關(guān)于GIS最新核相方法的研究和應(yīng)用

張勝文

摘? 要：隨著科技的發(fā)展，大型化工電力系統(tǒng)多采用性能更加穩(wěn)定的GIS設(shè)備，作為高電壓等級(jí)的配電設(shè)備，克服化工項(xiàng)目污染嚴(yán)重、環(huán)境惡劣等因素對(duì)電力系統(tǒng)的影響。該研究方法針對(duì)GIS設(shè)備常規(guī)核相方法加壓時(shí)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(fēng)險(xiǎn)，縮短了核相周期。該方法操作簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，有效降低了人員觸電和設(shè)備短路風(fēng)險(xiǎn)，為電力系統(tǒng)首次安全送電打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：GIS核相;施加電壓;環(huán)網(wǎng);檢修狀態(tài)

中圖分類號(hào)：TM595? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

GIS是氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的簡(jiǎn)稱，其結(jié)構(gòu)可以有效避免異物對(duì)系統(tǒng)的影響，其可靠性和安全性都很高。GIS所在系統(tǒng)在首次送電前，需要核對(duì)站內(nèi)電源與地區(qū)電網(wǎng)的相序、站內(nèi)GIS系統(tǒng)的相序和站內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)連接后的系統(tǒng)相序正確，確保電力系統(tǒng)一次送電成功。

傳統(tǒng)核相方法多為直接接觸一次設(shè)備核相法和借助二次系統(tǒng)核相等方法，存在高壓觸電危險(xiǎn)和核相結(jié)果不準(zhǔn)確的缺陷，如一次接觸的方法需要將GIS系統(tǒng)的電纜終端拆開，然后將電纜終端與核相裝置連接進(jìn)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(fù)雜，而且在GIS系統(tǒng)電纜終端拆除過程中會(huì)出現(xiàn)GIS系統(tǒng)的封閉性問題，造成GIS系統(tǒng)封閉性能降低，絕緣性能下降，容易引發(fā)觸電事故。還有部分進(jìn)線GIS變電站由于不裝設(shè)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(tǒng)電纜終端拆開及回裝核相所引起的GIS系統(tǒng)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(nèi)外首次提出了安全解決GIS設(shè)備的核相方法，成功突破了高電壓等級(jí)GIS設(shè)備的傳統(tǒng)核相難題，實(shí)現(xiàn)了GIS設(shè)備在不損壞設(shè)備機(jī)構(gòu)的前提下正確核對(duì)相序，為GIS設(shè)備所在系統(tǒng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，靈活調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)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(zhǔn)確無誤地核對(duì)GIS所在系統(tǒng)相序。具體原理如下。

1.1 核對(duì)GIS系統(tǒng)整體相序一致

調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，使GIS形成“環(huán)網(wǎng)”，通過接地刀閘接地，將其內(nèi)部的導(dǎo)體裸露出來，在不損壞GIS密封的前提下，使用絕緣遙測(cè)相線之間的阻值，如果兩相線之間測(cè)量的電阻值為0，則說明所測(cè)的2個(gè)相線的相序錯(cuò)誤。

1.2 核對(duì)GIS進(jìn)線之間的相序

在1條進(jìn)線上外接電源（380 V），處于“環(huán)網(wǎng)”狀態(tài)的GIS會(huì)將電源反送至另外一條未接引電源的進(jìn)線處，此時(shí)核對(duì)2條進(jìn)線之間的相序，如果兩相線之間測(cè)量的電壓值為0，則說明所測(cè)的2條進(jìn)線相線同相。

1.3 核對(duì)GIS整體相序

將2條線路通過GIS核相儀并列運(yùn)行，若可以合環(huán)則說明GIS整體相序正確。

1.4 核對(duì)下級(jí)電壓等級(jí)GIS相序

其方法與上級(jí)GIS核對(duì)方法一致，兩相線之間測(cè)量的電阻值為0，則說明所測(cè)的2個(gè)相線的相序錯(cuò)誤。

1.5 核對(duì)下級(jí)電壓等級(jí)GIS各母線間的相序

上級(jí)“環(huán)網(wǎng)”狀態(tài)下的GIS通入380 V電源，并將2套GIS間的主變壓器轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，所有需核相的母聯(lián)和分段都轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)。將需要核相母線所對(duì)應(yīng)PT的快速接地刀閘接地聯(lián)片拆開，在快速接地刀閘拆開處核對(duì)相序，如果核相母線間電壓值為0，則說明同相，分別對(duì)每段母線之間進(jìn)行相序核對(duì)。

