本文件向用户提供了有关工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器在设计、结构、试验和运行条件与电力系统用常规变压器不同之处的信息。此外，也向制造方给出了GB/T 18494.1—2014和GB/T 18494.2—2022的技术背景。 本文件适用于对GB/T 13499—2002的补充，但不代替GB/T 13499—2002，因为GB/T 13499—2002中包含的一般原理也同样适用于变流变压器。

ICS29.180
CCSK41
中华人民共和国国家标准
GB/T18494.3-—2023
代替GB/T18494.3—2012
变流变压器
第3部分：应用导则
Converter transformersPart3:Applicationguide（IEC61378-3：2015,M0D）
2023-03-17发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
额定值
绕组结构
分接和阻抗-HVDC应用
绝缘要求及绝缘试验
铁芯和噪声
技术规范
短路电流的计算
变流变压器的设计评审
参考文献
图16脉波桥原理图
图212脉波桥原理图
GB/T18494.3—2023
图3两台变流变压器绕组联结为星-角联结和星-星联结或者为角-角联结和角-星联结以得到阀侧电压之间有30°相位差
优先选用延边角结或曲折形联结做成具有15°相位移图5
双反星型连接图
饱和电抗器接线图
粗细调自耦变压器开相连接原理图图8粗细调常规自耦变压器闭相连接原理图图9
多级粗调常规自耦变压器闭相连接原理图粗细调升压自耦变压器闭相连接原理图粗细调自耦变压器开相连接原理图粗细调双绕组变压器闭相连接原理图GB/T18494.3—2023
双绕组换流变压器两种基本排列公共互抗
典型阻抗
典型的工业用变流变压器绝缘系统元件绝缘系统的等效R-C电路
极性反转前和反转后的电压分布AC/DC转换简图
阀侧绕组为密耦合的三绕组变流变压器的漏磁场阀侧绕组无耦合的三绕组变流变压器的漏磁场阀侧绕组为双同心式松耦合的三绕组变流变压器漏磁场两个阀侧绕组沿轴向分置且为松耦合的三绕组变流变压器漏磁场短路故障条件
阀侧套管布置图
HVDC套管附近及相关绝缘系统交流、直流及混合电场分布示例双绕组排列
谐波电流负载损耗计算
表3监测类型
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本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件是GB/T18494变流变压器》的第3部分。GB/T18494已经发布了以下部分：一第1部分：工业用变流变压器；第2部分：高压直流输电用换流变压器；第3部分：应用导则。
本文件代替GB/T18494.3—2012《变流变压器第3部分：应用导则》，与GB/T18494.3—2012相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：一更改了适用范围（见第1苹）：一增加了变流变压器设计时需区分网侧电压为正弦波和非正弦波的情况（见第5章）；—12脉波联结组别图中增加DyYy及DdYd联结方式增加了带有滤波和补偿用的第三绕组的工业设备需考虑实际电流较额定值大的情况（见6.1)；一优化了联结示意图的样式：增加了自耦变压器介绍的种类，包括有粗调和细调的自耦变压器的开相原理图、有粗调和细调的变压器双绕组闭相原理图等（见6.2和6.3）；更改了混合绝缘的温升限值，由105℃\改为“参考GB/T1094.2一2013中6.2允许的限值”，提示可从GB/T1094.14获得新绝缘材料的应用方法（见8.1.2）；增加了大电流绕组的电流分布、损耗和热点温升内容（见9.1.3)；一增加了整流器松耦合情况损耗杂散增加的内容（见9.1.5）；增加了接电压源变流器的变压器介绍（见9.1.8)；增加了关于工业用变流变压器的温升试验考虑的内容（见9.2.5）；一增加了关于工业用变流变压器的油箱热点的内容（见9.2.6）；一增加了饱和电抗器铁芯及油箱中平衡电抗器铁芯的有关内容（见10.1.1)，增加了谐波对变流变压器铁芯影响的内容（见10.1.2)；一增加了关于平衡电抗器铁芯设计会对噪声产生影响的内容（见10.2.1）；将油的击穿电压和酸值测试由每两年一次改为每年至少进行一次（见14.2.2）；增加了关于工业用和HVDC用变流变压器的设计评审的章节（见第16章）。本文件修改采用IEC61378-3：2015《变流变压器第3部分：应用导则》。