220kV GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗研究[權(quán)威資料]

220kV GIS 設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗研究 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：現(xiàn)場交流耐壓試驗是判別電氣設(shè)備結(jié)緣特性最嚴格和有效地方法。本論文針對 220kV 變電站的 GIS 設(shè)備交流耐壓試驗進行了介紹，分析其實驗技術(shù)，探索能滿足實際工程需要的實驗裝置配置，對相關(guān)技術(shù)人員有較大的指導意義。 關(guān)鍵詞： GIS 交流耐壓試驗 220kV Abstract: Field AC withstand voltage test, is used to distinguish the electrical equipment become attached to the most rigorous and efficient method of characteristics. In this paper, the GIS220kV substation equipment AC voltage withstand test is introduced, and analysis of its experiment technology, exploration can satisfy the need of practical engineering experimental device configuration, the relevant technical staff have a great guiding significance. Key words: GIS, AC withstand voltage test,220kV P755.2A 1 引言 GIS 是六氟化硫（ SF6）全封閉組合電 器的簡稱，它是全部或部分地采用 SF6 氣體作絕緣介質(zhì)的金屬電器設(shè)備，它可以把整個變電站除變壓器以外的一次設(shè)備，全部封閉在一個接地的金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的 SF6 氣體 1。SF6 具有良好的絕緣性能，可以有效縮小絕緣距離，這樣一來，不僅節(jié)省了用地，而且減少了自然環(huán)境對設(shè)備的影響。維護方便，運行安全可靠，具有元件全部密封、占地面積少、可靠性高、運行方便、不受環(huán)境干擾、檢修周期長、安裝迅速、維護工作量少、運行費用低等優(yōu)點。現(xiàn)場 GIS 設(shè)備安裝完畢后，需要進行交流耐壓試驗。其目的是檢查總體安裝后的絕緣性能是否完好 ，驗證是否存在各種隱患，導致內(nèi)部故障，還可檢驗并恢復設(shè)備絕緣強度，燒掉尖端和雜質(zhì)。 2 G IS 交流耐壓方法概述 2.1 工頻耐壓裝置 工頻耐壓試驗裝置主要是由調(diào)壓器、升壓變壓器、限流電阻、分壓器等構(gòu)成，根據(jù)被試品的耐壓試驗電壓值和電容量來選擇有單變和串激式兩種。圖 1 所示為串激式工頻耐壓試驗裝置接線。眾所周知，工頻試驗所串臺數(shù)越多，其容量利用率會越低，并且裝置的短路阻抗也隨著增大。 圖 1：工頻耐壓試驗裝置接線 工頻耐壓試驗裝置中升壓的容量與其重量和體積呈現(xiàn)正比 關(guān)系，試驗的電壓值與其體積也呈正比，所以對于電容量大、試驗電壓高的現(xiàn)場，交流耐壓試驗因受現(xiàn)場電源、運輸條件等限制很少采用。 2.2 諧振耐壓裝置 串激式工頻耐壓裝置可以滿足較高電壓的小容量耐壓試驗，而現(xiàn)場交流耐壓試驗被廣泛采用的是諧振耐壓裝置。諧振耐壓裝置按調(diào)節(jié)方式可以分為變頻諧振裝置和工頻諧振裝置：按接線方式可以分為并聯(lián)諧振裝置和串聯(lián)諧振裝置兩大類。串聯(lián)諧振裝置的等效電路圖如圖 2 所示。 圖 2 串聯(lián)諧振裝置的等效電路圖 通過調(diào)節(jié)電流頻率來實現(xiàn)的諧振是調(diào)頻諧振，不需要調(diào)節(jié)機 構(gòu)來實現(xiàn)電抗器的參數(shù)固定，電抗器的重量和體積都會有所減少，因此它更適合應(yīng)用于現(xiàn)場交流耐壓試驗。