變頻串聯(lián)諧振在GIS交流耐壓試驗(yàn)中的應(yīng)用

古戶強(qiáng) 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(yàn)中的應(yīng)用

古戶強(qiáng)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(yàn)裝置的工作原理和優(yōu)點(diǎn)，闡明了其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用變頻式串聯(lián)諧振技術(shù)對(duì)220 kV和平變電站現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)程序、方法和試驗(yàn)注意事項(xiàng)做了詳細(xì)介紹。

串聯(lián)諧振；交流耐壓；變頻；原理；應(yīng)用

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(yùn)行可靠性高、運(yùn)行方便、檢修周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、安裝迅速、運(yùn)行費(fèi)用低、無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，對(duì)新投的GIS設(shè)備應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。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(duì)于220 kV GIS，單位長(zhǎng)度電容量較大，約為100～200 pF/m，所需試驗(yàn)設(shè)備容量需數(shù)百千瓦，普通交流耐壓裝置難以達(dá)到。對(duì)于同一試品而言，采用變頻諧振試驗(yàn)方式，將試驗(yàn)設(shè)備電感與GIS設(shè)備電容相互補(bǔ)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(hù)諧振試驗(yàn)電源和試品的安全，因此變頻諧振耐壓試驗(yàn)更適合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。本文采用串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置對(duì)220 kV和平變GIS進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，解決了交流耐壓試驗(yàn)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(yàn)裝置的特點(diǎn)

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(shí)例

3.1 試驗(yàn)對(duì)象

和平變220 kV GIS，三相供體。

3.2 試驗(yàn)條件

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

3.3 試驗(yàn)電壓

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

3.4 試驗(yàn)設(shè)備容量校核

3.5 試驗(yàn)接線

對(duì)GIS分相進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，分相試驗(yàn)，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(yàn)裝置原理簡(jiǎn)圖

3.6 試驗(yàn)步驟

第一步對(duì)GIS進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為額定運(yùn)行電壓127 kV，避雷器、電壓互感器配合交流耐壓試驗(yàn)。

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

第三步為交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為368 kV，試驗(yàn)時(shí)間為1 min。

4 試驗(yàn)注意事項(xiàng)

(1) 在交流耐壓試驗(yàn)前，務(wù)必進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，合格后方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

(2) 一定要仔細(xì)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(gè)或以上接地點(diǎn)接地，否則會(huì)導(dǎo)致分壓器上的電荷無法釋放而存在高壓危險(xiǎn)。

(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(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)是完全可行的。對(duì)于試驗(yàn)中遇到的問題，采用調(diào)整試驗(yàn)頻率、選擇偏離諧振頻率下進(jìn)行試驗(yàn)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(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)的問題，今后還會(huì)遇到一些其他的技術(shù)問題，有待在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決。

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

2014-09-15

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