特高壓換流站絕緣油及SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求淺析

蘇陳云

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司，長(zhǎng)沙 410000）

特高壓換流站絕緣油及SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求淺析

蘇陳云

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司，長(zhǎng)沙 410000）

針對(duì)哈密-鄭州直流特高壓輸電工程±800kV鄭州換流站換流變壓器絕緣油處理，從新油交貨、注入變壓器前油、本體熱油循環(huán)后、本體靜置后4個(gè)基建階段以及換流變殘油、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油試驗(yàn)幾個(gè)方面，全面總結(jié)了換流變壓器絕緣油技術(shù)指標(biāo)、試驗(yàn)項(xiàng)目及過(guò)程質(zhì)量控制要點(diǎn)；同時(shí)對(duì)鄭州特高壓換流站SF6氣體相關(guān)試驗(yàn)（主要包括SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)和SF6氣體試驗(yàn)）的控制要點(diǎn)進(jìn)行了淺析；并且針對(duì)換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器跳閘接點(diǎn)的特殊性，采用了一種新的試驗(yàn)方法，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，證明示值校驗(yàn)法校驗(yàn)密度繼電器接點(diǎn)是可行的。

特高壓換流站；油試驗(yàn)；SF6氣體密度繼電器；SF6氣體試驗(yàn)

特高壓換流變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)換流變）是特高壓換流站的核心，其成功投運(yùn)和安全運(yùn)行是極其重要的，換流變本身重要性決定換流變絕緣油（KI50X型變壓器絕緣油）品質(zhì)要求嚴(yán)格。變壓器油KI50X于2005年用于我國(guó)第一個(gè)直流輸電工程—靈寶換流站，由于特高壓換流變油試驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)目前還沒(méi)有完全統(tǒng)一，只能參照?qǐng)?zhí)行［1］，因此給現(xiàn)場(chǎng)絕緣油試驗(yàn)人員提出了更高的要求；SF6氣體具有良好的絕緣性能和滅弧性能，以下針對(duì)±800kV鄭州換流站特高壓換流變絕緣油處理以及SF6氣體相關(guān)試驗(yàn)幾個(gè)方面著手，對(duì)換流變絕緣油及六氟化硫氣體試驗(yàn)的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行淺析，希望能給基建階段現(xiàn)場(chǎng)油、氣試驗(yàn)人員提供一點(diǎn)借鑒。

1　換流變壓器絕緣油性能指標(biāo)

高質(zhì)量的油務(wù)監(jiān)督不僅需要準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，更需要合理的油務(wù)監(jiān)督和質(zhì)量控制流程，基建階段換流變油試驗(yàn)的流程主要分為新油交貨、注入變壓器前、本體熱油循環(huán)后、本體靜置后4個(gè)階段，同時(shí)還需要進(jìn)行換流變殘油、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油試驗(yàn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的試驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)，針對(duì)部分環(huán)節(jié)的油試驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一的情況，鄭州換流站通過(guò)廠(chǎng)家、業(yè)主及同行專(zhuān)家共同溝通，確定相應(yīng)的油技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)表1、表2，本節(jié)所述各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)指標(biāo)具有一定的代表性，希望能為特高壓換流變油現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員提供一點(diǎn)參考。

表1　特高壓換流變壓器油技術(shù)指標(biāo)

表2　特高壓換流變殘油、有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油技術(shù)指標(biāo)

換流變新油交貨試驗(yàn)確定新油是否合格，新油合格后方可接收；新油合格后在現(xiàn)場(chǎng)需重新經(jīng)過(guò)凈化脫氣處理，合格后方可注入變壓器；注入本體后油需要進(jìn)行熱油循環(huán)，防止油在換流變內(nèi)被二次污染，本體熱油循環(huán)油試驗(yàn)用于監(jiān)控?fù)Q流變油進(jìn)行熱油循環(huán)時(shí)油品質(zhì)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，便于安裝單位有目的地進(jìn)行油處理，試驗(yàn)合格后即可以停止熱油循環(huán)，省時(shí)省力；熱油循環(huán)合格后油需要靜置，靜置96h后需進(jìn)行一次油全分析試驗(yàn)，對(duì)油所有品質(zhì)進(jìn)行一次最后把關(guān)。只有通過(guò)對(duì)換流變油進(jìn)行新油交貨、注入變壓器前油、本體熱油循環(huán)、本體靜置后油四個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量把關(guān)，才能確保安裝階段換流變油的品質(zhì)。