并聯(lián)諧振裝置的原理與串聯(lián)諧振裝置大體相同，將圖 2 中試品 Cx和電抗器 L 由串聯(lián)改成并聯(lián)。諧振時試品上的容量會為變壓器輸出容量的 Q 倍。不同于串聯(lián)諧振，變壓器輸出電壓與并聯(lián)諧振加載在試品兩端的電壓相同，但是通過試品的電流是變壓器輸出電流的 Q 倍，因而比較適用于電流較大的耐壓試驗。 3 GIS 系統(tǒng)交流耐壓試驗方案的確立 3.1 GIS 系統(tǒng)交流耐壓試驗的標準 按照氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場耐壓及 絕緣試驗導則 (DL/T5552004) 、電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程、(Q-CSG-10007-2004)電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準 (GB501502006) 的要求，編制試驗方案。 GIS 常規(guī)試驗項目包括主回路電阻測量、 GIS 元件調(diào)試、 SF6 氣體微水含量等。交流耐壓試驗應(yīng)該在被試設(shè)備的常規(guī)試驗全部結(jié)束后進行 3。 3.2 GIS 系統(tǒng)交流耐壓試驗設(shè)備 采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。該設(shè)備的基本原理如圖 3 所示，在串聯(lián)回路中，當試品容抗與感抗相等時，試品電容中的電場能量與電 抗中的磁場能量相互補償，電抗器供給試品所需的全部無功功率，回路的有功損耗由電源供給。這時，諧振回路電流與電源電壓同相位，電容上的壓降與電感上的電壓大小相等，相位相反?；芈分?L、 C 參數(shù)一旦固定，調(diào)節(jié)電源的頻率等于回路諧振頻率的時候有： 圖 3：串聯(lián)諧振交流耐壓原理圖 3.3 GIS 系統(tǒng)交流耐壓試驗相關(guān)流程 第 1 階段：老練凈化。其目的是清除 GIS 內(nèi)部可能存在的非導電微?；?qū)щ娢⒘！＠暇殐艋軌蚴箤щ娢⒘Ｒ苿拥轿⒘Ｏ葳寤虻碗妶鰠^(qū)之中，同時燒蝕電極表面的毛刺，使其對絕緣沒有危害作用。耐壓 試驗電壓值應(yīng)該高于老練凈化電壓值，時間可取 15min。 第 2 階段：耐壓試驗。也就是在老練凈化過程結(jié)束以后，進行耐壓試驗，時間為 1min。交流耐壓試驗的主要流程是：試驗準備 空升試驗 耐壓前絕緣電阻測試 交流耐壓試驗 耐壓后絕緣電阻測試 后期工作 4。 3.4 GIS 系統(tǒng)交流耐壓試驗方案 3.4.1 交流耐壓試驗加壓過程 現(xiàn)場試驗人員編制好試驗程序，經(jīng)用戶和制造廠同意后，假設(shè)確定采用圖 4 的加壓方案。 圖 4：交流耐壓試驗加壓過程 3.4.2 交流耐壓 試驗方案的設(shè)計 交流耐壓試驗電壓值 Ut 按氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗導則 (DL/T5552004) 、的要求，最后確定為：系統(tǒng)耐壓值為 184 kV。試驗擬采用調(diào)頻法，在50%的試驗電壓以下進行諧振點的調(diào)節(jié)， GIS 組合電器頻率應(yīng)該控制在 30 300Hz。 在交流耐壓試驗的過程中，試驗電壓應(yīng)該施加到外殼和每相導體之間，可以每次一相加壓，此時，其他相的導體應(yīng)與接地的外殼相連接。試驗電源可以接到被試相導體的任何一個部位。試驗程序的設(shè)計，原則上應(yīng)該使每個部件都能夠至少施加 1 次的試 驗電壓，同時應(yīng)該盡可能地減少固體絕緣的重復試驗次數(shù)。 3.4.3 220kVGIS 系統(tǒng)交流耐壓方案的確定 現(xiàn)場實測 220kV GIS 系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)如下：母線 50 pF/m，電容量： GCB 單元 330 pF/相。依據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的容量，我們采取以下加壓方式：從隨機一套管處加壓，每次耐壓單相。