一種500kV GIL設備的交流耐壓試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交流耐壓試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種500kV GIL設備的交流耐壓試 驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] GIL(gas-insulated metal-enclosed transmission lines)是指氣體絕緣金屬 封閉輸電線路，它是部分或全部采用SF6氣體絕緣的金屬封閉線路。GIL因其輸送容量大、 可靠性高，在核電和水電輸電系統(tǒng)中得到廣泛應用。
[0003] GIL安裝過程中，在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面的可能失誤，導致電極表面刮傷或 安裝錯位引起電極表面缺陷；空氣中懸浮的塵埃、導電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場又難 以徹底清理。這些缺陷如未在投運前檢查出來，將引發(fā)絕緣事故。統(tǒng)計表明，GIL的絕緣事 故中約有2/3發(fā)生在未進行過現(xiàn)場耐壓試驗的設備上。
[0004] 交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度最直接和最有效的方法。交流耐壓試驗符 合設備絕緣實際運行情況，能有效地發(fā)現(xiàn)上述絕緣缺陷。故交流耐壓試驗在電氣設備絕緣 的各項試驗中，是一項具有決定意義的試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種500kV GIL設備的交流耐壓試驗方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種500kV GIL設備的交流耐壓試驗方法，包括以下步 驟：
[0007] 步驟（1)試驗前準備：斷開高壓電纜、架空進線、變壓器與GIL設備的連接，檢查試 驗儀器后，將試驗儀器與GIL設備連接形成交流耐壓試驗回路；
[0008] 所述試驗儀器為變頻式串聯(lián)諧振耐壓裝置，所述變頻式串聯(lián)諧振耐壓裝置由變頻 電源、勵磁變壓器、電抗器和分壓器組成；
[0009] 步驟（2)分段加壓試驗：在最高運行相電壓對GIL設備逐步施加交流電壓進行老 練試驗15min，然后升壓至0. 8倍耐壓值進行老練3min，然后操作斷路器、隔離開關(guān)及接地 刀閘，最后升壓至耐壓值進行l(wèi)min的交流耐壓試驗，記錄諧振回路的品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率、 試驗容量、試驗電流和勵磁變壓器容量，然后判斷GIL設備是否出現(xiàn)故障。
[0010] 本發(fā)明利用串聯(lián)諧振耐壓裝置進行GIS設備的交流耐壓試驗，可以利用較低電 壓、較小容量的變壓器對大容量GIS設備進行耐壓試驗。
[0011] GIL設備交流耐壓試驗的耐壓值為出廠試驗時施加電壓的80%，試驗電壓施加到 每項主回路和外殼之間，每相一次，其他相應的主回路應和接地外殼相連，每個部件都至少 施加一次試驗電壓，并避免設備部件多次重復耐壓。
[0012] GIL設備交流耐壓試驗中通過變頻電源將三相工頻電源變?yōu)轭l率和電壓可調(diào)的 電源輸出，通過調(diào)節(jié)電源頻率使試驗回路中的感抗等于容抗，電路發(fā)生串聯(lián)諧振，使電感或 電容兩端獲得一個等于勵磁變輸出電壓Q倍的電壓，Q為諧振回路的品質(zhì)因數(shù)：
'當回路發(fā)生串聯(lián)諧振時，試驗回路中的感抗 等于容抗XL= X c，此時：
[0015] U-勵磁變輸出電壓，I一勵磁變輸出電流，R-串諧系統(tǒng)等效電阻，Uc-串諧輸出 電壓，ω-角頻率，ω =2π f;L-電抗器電感量，H。
[0016] 由式⑴可知，Q的大小與回路中的電感值、電容值和電阻值有關(guān)，而在電抗器的 電感值遠大于回路中等效電感、回路中的等效電容基本恒定不變的情況下，減小等效電阻 可以達到提高Q值的目的。