換流變本體殘油試驗(yàn)不僅能判斷換流變?cè)谶\(yùn)輸途中是否受潮，而且能反應(yīng)出廠(chǎng)試驗(yàn)時(shí)是否發(fā)生過(guò)放電現(xiàn)象；換流變有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)不同于常規(guī)變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)，換流變有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)在運(yùn)行過(guò)程中切換比較頻繁，故換流變有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油試驗(yàn)要求相對(duì)比較嚴(yán)格，與本體油標(biāo)準(zhǔn)一致。

2　特高壓換流站SF6氣體相關(guān)試驗(yàn)

SF6氣體具有良好的物理化學(xué)性能和電氣性能［5］，廣泛應(yīng)用于鄭州特高壓換流站500kV GIS和換流變閥側(cè)套管中；以下就本人直接參與的±800kV鄭州換流站基建階段現(xiàn)場(chǎng)SF6氣體試驗(yàn)（主要包括SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)和SF6氣體試驗(yàn)）的控制要點(diǎn)進(jìn)行淺析。由于換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器具有特殊性，本節(jié)將重點(diǎn)闡述其校驗(yàn)方法。

2.1換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器接點(diǎn)校驗(yàn)

鄭州換流站換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器型號(hào)為：233.50.100，廠(chǎng)家為WIKAI，接點(diǎn)精度為1.0級(jí)，額定氣壓0.32MPa，報(bào)警氣壓0.24MPa，跳閘氣壓為0.1MPa，量程為（-0.1～0.5）MPa?，F(xiàn)場(chǎng)使用JD12型SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)儀，精度為0.2級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)嚴(yán)格按照J(rèn)JC 1073—2011《壓力式六氟化硫氣體密度控制器》［6］規(guī)程執(zhí)行。

由于換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器為低氣壓繼電器，SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)儀可以正常采到報(bào)警接點(diǎn)動(dòng)作情況，但可能無(wú)法采集到跳閘接點(diǎn)動(dòng)作值和返回值，為解決這個(gè)問(wèn)題，提出采用示值校驗(yàn)法校驗(yàn)密度繼電器接點(diǎn)。密度表連接好后，進(jìn)入示值校驗(yàn)界面，如圖1所示，設(shè)定好溫度（最好在恒溫20℃下）、目標(biāo)氣壓后，通過(guò)微調(diào)升、降對(duì)氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量密度繼電器接點(diǎn)的通斷情況，記錄下萬(wàn)用表通、斷時(shí)對(duì)應(yīng)密度繼電器校驗(yàn)儀時(shí)瞬時(shí)氣壓值，即為密度繼電器跳閘接點(diǎn)的動(dòng)作值和返回值。鄭州換流站換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器接點(diǎn)校驗(yàn)舉例見(jiàn)表3。

圖1　密度繼電器示值校驗(yàn)界面

表3　鄭州換流站換流變閥側(cè)套管SF6密度繼電器接點(diǎn)校驗(yàn)結(jié)果

SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)注意事項(xiàng)：

（1）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)避免陽(yáng)光直射［7］。強(qiáng)烈的陽(yáng)光輻射導(dǎo)致繼電器金屬外殼溫度高于環(huán)境溫度，使繼電器氣室內(nèi)SF6氣體溫度升高，高于校驗(yàn)儀所測(cè)的環(huán)境溫度，密度繼電器校驗(yàn)儀將測(cè)量壓力轉(zhuǎn)化為20℃標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

（2）SF6氣體密度繼電器的擺放產(chǎn)生的影響。SF6氣體密度繼電器在正常運(yùn)行中一般是豎直安裝，所以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行密度繼電器校驗(yàn)時(shí)，密度繼電器必須豎直放置，水平或側(cè)放時(shí)測(cè)量誤差比較大，以套管SF6氣體密度繼電器為例，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從表4中可以看出，密度繼電器豎直放置進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)合格，其他方式放置時(shí)有可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不合格。

