220kV GIS設(shè)備耐壓與局放試驗(yàn)方案

張磊 錢開一 仇文藝

摘 要： 本文介紹了GIS設(shè)備在漏氣停電檢修后需做耐壓與局放試驗(yàn)的原因，并以500kV晉陵變220kV GIS設(shè)備為例，列舉了試驗(yàn)前需具備的各種條件、耐壓試驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)接線，并計(jì)算出了諧振頻率等相關(guān)參數(shù)。

關(guān)鍵詞： GIS設(shè)備；耐壓試驗(yàn)原理；試驗(yàn)接線

一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介

SF6氣體封閉式組合電器，簡(jiǎn)稱GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡(jiǎn)稱，利用SF6氣體優(yōu)越的絕緣性和滅弧性所制成。GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器，簡(jiǎn)單來說即是通過SF6氣體的絕緣將各部分集中在接地的容器內(nèi)。

GIS是運(yùn)行可靠性高、維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)的高壓電氣設(shè)備，其故障率只有常規(guī)設(shè)備的20%～40%，但GIS也有其固有的缺點(diǎn)，由于SF6氣體的泄漏、外部水分的滲入、導(dǎo)電雜質(zhì)的存在、絕緣子老化等因素影響，都可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)故障。由于GIS全封閉的特性，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障后只能全部停電來處理，當(dāng)消缺結(jié)束需以后根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)進(jìn)行交流耐壓和局部放電檢測(cè)試驗(yàn)，檢查設(shè)備的絕緣性能是否完好，以保證檢修后設(shè)備能正常投入系統(tǒng)運(yùn)行。

二、試驗(yàn)設(shè)備參數(shù)與應(yīng)具備的條件

本文以江蘇省電力公司常州500kV晉陵變的220kV GIS設(shè)備為例，

1、設(shè)備參數(shù)為：

產(chǎn)品型號(hào)：SDA524 額定電壓：252kV 額定頻率：50Hz 額定電流：4000A

額定工頻耐受電壓：395kV 生產(chǎn)廠家：山東魯能恩翼帕瓦電機(jī)有限公司

2、采用耐壓試驗(yàn)的依據(jù)為：

GB 7674-2008 額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

DL/T 555-2004 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)耐壓及絕緣試驗(yàn)導(dǎo)則

DL/T 617-2010 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備技術(shù)條件

DL/T 618-2011 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)規(guī)程

Q/GDW 1168-2013 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程

3、試驗(yàn)前所有設(shè)備應(yīng)具備的條件為：

a、所有被試GIS間隔氣室內(nèi)的SF6氣體壓力均為額定壓力。

b、試驗(yàn)前被試GIS所有接地開關(guān)均為斷開位置，試驗(yàn)回路內(nèi)所有待試驗(yàn)設(shè)備均為關(guān)合位置

c、GIS的電流互感器二次繞組應(yīng)短路，并可靠接地。

d、GIS被試間隔進(jìn)出線套管三相的一次引線應(yīng)拆除，保證足夠的安全距離并可靠接地。

e、電壓互感器、避雷器等不滿足GIS耐壓試驗(yàn)條件的設(shè)備耐壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)退出。

三、GIS耐壓試驗(yàn)與局放試驗(yàn)方案

1、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

在額定SF6壓力下進(jìn)行相對(duì)地耐壓試驗(yàn)，最高試驗(yàn)電壓為制造廠出廠額定工頻耐受電壓值的80%，即395×0.8=316kV，時(shí)間為1分鐘。

2、試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方式為主絕緣耐壓試驗(yàn)。

主絕緣耐壓試驗(yàn)時(shí)，GIS設(shè)備先在145kV下老練5分鐘，然后試驗(yàn)電壓升至252kV保持3分鐘，隨后試驗(yàn)升至耐壓試驗(yàn)值316kV并保持1分鐘。

主絕緣耐壓試驗(yàn)程序?yàn)椋?0 —145kV（5min）—252kV（3min）—316kV（1min）——0

3、試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)原理圖

試驗(yàn)設(shè)備采用調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓裝置（750kV、6A、調(diào)頻25-300Hz）。耐壓試驗(yàn)時(shí)電抗器采用兩臺(tái)串聯(lián)布置。試驗(yàn)設(shè)備儀器的清單如下表所示。

耐壓試驗(yàn)原理圖如下：

四、試驗(yàn)接線與計(jì)算

本次耐壓及局部放電試驗(yàn)范圍為500kV晉陵變220kV GIS I、II段母線及2501、2502、2Y93、2Y94、4Y81、4Y82、2Y98開關(guān)間隔。

本次耐壓試驗(yàn)在2501出線套管側(cè)連接加壓線，對(duì)A、B、C三相進(jìn)行主絕緣耐壓試驗(yàn)。

試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備狀態(tài)如下：

2Y93開關(guān)合閘，2Y931、2Y933刀閘合閘，2Y932刀閘分閘，2Y934、2Y935、2Y936接地刀閘分閘。

2Y94開關(guān)合閘，2Y941刀閘合閘，2Y942、2Y943刀閘分閘，2Y944接地刀閘合閘，2Y945、2Y946接地刀閘分閘。

2501開關(guān)合閘，25011、25013刀閘合閘，25012刀閘分閘，25014、25015、25016接地刀閘分閘。

4Y81開關(guān)合閘，4Y811、4Y813刀閘合閘，4Y812刀閘分閘，4Y814、4Y815、4Y816接地刀閘分閘。

4Y82開關(guān)分閘，4Y821刀閘合閘，4Y822刀閘分閘，4Y825接地刀閘合閘，4Y826接地刀閘分閘。

2Y98開關(guān)合閘，2Y981刀閘合閘，2Y982、2Y983刀閘分閘，2Y985、2Y986接地刀閘分閘，2Y984接地刀閘合閘。

25021、25022刀閘分閘，25026接地刀閘合閘。

24015刀閘分閘，24016接地刀閘合閘，24017接地刀閘分閘。

2530、2500、2600及其余非被試間隔轉(zhuǎn)檢修。

容量估算：

根據(jù)廠家提供的資料，2501、2502、2Y93、2Y94、4Y81、4Y82、2Y98斷路器及出線氣室，I、Ⅱ母隔離開關(guān)氣室及Ⅱ母壓變隔離開關(guān)氣室每相電容量約5000pF。

另外耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)中，一節(jié)電抗器的電感為150H，共兩節(jié)；一節(jié)分壓器的電容量為2500pF，共兩節(jié)。

設(shè)備的雜散電容取800pF；

電容量：C=2500/2+5000+800 pF=7050pF

電感量：L=150H×2=300H

忽略電抗器互感及試驗(yàn)回路的其它影響，計(jì)算出諧振頻率約為：

當(dāng)主絕緣試驗(yàn)電壓加至Uf=316kV時(shí)，串聯(lián)諧振電抗器一次側(cè)電流近似為：

勵(lì)磁變變比取550/15000，則勵(lì)磁變低壓側(cè)電流約為：

耐壓試驗(yàn)通過后，所有待試間隔開關(guān)及刀閘設(shè)備為關(guān)合狀態(tài)，接地刀閘為斷開狀態(tài)，耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)電壓保持系統(tǒng)最高運(yùn)行相電壓145kV，進(jìn)行局部放電現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)束后，試驗(yàn)系統(tǒng)電壓降至零，設(shè)備通過耐壓與局放試驗(yàn)。