變頻串聯(lián)諧振在GIS交流耐壓試驗中的應(yīng)用

古戶強 劉 穎

(1.貴州電網(wǎng)遵義縣供電局，貴州 遵義 563100；2.貴州電網(wǎng)金沙供電局，貴州 畢節(jié) 551800)

變頻串聯(lián)諧振在GIS交流耐壓試驗中的應(yīng)用

古戶強1劉 穎2

(1.貴州電網(wǎng)遵義縣供電局，貴州 遵義 563100；2.貴州電網(wǎng)金沙供電局，貴州 畢節(jié) 551800)

介紹了變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的工作原理和優(yōu)點，闡明了其設(shè)計結(jié)構(gòu)特點，采用變頻式串聯(lián)諧振技術(shù)對220 kV和平變電站現(xiàn)場交流耐壓試驗程序、方法和試驗注意事項做了詳細介紹。

串聯(lián)諧振；交流耐壓；變頻；原理；應(yīng)用

0 引言

隨著國家經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，城市迅速發(fā)展，土地資源稀缺。而常規(guī)變電站占地廣，節(jié)約建設(shè)用地已成為變電站建設(shè)必須考慮的因素。220 kV甚至500 kV變電站逐步采用全封閉組合電器設(shè)備GIS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的戶外式變電設(shè)備，具有占地面積小、元件全部密封不受環(huán)境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等優(yōu)點。如貴州500 kV奢香變和500 kV六盤水變采用GIS和HGIS。

根據(jù)GB50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》的要求，對新投的GIS設(shè)備應(yīng)進行交流耐壓試驗。GIS是由斷路器、母線、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器組合而成的高壓配電裝置。對于220 kV GIS，單位長度電容量較大，約為100～200 pF/m，所需試驗設(shè)備容量需數(shù)百千瓦，普通交流耐壓裝置難以達到。對于同一試品而言，采用變頻諧振試驗方式，將試驗設(shè)備電感與GIS設(shè)備電容相互補償，頻率可調(diào)，將使得耐壓設(shè)備所需的電源容量極大的減小。這有助于保護諧振試驗電源和試品的安全，因此變頻諧振耐壓試驗更適合現(xiàn)場應(yīng)用。本文采用串聯(lián)諧振試驗裝置對220 kV和平變GIS進行交流耐壓試驗，解決了交流耐壓試驗中的電源容量不足問題。

1 串聯(lián)諧振的基本原理

圖1 串聯(lián)諧振原理圖

2 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的特點

利用串聯(lián)諧振原理在回路中產(chǎn)生的高電壓，一般頻率為30～300 Hz。串聯(lián)諧振高壓發(fā)生器原理如圖2所示。

圖2 串聯(lián)諧振高壓發(fā)生器原理圖

3 應(yīng)用實例

3.1 試驗對象

和平變220 kV GIS，三相供體。

3.2 試驗條件

試驗前常規(guī)試驗結(jié)束，試驗結(jié)果全部合格，SF6氣體微水試驗結(jié)果合格，靜置48 h以上。

3.3 試驗電壓

試驗電壓按照GB50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》的要求，交流耐壓試驗電壓值為出廠的80%，即為460×0.8=368 kV，交流耐壓時間為60 min。

3.4 試驗設(shè)備容量校核

3.5 試驗接線

對GIS分相進行交流耐壓試驗，分相試驗，一相加壓，非加壓相短路接地；電流互感器短接接地，Cx表示GIS等效容器。如圖3所示。

圖3 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置原理簡圖

3.6 試驗步驟

第一步對GIS進行耐壓試驗，試驗電壓為額定運行電壓127 kV，避雷器、電壓互感器配合交流耐壓試驗。

第二步為繼續(xù)耐壓試驗，燒掉GIS內(nèi)部金屬毛刺，試驗電壓為220 kV，時間5 min。

第三步為交流耐壓試驗，試驗電壓為368 kV，試驗時間為1 min。

4 試驗注意事項

(1) 在交流耐壓試驗前，務(wù)必進行絕緣電阻測試，合格后方可進行交流耐壓試驗。

(2) 一定要仔細檢查各輸入輸出接線是否正確和牢固，接地務(wù)必可靠，為防止所接地引下線未和主網(wǎng)連接，最好選擇2個或以上接地點接地，否則會導致分壓器上的電荷無法釋放而存在高壓危險。

(3) 升壓及交流耐壓過程中，密切監(jiān)聽有無異聲。若發(fā)現(xiàn)電流急劇減少或升壓過程中電壓不變甚至下降，應(yīng)降壓掛設(shè)地線查明原因。

5 結(jié)語

綜上所述，利用串聯(lián)諧振的方法進行交流耐壓試驗是完全可行的。對于試驗中遇到的問題，采用調(diào)整試驗頻率、選擇偏離諧振頻率下進行試驗和調(diào)整回路的品質(zhì)因數(shù)的方法也是行之有效的。前面所述僅僅是目前實際操作中發(fā)現(xiàn)的問題，今后還會遇到一些其他的技術(shù)問題，有待在實踐中發(fā)現(xiàn)和解決。

[1] 李建明，朱康.高壓電氣設(shè)備試驗方法[M].北京：中國電力出版社，2001

2014-09-15

古戶強(1986—)，男，四川成都人，助理工程師，研究方向：高壓電氣試驗及變電設(shè)備維護。