表4　不同放置方式下SF6氣體密度繼電器的校驗(yàn)結(jié)果

（3）考慮到現(xiàn)場(chǎng)建立恒溫室（恒溫20℃）不太現(xiàn)實(shí)，可將成批的密度繼電器放置于空調(diào)房間進(jìn)行校驗(yàn)，空調(diào)溫度設(shè)置為20℃，待室內(nèi)溫度基本穩(wěn)定在（20±5）℃后再進(jìn)行繼電器校驗(yàn)；若密度繼電器運(yùn)輸時(shí)已經(jīng)安裝在設(shè)備上，也應(yīng)盡量在（20±5）℃環(huán)境下校驗(yàn)。

2.2SF6氣體試驗(yàn)

鄭州換流站基建階段SF6氣體試驗(yàn)主要包括SF6新氣試驗(yàn)（充入電氣設(shè)備前）和充入電氣設(shè)備后SF6氣體交接試驗(yàn)，兩個(gè)階段的試驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)不同。SF6氣體現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)關(guān)鍵項(xiàng)目為SF6氣體濕度、SF6氣體純度以及SF6氣體泄漏試驗(yàn)。

SF6氣體濕度是保證SF6電氣設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，SF6氣體中水分的存在：①能降低SF6氣體絕緣性能；②加重電氣設(shè)備金屬件、絕緣件的腐蝕作用；③與分解產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)生有害有毒氣體，并且其水解產(chǎn)物會(huì)加重設(shè)備內(nèi)部絕緣性能劣化和腐蝕。

SF6氣體在充裝過(guò)程中還可能混入少量的空氣、水分、和礦物油等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)均帶有或會(huì)產(chǎn)生一定的毒性物質(zhì)。因此，為保證SF6氣體的純度和質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外均對(duì)SF6氣體制定了SF6純度標(biāo)準(zhǔn)。

SF6氣體密度影響設(shè)備SF6氣的絕緣性能，當(dāng)發(fā)生SF6氣體泄漏時(shí)，會(huì)引起：①SF6氣體密度下降；②外界空氣中水分滲入；SF6氣體泄漏是影響SF6設(shè)備能否長(zhǎng)期安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

1）SF6新氣試驗(yàn)（充入電氣設(shè)備前）

SF6新氣試驗(yàn)項(xiàng)目和質(zhì)量指標(biāo)詳見(jiàn)GB/T 12022—2014《工業(yè)六氟化硫》標(biāo)準(zhǔn)［8］與GB 50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》［9］，SF6新氣到貨后，對(duì)氣瓶的抽檢率為10%，其他每瓶只測(cè)定SF6氣體濕度。

2）SF6氣體交接試驗(yàn)（充入電氣設(shè)備后）

充入電氣設(shè)備后SF6氣體交接試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目和質(zhì)量指標(biāo)詳見(jiàn)GB/T 8905—2008《六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測(cè)導(dǎo)則》［10］，現(xiàn)場(chǎng)SF6氣體（充入電氣設(shè)備后交接試驗(yàn)）主要試驗(yàn)項(xiàng)目有：氣體濕度、純度及檢漏試驗(yàn)（局部包扎法），部分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

3）SF6氣體試驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）新裝SF6設(shè)備充氣后，須SF6氣體在充入電氣設(shè)備24h后，方可進(jìn)行SF6氣體濕度試驗(yàn)，應(yīng)盡量避免影響SF6設(shè)備中水分測(cè)定的因素，如環(huán)境溫度、閥門(mén)及管道清潔度、SF6氣體流速等。

表5　鄭州換流站GIS SF6氣體交接試驗(yàn)結(jié)果

（2）現(xiàn)場(chǎng)采用局部包扎法進(jìn)行定量SF6氣體檢漏試驗(yàn)，要求在包扎后24h時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

（3）每個(gè)氣室均應(yīng)進(jìn)行氣體濕度、純度及檢漏試驗(yàn)。

3　結(jié)論

1）鄭州換流站基建階段換流變油試驗(yàn)的流程分為新油交貨、注入變壓器前油、本體熱油循環(huán)后油、本體靜置后油試驗(yàn)四個(gè)階段，同時(shí)還需要進(jìn)行本體殘油及換流變有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油試驗(yàn)，每個(gè)環(huán)節(jié)執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的油技術(shù)指標(biāo)。