本文件与IEC61378-3：2015的技术差异及其原因如下：为了适应我国的技术条件，用修改采用国际标准的GB/T1094.5代替了IEC60076-5、GB/T1094.14代替了IEC60076-14：2013（见8.1.2、第12章和16.3.4.3)；—考虑到GB/T18494.1—2014和GB/T18494.2—2022中对额定电流的要求不同，为了兼顾我国的实际情况，对IN和K，的解释按我国的情况进行了调整，并增加了电流比值k、额定电流I，和额定电流下的电阻损耗IR的符号和解释（见第4章）：—考虑到GB/T18494.1一2014和GB/T18494.2—2022中对额定电流的要求不同，为了兼顾我国的实际情况，对额定值的内容分别进行了修改（见第5章中的第1段、第2段和最后一段）；一为避免引起误解，删除了IEC原文中“当一台变流变压器接法为正序”和“另一台变流变压器接法为负序\时在其后面括号内所给出的字母标志（见6.1中图4上面的第1段）；一一考虑到我国变压器端子标志习惯与国外不同，为了兼顾我国的实际情况，将变压器三相端子标GB/T18494.3—2023
志由\U、V和W\修改为A、B和C\见6.2.3中的图7～图12)；考患到我国对工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器在阻抗偏差要求方面的不同，为了兼顾我国的实际情况，对阻抗偏差的内容进行了修改。对于工业用变流变压器，其要求与IEC原文保持一致：而对于HVDC输电用换流变压器，其要求则按照GB/T18494.2一2022的规定（见7.2的第6段）；
一我国电源的额定工频为50Hz，为了符合我国的实际情况，删除了IEC原文中的60Hz，只保留50Hz(见9.1.6)；
为了兼容我国标准的技术内容，删除了IEC原文中的监测项目“重复的冲击波形（RSO)或低压冲击电压试验响应”（见15.3.3）。本文件做了下述编辑性改动：
对引言的内容进行了调整
一对第4章的标题及符号的顺序进行了调整；一删除了8.2.2中的最后一段内容：——将9.2.3中所提及的条款号9.1.5更正为9.1.6；一删除了13.2.1的第2段内容；
—13.2.5的图25a)中增补了代表阀侧的字母C——删除了15.3.3中的脚注3；
一对参考文献进行过了调整。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的贵任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国变压器标准化技术委员会（SAC/TC44）归口。本文件起草单位：沈阳变压器研究院有限公司、特变电工沈阳变压器集团有限公司、顺特电气设备有限公司、辽宁华冶集团发展有限公司、湘潭华夏特种变压器有限公司、正泰电气股份有限公司、西安西电变压器有限资任公司、南方电网科学研究院有限责任公司、明珠电气股份有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司、特变电工衡阳变压器有限公司、天津市特变电工变压器有限公司、常州西电变压器有限责任公司、吴江变压器有限公司、海鸿电气有限公司、保定天威顺达变压器有限公司、浙江江山变压器股份有限公司、重庆祥龙电气股份有限公司、许昌中天宇光电气技术有限公司、广东开电气有限公司。本文件主要起草人：张显忠、李桂草、李霞、孙涛、张喜明、李锦彪、王涛、雷园园、蔡定国、王清璞、何宝振、谭黎军、赵文忠、吴国良、林灿华、梁庆宁、秦金立、姜振军、陈恒云、石玉林、许凯旋。本文件所代替文件的历次版本发布情况为：-2012年首次发布为GB/T18494.3—2012；一本次为第一次修订。
0.1概述
GB/T18494.3—2023
变流变压器标准的制定，是为了给变流变压器建立一套最佳的评价准则，为变流变压器从生产材料选择、产品设计、产品生产、产品检验、产品选用及运行维护等方面所需的注意事项提供指导。GB/T18494旨在确立适用于变流变压器的设计、制造、试验方法、运行维护等方面的遵循原则和相关规则，拟由3个部分构成。
