根据内部温度场计算或实测结果决定。

传感器的温度测量范围为-40℃~200℃，不确定度不大于2℃。

高压套管监测IED用于监测高压套管电容量。

一般监测油纸绝缘套管，不确定度应不大于1%。

也可同时监测介质损耗因数，不确定度应不大于0.002。

（2）基本技术特性

1）基本