關于GIS最新核相方法的研究和應用

張勝文

摘? 要：隨著科技的發展，大型化工電力系統多采用性能更加穩定的GIS設備，作為高電壓等級的配電設備，克服化工項目污染嚴重、環境惡劣等因素對電力系統的影響。該研究方法針對GIS設備常規核相方法加壓時間長、安全措施煩瑣的弊端，研究了一套全新的、免加高壓的核相操作工藝，降低了核相成本和操作風險，縮短了核相周期。該方法操作簡單、可操作性強，有效降低了人員觸電和設備短路風險，為電力系統首次安全送電打好基礎。

關鍵詞：GIS核相;施加電壓;環網;檢修狀態

中圖分類號：TM595? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

GIS是氣體絕緣金屬封閉開關設備的簡稱，其結構可以有效避免異物對系統的影響，其可靠性和安全性都很高。GIS所在系統在首次送電前，需要核對站內電源與地區電網的相序、站內GIS系統的相序和站內整個系統連接后的系統相序正確，確保電力系統一次送電成功。

傳統核相方法多為直接接觸一次設備核相法和借助二次系統核相等方法，存在高壓觸電危險和核相結果不準確的缺陷，如一次接觸的方法需要將GIS系統的電纜終端拆開，然后將電纜終端與核相裝置連接進行直接核相，核相工作完畢后，再將電纜終端安裝好，充入SF6氣體，此過程比較復雜，而且在GIS系統電纜終端拆除過程中會出現GIS系統的封閉性問題，造成GIS系統封閉性能降低，絕緣性能下降，容易引發觸電事故。還有部分進線GIS變電站由于不裝設電壓互感器而無法核相的問題，利用GIS帶電顯示裝置核相的方法或在電壓互感器的二次回路中核相等方法，這些方法雖然避免了GIS系統電纜終端拆開及回裝核相所引起的GIS系統的封閉性問題，但是其利用GIS兩相帶電顯示裝置取樣口和二次回路作為核相口，存在二次回路接線誤差等問題，其核相誤差比較大。

該文所討論的方法在國內外首次提出了安全解決GIS設備的核相方法，成功突破了高電壓等級GIS設備的傳統核相難題，實現了GIS設備在不損壞設備機構的前提下正確核對相序，為GIS設備所在系統一次性成功提供保障。

1 核相基本思路

該方法研究了GIS全密封的結構特點，靈活調整系統運行方式，可以將密封的母線“暴露”出來，然后通過一系列可行的辦法，準確無誤地核對GIS所在系統相序。具體原理如下。

1.1 核對GIS系統整體相序一致

調整系統運行方式，使GIS形成“環網”，通過接地刀閘接地，將其內部的導體裸露出來，在不損壞GIS密封的前提下，使用絕緣遙測相線之間的阻值，如果兩相線之間測量的電阻值為0，則說明所測的2個相線的相序錯誤。

1.2 核對GIS進線之間的相序

在1條進線上外接電源（380 V），處于“環網”狀態的GIS會將電源反送至另外一條未接引電源的進線處，此時核對2條進線之間的相序，如果兩相線之間測量的電壓值為0，則說明所測的2條進線相線同相。

1.3 核對GIS整體相序

將2條線路通過GIS核相儀并列運行，若可以合環則說明GIS整體相序正確。

1.4 核對下級電壓等級GIS相序

其方法與上級GIS核對方法一致，兩相線之間測量的電阻值為0，則說明所測的2個相線的相序錯誤。

1.5 核對下級電壓等級GIS各母線間的相序

上級“環網”狀態下的GIS通入380 V電源，并將2套GIS間的主變壓器轉為運行狀態，所有需核相的母聯和分段都轉為熱備用狀態。將需要核相母線所對應PT的快速接地刀閘接地聯片拆開，在快速接地刀閘拆開處核對相序，如果核相母線間電壓值為0，則說明同相，分別對每段母線之間進行相序核對。