一一第1部分：工业用变流变压器。目的在于确立适用于各类工业（如：制铜、铝熔炼和某些气体电解)用变流变压器的技术要求和试验要求等。第2部分：高压直流输电用换流变压器。目的在于确立适用于各类高压直流（HVDC）输电用换流变压器的技术要求和试验要求等。一一第3部分：应用导则。目的在于给出第1部分和第2部分的技术背，并对各类工业用变流变压器和各类高压直流输电用换流变压器的实际应用提供指导。GB/T18494通过三个部分明确了各类工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器的技术要求和试验要求，并对这两类产品的实际应用提供了指导。通过确立各类产品明确的范围、术语、技术要求、试验方法、实际应用指导等，让生产者、使用者及相关试验人员能够更加清晰、准确地进行操作、从面设计、制造高质量的产品，并使其得到合理的应用，更好地促进贸易、交流和技术合作，为我国电网的正常运行提供保障。
本文件包含了GB/T18494.1—2014和GB/T18494.2-—2022所适用的两类产品，适用于0.2~0.14所涉及的内容。GB/T18494.1一2014既适用于任何容量的电力变流器（典型的应用包括电解用晶闸管整流器、电解用二极管整流器、大功率驱动用晶闸管整流器、废料熔炉用晶闸管整流器和变速驱动变频器用二极管整流器），也适用于降压调压器或自耦变压器的调压单元，阀侧绕组的设备最高电压不超过40.5kV。GB/T18494.2一2022适用于HVDC输电用的换流变压器，高压直流输电系统有两种类型，一种为“背靠背”型，另一种为“输电”型，在这两种系统中运行的换流变压器，其运行和评估均包括在GB/T18494.2-2022和本文件中。GB/T18494.1-—2014和GB/T18494.2—2022均没有明确包含与电压源换流器（VSC)相关的变流变压器。因为VSC的应用正变得越来越普遍，所以本文件提供了一些指导。0.2额定值（第5）
在GB/T18494.1一2014中，对变流变压器额定值的规定与传统上所用的方法是不同的。在传统方法中，变压器铭牌电流的额定值是用电流的方均根值来定义的。GB/T18494.1一2014对变流变压器额定值定义的方法提出了一个根本性的改变。阐明了变流变压器铭牌额定值以电压和电流的基波分量为基础。由基波分量得出的铭牌额定值为阻抗和损耗保证值的基础。在GB/T18494.2一2022中，额定电流是在额定负载条件下，基波电流与第49次谐波及其之前的所有谐波电流的方均根。0.3绕组结构（第6童）
已有大量的绕组联结和原理应用于工业和HVDC输电用的变流变压器。多年来，它们已得到不断的发展。各种整流联结的运行特性，绝大多数已包括在GB/T3859（所有部分）内。在本文件中，就联V
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结对变流变压器结构和某些运行方面的影响进行了研讨。不同调压方式在工业应用中是带见的，本文件给出了几种调压方法的原理图。0.4分接和阻抗（第7章）
HVDC输电用换流变压器的阻抗特别注意，并需要特殊的设计方案。主要关心的是在整个分接范围内阻抗变化的限值和不同换流变压器间的阻抗差异的限值，以及在某些应用中的星结绕组和角结绕组间阻抗差异的限值。本文件对这些限值和其实际应用进行了讨论，通常，变流变压器的分接范围比常规变压器大。本文件讨论了这种大分接范围对变流变压器和分接开关的影响。
0.5绝缘及绝缘试验（第8章）
本章涉及了两个方面，首先在工业应用中增加采用“混合绝缘”的绝缘结构。其次是HVDC输电用换流变压器绝缘结构在外施直流电压试验中和在运行中的绝缘能力。讨论了交流和外施直流电压试验的基本原理、试验方法和试验电压水平。对与所推荐试验规范相关的安全措施进行了评论
0.6损耗（第9章）
本文件详述了在考虑非正弦负载电流对各类变流变压器的影响时所用的原理、试验方法和计算方法的相关内容。
用计算实例详述了HVDC应用中的双频试验原理。这些由试验和计算得到的损耗值被作为确定温升试验中用于建立油和绕组温度梯度试验电流的基础。07铁芯和噪声（第10章）
对电压谐波和直流偏磁电流对铁芯结构和性能的影响进行了讨论和总结。对噪声产生的原因、常规的工厂声级测量值与现场实测值及预期值之间的预期差异进行了评述。讨论了估算变流变压器声级的最新方法。0.8技术规范（第11章）
变流变压器的规范与电力变压器明显不同。详细的要点是编制技术性规范和功能性规范的指导文件的一部分。
给出了在订货投标阶段，用户和制造方各自宜提出哪些规定内容的一些指导原则。0.9短路（第12章）
在常规电力变压器中，绕组内部短路电流计算只与变压器及变压器所接电源的电抗和电阻分最有关。
但对于变流变压器，需要考虑变流器内发生故障时所产生的故障电流峰值可能高于常规电力变压所出现的短路电流峰值的情况。这种情况在本文件中进行了详述。0.10组件（第13章）