[0017] 回路中的等效電阻包括電抗器直阻、勵磁變等效電阻和回路中電暈損耗等效電 阻。其中電抗器直阻和勵磁變等效電阻基本不變，所以降低回路中電暈損耗對降低回路中 的等效電阻起到關(guān)鍵作用，試驗時為了降低電暈損耗，應盡量選擇晴天空氣較干燥時進行， 一次引線應盡量使用防暈導線并盡量縮短其長度，一般不宜使用裸銅線，加壓套管處應加 裝均壓環(huán)，電抗器應對地絕緣、表面干燥清潔。
[0018] 所述GIL設備的交流耐壓試驗回路發(fā)生諧振，Xc，即c〇L = Ι/coC，則回路諧 振頻率按式（2)進行計算：
[0020] f〇-諧振頻率，Hz ;
[0021] L 一電抗器電感量，Η;
[0022] C一被試GIL設備和分壓器電容量，F(xiàn)。
[0023] 所述GIL設備的交流耐壓試驗回路中流過的電流等于流過電抗器的電流等于流 過被試GIL設備的電流，試驗電流可按式（3)進行計算：
[0024] I = IL= I c= ω CU c (3)
[0025] I、Ip、一試驗回路中的電流或流過電抗器或被試品的電流，單位A ;
[0026] ω-角頻率，ω = 2 π f ;
[0027] Uc-被試GIL設備兩端的試驗電壓，單位kV。
[0028] 所述GIL設備的交流耐壓試驗回路中試驗容量等于被試品兩端的試驗電壓乘以 流過它的電流，可按式（4)進行計算：
[0029] Ps= U CIC= ω CU c2 (4)
[0030] Ps-試驗容量，單位kVA。
[0031] 所述GIL設備的交流耐壓試驗中勵磁變壓器容量應大于式（5)的值，變頻電源容 量等于勵磁變壓器的容量：
[0033] P-勵磁變壓器容量，kVA ;Q-試驗回路品質(zhì)因數(shù)。
[0034] 諧振時，試驗電源所帶負荷幾乎為純阻性的，輸入功率也僅為被試品容量的1/Q， 即
，其中Ps為試驗容量?？梢姡褂么?lián)諧振耐壓裝置可以利用較低 電壓、較小容量的變壓器對大容量GIL設備進行耐壓試驗。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用串聯(lián)諧振耐壓裝置對 GIL設備進行交流耐壓試驗，串聯(lián)諧振耐壓裝置輸出電壓波形好、升壓平穩(wěn)，若在試驗過程 中發(fā)生閃絡、擊穿放電，系統(tǒng)會因失去諧振條件而使試品上的高電壓立即消失，從而不會對 被試品和試驗設備產(chǎn)生破壞。
【附圖說明】
[0036] 圖1為GIL設備的現(xiàn)場交流耐壓試驗的加壓程序圖；
[0037] 圖2為第一大組交流濾波器ACF1進線GIL設備的現(xiàn)場交流耐壓試驗的加壓范圍 圖及相應刀閘、地刀狀態(tài)示意圖；
[0038] 圖3為第一大組交流濾波器ACF2進線GIL設備的現(xiàn)場交流耐壓試驗的加壓范圍 圖及相應刀閘、地刀狀態(tài)示意圖；
[0039] 圖4為第一大組交流濾波器ACF3進線GIL設備的現(xiàn)場交流耐壓試驗的加壓范圍 圖及相應刀閘、地刀狀態(tài)示意圖；
[0040] 圖5為第一大組交流濾波器ACF4進線GIL設備的現(xiàn)場交流耐壓試驗的加壓范圍 圖及相應刀閘、地刀狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0042] 以下實施例對普洱換流站的GIL設備進行現(xiàn)場交流耐壓試驗，被試GIL設備由西 安西電開關(guān)電氣有限公司生產(chǎn)，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1所示。工程母線長度如表2所示，每 相GIL電容值如表3所示。
[0043] 表1 GIL設備參數(shù)
[0045] 表2工程母線長度
[0046]
[0047] 表3每相GIL電容量
[0049] 實施例中采用的變頻式串諧裝置耐壓裝置主要由變頻電源、勵磁變、電抗器、分壓 器組成，其主要技術(shù)參數(shù)如表4所示。
[0050] 表4變頻式串聯(lián)諧振耐壓裝置主要部件技術(shù)參數(shù)
[0051]

[0053] 交流耐壓試驗的最高電壓為592kV，由表1所示的設備參數(shù)可以看出，每節(jié)電抗器 的額定電壓為200kV，使用3節(jié)或4節(jié)電抗器均可以滿足試驗要求；試驗用每節(jié)電抗器高約 2. 2m、重約4t，考慮到現(xiàn)場設備的安裝和試驗安全問題，遂決定采用3節(jié)電抗器進行試驗。
[0054] 每節(jié)電抗器的額定電感為100H，因此