2）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行換流變閥側(cè)套管SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)時(shí)，采用示值校驗(yàn)法校驗(yàn)密度繼電器跳閘接點(diǎn)是可行的。

3）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行SF6氣體試驗(yàn)主要包括新氣試驗(yàn)和注入設(shè)備后SF6氣體交接試驗(yàn)，SF6新氣需抽檢10%進(jìn)行全分析試驗(yàn)，其余只需進(jìn)行SF6氣體濕度試驗(yàn)；注入設(shè)備后SF6氣體交接試驗(yàn)主要進(jìn)行SF6氣體濕度、純度和檢漏試驗(yàn)。

［1］ 張文亮， 張國(guó)兵. 特高壓變壓器用油技術(shù)指標(biāo)及若干問(wèn)題探討［J］. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2009， 29（7）： 1-6.

［2］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB 2536—2011. 電工流體變壓器和開(kāi)關(guān)用的未使用過(guò)的礦物絕緣油［S］.

［3］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司， DW 220—2008. ±800kV換流站換流變壓器施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］ 國(guó)家能源局. DL/T 274—2012. ±800kV高壓直流設(shè)備交接試驗(yàn)［S］. 北京： 中國(guó)電力出版社， 2012.

［5］ 畢玉修， 王成亮. SF6氣體密度繼電器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的有關(guān)問(wèn)題［J］. 江蘇電機(jī)工程， 2005， 24（5）： 45-47.

［6］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， JC 1073—2011. 壓力式六氟化硫氣體密度控制器［S］.

［7］ 計(jì)光榮， 金琦， 孫亞洲. SF6氣體密度繼電器校驗(yàn)結(jié)果影響因素［J］. 云南電力技術(shù)， 2010， 38（2）： 55-56.

［8］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 12022—2014. 工業(yè)六氟化硫［S］.

［9］ 中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì). GB 50150—2006. 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［10］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 8905—2008. 六氟化硫電氣設(shè)備中氣體管理和檢測(cè)導(dǎo)則［S］.

用于提供電源接口的設(shè)備和方法

近日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布專(zhuān)利“用于提供電源接口的設(shè)備和方法”，申請(qǐng)人為施耐德電氣IT公司。

本文描述的方面和實(shí)施方式針對(duì)電源接口裝置，其包括被配置為耦合到電力公共設(shè)施的第一電源接口和被配置為耦合到包括一個(gè)或多個(gè)電源以及一個(gè)或多個(gè)負(fù)載的微電網(wǎng)的第二電源接口，一個(gè)或多個(gè)電源包括發(fā)電機(jī)。

電源接口裝置還包括耦合到第一電源接口和第二電源接口的電源轉(zhuǎn)換電路和耦合到電源轉(zhuǎn)換電路的控制器。

控制器被配置為通過(guò)至少以下操作來(lái)允許在以第一頻率與電壓操作的電力公共設(shè)施和以第二頻率與電壓操作的微電網(wǎng)之間銜接：檢測(cè)發(fā)電機(jī)的操作頻率并且基于發(fā)電機(jī)的操作頻率來(lái)控制在電力公共設(shè)施和微電網(wǎng)之間的功率流。

On-site Testing Requirements of Ultra-high Voltage Converter Transformer Insulating Oil and SF6Gas

Su Chenyun
（Debugging Branch， Hu'nan Electric Power Transmission and Transformation Construction Company，Changsha 410000）

For Hami-Zhen Zhou UHV DC transmission project of ±800kV Zhen Zhou UHV converter transformer for insulating oil transformer， test standards， test items and process quality control points of Converter transformer insulating oil were summarized in the aspects of the new oil， injection transformer oil， hot oil circulation， static oil of transformer， residual oil and OLTC oil； And the influence of transformer oil field test factors and treatment methods were introduced； At the same time， the control points of gas test of Zhen-Zhou HUV converter were analyzed； Because of the Particularity of the SF6density relay trip contacts on the Converter transformer bushing， a new test method was used； And the test results meet the standard requirements which prove the new method is viable.

UHV converter； oil test； SF6gas density relay； SF6gas test

蘇陳云（1982-），男，漢族，湖北天門(mén)人，碩士，工程師，主要從事高壓電氣調(diào)試工作。