在进行工业用和HVDC输电用变流变压器设计时，有载分接开关的选择和运行是个关键性的问题。本文件列举了分接开关用于这些场合时的某些原则规定。在HVDC应用中，阀侧套管的设计和与总体的结合是关键性问题。详述了对套管的一般要求、结构建议、套管与变流变压器的结合和试验要求。M
0.11维护（第14章）
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统计表明，HVDC输电用换流变压器需要高标准的维护。特别需要注意的是有载分接开关和阀侧套管。本文件提出了维护的要求。0.12监测和现场调研（第15章）如果希望减少现场出现问题，则建议作变流变压器现场监测。在这方面，只讨论状态监测。本文件也对现场出现事故后宜进行的工作程序和实际操作提出了建议。这些建议的提出，就是要在调查研究的开始阶段中，使那些重要的证据和数据不会丢失或损毁。本章也讨论了为了这种应用目的而适用的状态监测。0.13
3补充信息bzxz.net
制定本文件时，特别是关于GB/T18494.2—2022中HVDC变流应用方面的内容，明显地受到CI-GRE联合工作组12/14.10各专题论文的影响。1范围
变流变压器第3部分：应用导则
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本文件向用户提供了有关工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器在设计、结构、试验和运行条件与电力系统用常规变压器不同之处的信息。此外，也向制造方给出了GB/T18494.1一2014和GB/T18494.2—2022的技术背景。本文件适用于对GB/T13499一2002的补充，但不代替GB/T13499一2002，因为GB/T13499一2002中包含的一般原理也同样适用于变流变压器。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，仅该日期对应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/T1094.1—2013电力变压器第1部分：总则（IEC60076-1：2011，MOD）注：GB/T1094.12013被引用的内容与IEC60076-1:2011被引用的内容没有技术上的差异。GB/T1094.5电力变压器第5部分：承受短路的能力（GB/T1094.5—2008.1EC60076-5：2006MOD）
GB/T1094.14电力变压器第14部分：采用高温绝缘材料的液浸式变压器（GB/T1094.14一2022，IEC60076-14:2013MOD)
GB/T18494.1—2014变流变压器第1部分：工业用变流变压器（IEC61378-1：2011，MOD）注：GB/T18494.1—2014被引用的内容与IEC61378-1：2011被引用的内容没有技术上的差异。GB/T18494.2—2022变流变压器第2部分：高压直流输电用换流变压器（IEC/IEEE6007657-19:2017,MOD)
注：GB/T18494.2—2022被引用的内容与IEC/IEEE60076-57-19：2017被引用的内容没有技术上的差异。3术语和定义
GB/T18494.1—2014和GB/T18494.2—2022中界定的术语和定义适用于本文件。4符号
下列符号适用于本文件：
FsE——结构件中的杂散损耗附加系数；FwE——绕组中的涡流损耗附加系数；f。——h次谐波的频率(Hz)；
fx—用于确定涡流损耗分布的频率（不小于150Hz，只适用于HVDC输电用换流变压器）；J——额定频率，即基波频率（50Hz或6GHz)；h
—谐波次数；
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I——与绕组在运行中负载损耗等效的正弦电流方均根值（A)；Ih次谐波电流（A)；
IN—对于工业用变流变压器，为所考虑绕组在额定变流负载下运行时的非正弦负载电流的方均根值（A)：
对于HVDC输电用换流变压器，为在特定负载条件以及相关谐波电流频谱下，从基波电流到第 49 次谐波电流平方和的平方根(lin=/2)它I，49是计算的最高次谐波，A）；I，一一额定电流，绕组标称运行电流方均根值，包括谐波，与上面的It按相同方法计算，用于定义额定阻抗（A，只适用于HVDC输电用换流变压器）；Ix——额率x下的负载损耗试验电流的方均根值（A)；—额定网侧电流的基波方均根值（A)；I
电流I，下的电阻损耗（W)；
IR额定电流下的电阻损耗（W，只适用于HVDC输电用换流变压器）；K.