2 在項目中的應用

該方法尤其是在多個電壓等級中都選用GIS設備的電力系統中有突出效果，已在400萬t/年煤炭間接液化示范項目中的330 kV變電站和雙烴110 kV變電站成功應用，330 kV變電站的3個高電壓系統均選用了氣體絕緣供配電設備，包括330 kV GIS、110 kV GIS和35 kV氣體絕緣柜，110 kV變電站2個高電壓也選用了氣體絕緣供配電設備，包括110 kV GIS和35 kV氣體絕緣柜。

以400萬t/年煤炭間接液化示范項目中的330 kV變電站中應用為例。

2.1 調整運行方式，核對進線相序

采用GIS三工位開關，靈活調整系統運行方式，解決進線為架空線路的GIS系統相序問題。將2條進線以及GIS系統中所有母聯和分段都轉為運行狀態，合上所有進線開關和饋線連接母線的2個隔離刀閘，通過GIS三工位開關，將GIS的運行方式調整到“環網”方式。合上進線PT接地刀閘并拆開其接地連片，此時GIS內部的相線作為絕緣遙測點，該方法不損壞GIS密封。采用絕緣搖表，分別對地、相間搖測絕緣，如果兩相線之間測量的電阻值為0，則說明所測的2個相線的相序錯誤。

2.2 施加模擬電源，核對線路間相序

采用外接電源（380 V），模擬一次系統送電，驗證2條架空線路進線間的相序正確。在“環網”狀態下GIS的一條進線上外接380 V電源，在另一條未接引電源的進線處會出現380 V電壓，此時核對2條進線之間的相序，如果兩相線之間測量的電壓值為0，則說明所測的2條進線相線同相。

2.3 系統合環，核對整體相序

采用系統合環辦法，檢驗進線為架空線路GIS整體相序正確。在GIS戶外門型架線路的絕緣套管上都接入同樣的380 V電源，運用GIS “環網”方式，在GIS戶外門型架絕緣套管上利用萬用表進行核相，如果兩相線之間電壓值為0，則說明兩相線為同相。核相后將2條線路通過GIS核相儀并列運行，若合環成功，說明GIS整體相序正確。

2.4 改變下級系統運行方式，核對下級系統相序

采用下級GIS三工位開關改變系統運行方式，解決下級進線為變壓器的GIS整體相序問題。其方法與上級GIS核對方法類似，此時不需外加電源，上一級GIS處于“環網”運行狀態，主變壓器冷備用，合上下級GIS所有進線開關以及饋線連接母線的2個隔離刀閘;選擇其中1條母線PT的接地刀閘處進行搖測絕緣電阻，采用絕緣搖表，分別對地、相間搖測絕緣，如果兩相線之間測量的電阻值為0，則說明所測的2個相線的相序錯誤。

2.5 下級模擬送電，核對下級系統相序

采用逐級送電使下級GIS帶電，驗證下級GIS各母線間相序正確。在上級“環網”GIS的戶外門型架線路的絕緣套管上，接入380 V電源，并將主變壓器轉為運行狀態，將下級所有需核相的母聯和分段都轉為熱備用狀態。將要核相母線所對應PT的快速接地刀閘接地聯片拆開，在快速接地刀閘拆開處核對相序，如果核相母線間電壓值為0，則說明同相，分別對每段母線之間進行相序核對。

3 結語

該次研究的GIS核相方法，核相可靠性高，核相成本低，與常規開放式變電站核相工藝相比較，無需重復拆裝電纜終端、試驗終端和重復充裝SF6氣體，可節省大量人工時，加快了后續施工進度，節約了施工成本。該方法脫離傳統高壓核相儀的限制，不用直接接觸一次帶電設備，降低了人員觸電和設備短路的風險。該方法在變電站首次送電前即可完成GIS系統核相工作，提前檢驗系統相序，提高送電安全系數和送電效率。

該方法已取得國家發明專利，在重要的GIS系統中成功實施，在變電站安全送電中起到積極作用，為后續項目建設提供穩定電源。

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