串聯(lián)諧振在特高壓G|S交接試驗(yàn)中的應(yīng)用

張達(dá)　孟杰　杜曉東

摘要：主要介紹串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置、升壓原理，特高壓GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，采用串聯(lián)諧振對(duì)特高壓GIS設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的方法和步驟進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)特高壓GIS耐壓試驗(yàn)進(jìn)行了計(jì)算分析。

關(guān)鍵詞：特高壓GIS;串聯(lián)諧振;耐壓試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM510.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0059-02

0引言

特高壓GIS設(shè)備占地面積大，采用分批次運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式進(jìn)行安裝，雖然有移動(dòng)式裝配車間，但由于特高壓GIS電壓等級(jí)高，環(huán)境要求高，細(xì)微顆粒即可對(duì)其絕緣性能產(chǎn)生影響。為了保證1100kVGIS設(shè)備安裝后主回路的絕緣性能，檢查設(shè)備制造、運(yùn)輸和安裝質(zhì)量，檢驗(yàn)設(shè)備是否存在由于發(fā)生沖撞、操作不當(dāng)或工藝控制不嚴(yán)導(dǎo)致的機(jī)械或絕緣缺陷，在GIS安裝完成后要對(duì)其進(jìn)行交接試驗(yàn)。

1串聯(lián)諧振原理

試驗(yàn)電壓從GIS的出線套管處施壓，將電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間，非被試相應(yīng)可靠接地。每個(gè)部件至少加一次試驗(yàn)電壓。GIS主回路交流耐壓試驗(yàn)接線原理如圖1所示。

Cx：試品主回路等效對(duì)地電容

L：電抗器

D：分壓器（等效分壓電容C和C2）

T：試驗(yàn)變壓器

耐壓試驗(yàn)采用串聯(lián)諧振電路，試驗(yàn)接線原理圖如圖1。試驗(yàn)中，加壓部分連接引線使用φ500mm金屬波紋管，以減小電暈損耗。當(dāng)系統(tǒng)中X=X時(shí)發(fā)生串聯(lián)諧振。

2試驗(yàn)過(guò)程

試驗(yàn)過(guò)程分為老練試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)和局部放電測(cè)試，試驗(yàn)過(guò)程中各加壓環(huán)節(jié)使用數(shù)字秒表進(jìn)行精確計(jì)時(shí)。老練及耐壓試驗(yàn)加壓程序如圖2所示：從零電壓升壓至（635kV），持續(xù)10min（T1），然后升壓至1.2（762kV），持續(xù)20min（T2）最后升壓至（1100kV），持續(xù)1min（T3）。耐壓試驗(yàn)結(jié)束后，將電壓降到1.2（762kV）。

在1.2（762kV）電壓下保持30分鐘后進(jìn)行局部放電測(cè)試，如圖2所示，局部放電測(cè)試結(jié)束后，電壓降至零。

局部放電測(cè)試使用超聲檢測(cè)儀與特高頻檢測(cè)儀同時(shí)進(jìn)行：超聲波測(cè)試應(yīng)對(duì)每個(gè)間隔進(jìn)行，在GIS外殼上按小于1米的間隔布置測(cè)點(diǎn)，跨過(guò)盆式絕緣子增加一個(gè)測(cè)點(diǎn)，將聲波發(fā)射傳感器依次固定在各測(cè)點(diǎn)上，從測(cè)量信號(hào)中判斷是否存在放電現(xiàn)象;特高頻局部放電測(cè)試應(yīng)對(duì)每個(gè)間隔進(jìn)行，使用GIS的內(nèi)置特高頻探頭進(jìn)行檢測(cè)，從測(cè)量信號(hào)中判斷是否存在局部放電現(xiàn)象。

如果GIS的每一個(gè)部件在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中未發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象且未檢測(cè)到異常局部放電信號(hào)，則認(rèn)為GIS通過(guò)試驗(yàn)。

在試驗(yàn)過(guò)程中如果發(fā)生擊穿放電，不允許再次進(jìn)行耐壓，則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的聲、光、電、化學(xué)等各種效應(yīng)及耐壓試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行的其他診斷技術(shù)（如放電監(jiān)測(cè)設(shè)備）所提供的資料，判斷放電部位，采取必要的檢查、修復(fù)措施。

3案例計(jì)算

以特高壓石家莊站1100kVGIS耐壓試驗(yàn)為例進(jìn)行計(jì)算分析，本站GIS采用3/2接線方式，共安裝10臺(tái)斷路器，采用階段性安裝和試驗(yàn)的方式分6次進(jìn)行試驗(yàn)。各試驗(yàn)區(qū)域GIS對(duì)地電容量、試驗(yàn)頻率和試驗(yàn)電流估算值見(jiàn)表1。

試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)額定輸出電壓為35kV;分壓器電容量C。為1000pF。根據(jù)分段試驗(yàn)方案，GIS最大電容量Cx=22890pF，串聯(lián)電抗4節(jié)共400H。通過(guò)計(jì)算可得出試驗(yàn)頻率為：

f=1/2πJL（C+C）≈51.49Hz

一次側(cè)最大試驗(yàn)電流：

Ih=（C.+C）Um≈8.50A

試驗(yàn)時(shí)Q值按照最低100考慮。則可估算出，耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)變壓器所需容量：

P=U_In/Q=1100X103X8.5/100≈93.5kW

電源（Us=380V）最大輸出電流為（考慮電源電纜最大壓降△Us=50V的情況下）：I，=P/[√3（Us-AUs）]≈163.59A變頻電源柜輸出最大電流：

I'=√3I，≈284A

通過(guò)計(jì)算得出電源電纜截面積不得小于50mm”，變頻電源柜輸出電纜截面積不得小于120mm2。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，串聯(lián)諧振裝置具有一定的容量大、長(zhǎng)度長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此其在電力高壓試驗(yàn)中的運(yùn)用可有效的減輕現(xiàn)場(chǎng)的工作量，進(jìn)而有效檢測(cè)出電氣設(shè)備的絕緣性，以提高電力的使用效率，這也就要求在以后的實(shí)際工作中必須對(duì)其進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

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