一适用于工业用变流变压器，为电流，与额定电流1，的比值；-适用于HVDC输电用换流变压器，为电流I，与额定电流I.的比值：从直流线路的中性点至与变流变压器相连的整流桥间所串接的6脉波桥的数量；PN
电流lN下的负载损耗（W）：
电流I，下结构件（不包括绕组）中的杂散损耗（W）；电流，下绕组中的涡流损耗（W）；电流1x下测得的负载损耗（W）；电流I，下测得的负载损耗（W）；包括内部引线在内的绕组直流电阻（Q）；额定容量（VA）；
阀侧绕组的外施交流试验电压（方均根值)(V)；U&一阀侧绕组的外施直流试验电压(V)；Uam—每个阀桥的最高直流电压（V）；U.网侧绕组的最商系统电压（V）；Ur一阀侧绕组的极性反转试验电压（直流电压，V）；Um阀侧绕组的最大相间交流工作电压（V);U，一一额定线电压基波分量方均根值（V)。注：“阅侧”和“网侧”表明了变流变压馨的外部接线。网侧绕组是指接到交流电网的绕组，而阀侧绕组则是指接到变流器的绕组。
5额定值
GB/T18494.1—2014和GB/T18494.2—2022所述的额定特性均是用额定基波频率下的电流和电压这两个参数的正弦波稳态值来表示的，保证的损耗、阻抗和声级值均是指这些参数值下的对应值。在GB/T18494.1一2014中，额定电压和额定电流是指线电压和线电流的基波分量。而在GB/T18494.2—2022中，常用的额定值见GB/T1094.1一2013.其中额定电床是相间（线间）电乐基波分量的方均根值额定电流是在额定负载条件下，基波电流与第49次谐波及其之前的所有谐波电流的方均根。在GB/T18494.1一2014中，选择基波分量作为各种保证值（如损耗和阻抗）的基准，该基准不受运行条件以及谐波频谱的影响。而在GB/T18494.2一2022中，选择额定基波频率下的电流和电压的稳态正弦量作为各种保证值（如损耗和阻抗）的基准，该基准受谐波频谱的影响。应当注意，在2
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GB/T18494.1—2014和GB/T18494.2—2022中，确定运行特性的试验均只能是在正弦参数下进行。当工业用变流变压器带有饱和电抗器时，电抗器铁芯导致电流和电压波形畸变，使试验更加困难。此时.用户和制造方在合同签订之前，应就试验的方法达成共识。一般没有通用的试验方法，部分方法在GB/T18494.1-2014的附录H中有描述。温升的保证值与用户和制造方协议所规定的负载条件有关。由于变流变压器会受到一定谐波电流的影响，故实际损耗会与纯正弦电流产生的损耗不同。通常，电流中有谐波分量时，其损耗值要比纯正弦电流下的损耗大。
从变流变压器设计方面来说，需重点区分以下两种情况：在变流变压器网侧绕组上施加基本正弦电源电压：一一在变流变压器一次绕组上施加非正弦电源电压，该变流变压器由用于交流功率控制或改变频率的变流器电路供电。
有关变流应用情况的信息应在变流变压器需求中给出。空载损耗的保证值按额定正弦电压规定。变流器运行时的实际负载损耗计算，用GB/T18494.1--2014和GB/T18494.2—2022给出的计算方法可得到足够准确的结果。由所给出的公式组，可推导出建立相应的温升时所需的试验电流值（见GB/T18494.1-2014中7.6或GB/T18494.2—2022中9.2)。需注意的是，对于工业用变流变压器，用仪器测量运行中的实际负载电流的方均根值可能比额定电流大。这是因为铭牌上的额定电流是负载电流的基波分量。6绕组结构
6.1通则
本章介绍了几种已用于工业用变流变压器和HVDC输电用换流变压器的绕组结构。通常，通过绕组的排列，应使三相平衡系统为6脉波桥系统供电。在一个周期中，每相导通2次，1次为正、1次为负，各为120°电角度或1/3周期。见图1。输出电压波形
本本本
本本本
注：斗表示二极管或晶闸管。
图16脉波桥原理图
两个或多个6脉波桥，可联或并联连接。如果用时间错开的网侧三相电源电压对各个电桥供电，则网侧电流以及阀侧电压和电流中的谐波含量便会降低。在采用由两个6脉波桥连接构成的所谓12脉波排列中，两个三相电源之间的电角度之差应为30。变流器上的脉波数越多，则要求系统电源间的相角差越小。见图2和图3。
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