所有主隔離刀和 GCB 單元處于合閘狀態(tài)。所有地刀處于分閘狀態(tài)，總共分 3 次進行。按這樣的方案可以順利完成母線交流耐壓試驗 ,而斷路器斷口耐壓就按照主接線圖加壓至母線上 ,斷路器斷開 ,另一側(cè)地刀接地 ,接在母線上的斷路器斷 口可以同時耐壓 ,最后再對接入套管間隔斷路器耐壓 ,至此 ,GIS耐壓全部完成。 4 對較高額定電壓 GIS 現(xiàn)場耐壓方法的意見 通常情況下 G IS 在現(xiàn)場安裝后的缺陷可以分為兩大類： 第一類：不導電和導電的自由運動碎屑或微粒。這一類微粒主要是安裝工地塵?；蚣庸みz留等污染帶入，也可能是由必要的操作引起的。 第二類：固定的局部電場畸變。造成此類缺陷的主要原因是安裝質(zhì)量不良所造成的絕緣子或電極表面粗糙不平、摩擦、碰撞產(chǎn)生的毛刺、凹坑。遺留的工具、緊固件以及長途運輸過程中由于沖撞、震 動造成的電極移位或部件脫落等。現(xiàn)階段，各國的研究結(jié)果一致表明，施加電壓的波形與檢出缺陷的有效性有密切關(guān)系。 GIS 現(xiàn)場耐壓不宜采用直流電壓；其它波形的試驗電壓對檢出缺陷各有所長。當電極表面有 lm m 的凹坑時，同軸電場的 SF6 絕緣的交流擊穿電壓不改變，但是負極性雷電沖擊放電的電壓卻表現(xiàn)出明顯的下降，僅僅相當于交流放電電壓的峰值。由此可見，負極性雷電沖擊對這一類缺陷十分敏感。用 30-500Hz 交流電壓作 GIS 耐壓試驗，對電極表面損傷和粗糙不夠靈敏，如果配合局部放電試驗，則除了對電極表面粗糙和損傷不能反映之外， 對其它各種缺陷都較為有效或者可以說是很有效。然而用操作沖擊或雷電沖擊，包括振蕩操作沖擊或者是振蕩雷電沖擊，則對電極粗糙或損傷很有效果。因此，對于較高的額定電壓等級，建議除了用 3050 Hz 交流作老練和耐壓試驗外，還應(yīng)該再作雷電沖擊或操作沖擊，包括振蕩型的耐壓，用以提高對各種缺陷檢出的有效性。這也正是 EI C 517(68)標準的要求。 操作沖擊和交流時的局部放電試驗對缺陷的檢出非常靈敏。但是目前由于還是限于試驗室工作，現(xiàn)場試驗由于背景干擾已經(jīng)遠高于 GIS 局部放電的允許值，所以實施起來比較困難，而 且也缺乏相關(guān)經(jīng)驗，因此有待于后續(xù)的開發(fā)研究。從我國應(yīng)用 GIS 的前景來看，在不久的將來也會有較大數(shù)量的 300k V 額定電壓的 GIS 出現(xiàn)，因此，應(yīng)該著手進行適合現(xiàn)場試驗用的振蕩型沖擊或雷電或操作波裝置的研制工作，用以提高我國檢驗 GIS 的技術(shù)水平。關(guān)于固體絕緣，也即操作桿和盒式絕緣子的缺陷，在部件篩選試驗的時候就應(yīng)該避免，不屬于現(xiàn)場耐壓試驗所要解決的問題。 5 結(jié)束語 現(xiàn)場交流耐壓試驗對辨別電氣設(shè)施是否穩(wěn)定安全投入運行具有極大意義，也是保證絕緣水平，避免發(fā)生電氣事故的有效手段。我們要在試驗中不 斷總結(jié)經(jīng)驗，抱著嚴謹，認真的工作態(tài)度，將電氣事業(yè)推向前進。 參考文獻 1 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗導則 (DL/T5552004) S 2 吳桂生 ,陳勁松 .淺談 G IS 現(xiàn)場試驗 J. 四川電力技術(shù)， 2004， 27(1)： 61-62. 3 陳化鋼 .電力設(shè)備預防性試驗方法及診斷技術(shù) M. 北京：中國水利水電出版社， 2009. 4 張文亮 ,張國兵 .特高壓 G IS 現(xiàn)場工頻耐壓試驗與變頻諧振裝置限頻方案原理 J. 中國 電機工程學報，2007,27(24)： 1-4. 閱讀相關(guān)文檔 :小議城市園林建設(shè)中的問題及對策 工程造價在建筑工程中的重要性與有效控制措施 淺析瀝青路面施工設(shè)備的管理與維護 高層建筑給排水工程施工易被疏忽的一些問題 水利工程施工管理的探討 橋梁設(shè)計分析 化學污水處理若干問題研究分析 互通立交縱斷面設(shè)計技巧 建筑工程預結(jié)算審核的探討 試論高層建筑建設(shè)中轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制技術(shù) 淺談水利工程的安全管理