2 在項(xiàng)目中的應(yīng)用

該方法尤其是在多個(gè)電壓等級(jí)中都選用GIS設(shè)備的電力系統(tǒng)中有突出效果，已在400萬t/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目中的330 kV變電站和雙烴110 kV變電站成功應(yīng)用，330 kV變電站的3個(gè)高電壓系統(tǒng)均選用了氣體絕緣供配電設(shè)備，包括330 kV GIS、110 kV GIS和35 kV氣體絕緣柜，110 kV變電站2個(gè)高電壓也選用了氣體絕緣供配電設(shè)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(xiàng)目中的330 kV變電站中應(yīng)用為例。

2.1 調(diào)整運(yùn)行方式，核對(duì)進(jìn)線相序

采用GIS三工位開關(guān)，靈活調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，解決進(jìn)線為架空線路的GIS系統(tǒng)相序問題。將2條進(jìn)線以及GIS系統(tǒng)中所有母聯(lián)和分段都轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，合上所有進(jìn)線開關(guān)和饋線連接母線的2個(gè)隔離刀閘，通過GIS三工位開關(guān)，將GIS的運(yùn)行方式調(diào)整到“環(huán)網(wǎng)”方式。合上進(jìn)線PT接地刀閘并拆開其接地連片，此時(shí)GIS內(nèi)部的相線作為絕緣遙測(cè)點(diǎn)，該方法不損壞GIS密封。采用絕緣搖表，分別對(duì)地、相間搖測(cè)絕緣，如果兩相線之間測(cè)量的電阻值為0，則說明所測(cè)的2個(gè)相線的相序錯(cuò)誤。

2.2 施加模擬電源，核對(duì)線路間相序

采用外接電源（380 V），模擬一次系統(tǒng)送電，驗(yàn)證2條架空線路進(jìn)線間的相序正確。在“環(huán)網(wǎng)”狀態(tài)下GIS的一條進(jìn)線上外接380 V電源，在另一條未接引電源的進(jìn)線處會(huì)出現(xiàn)380 V電壓，此時(shí)核對(duì)2條進(jìn)線之間的相序，如果兩相線之間測(cè)量的電壓值為0，則說明所測(cè)的2條進(jìn)線相線同相。

2.3 系統(tǒng)合環(huán)，核對(duì)整體相序

采用系統(tǒng)合環(huán)辦法，檢驗(yàn)進(jìn)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(yùn)用GIS “環(huán)網(wǎng)”方式，在GIS戶外門型架絕緣套管上利用萬用表進(jìn)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(yùn)行，若合環(huán)成功，說明GIS整體相序正確。

2.4 改變下級(jí)系統(tǒng)運(yùn)行方式，核對(duì)下級(jí)系統(tǒng)相序

采用下級(jí)GIS三工位開關(guān)改變系統(tǒng)運(yùn)行方式，解決下級(jí)進(jìn)線為變壓器的GIS整體相序問題。其方法與上級(jí)GIS核對(duì)方法類似，此時(shí)不需外加電源，上一級(jí)GIS處于“環(huán)網(wǎng)”運(yùn)行狀態(tài)，主變壓器冷備用，合上下級(jí)GIS所有進(jìn)線開關(guān)以及饋線連接母線的2個(gè)隔離刀閘;選擇其中1條母線PT的接地刀閘處進(jìn)行搖測(cè)絕緣電阻，采用絕緣搖表，分別對(duì)地、相間搖測(cè)絕緣，如果兩相線之間測(cè)量的電阻值為0，則說明所測(cè)的2個(gè)相線的相序錯(cuò)誤。

2.5 下級(jí)模擬送電，核對(duì)下級(jí)系統(tǒng)相序

采用逐級(jí)送電使下級(jí)GIS帶電，驗(yàn)證下級(jí)GIS各母線間相序正確。在上級(jí)“環(huán)網(wǎng)”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(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，將下級(jí)所有需核相的母聯(lián)和分段都轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)。將要核相母線所對(duì)應(yīng)PT的快速接地刀閘接地聯(lián)片拆開，在快速接地刀閘拆開處核對(duì)相序，如果核相母線間電壓值為0，則說明同相，分別對(duì)每段母線之間進(jìn)行相序核對(duì)。

3 結(jié)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(guī)開放式變電站核相工藝相比較，無需重復(fù)拆裝電纜終端、試驗(yàn)終端和重復(fù)充裝SF6氣體，可節(jié)省大量人工時(shí)，加快了后續(xù)施工進(jìn)度，節(jié)約了施工成本。該方法脫離傳統(tǒng)高壓核相儀的限制，不用直接接觸一次帶電設(shè)備，降低了人員觸電和設(shè)備短路的風(fēng)險(xiǎn)。該方法在變電站首次送電前即可完成GIS系統(tǒng)核相工作，提前檢驗(yàn)系統(tǒng)相序，提高送電安全系數(shù)和送電效率。

該方法已取得國家發(fā)明專利，在重要的GIS系統(tǒng)中成功實(shí)施，在變電站安全送電中起到積極作用，為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)提供穩(wěn)定電源。

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