串聯(lián)諧振在特高壓G|S交接試驗中的應(yīng)用

2019-09-10 07:22:44張達孟杰杜曉東

今日自動化 2019年3期

張達　孟杰　杜曉東

摘要：主要介紹串聯(lián)諧振試驗裝置、升壓原理，特高壓GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點，采用串聯(lián)諧振對特高壓GIS設(shè)備進行耐壓試驗的方法和步驟進行了詳細介紹，對特高壓GIS耐壓試驗進行了計算分析。

關(guān)鍵詞：特高壓GIS;串聯(lián)諧振;耐壓試驗

中圖分類號：TM510.6

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0059-02

0引言

特高壓GIS設(shè)備占地面積大，采用分批次運輸、現(xiàn)場組裝的方式進行安裝，雖然有移動式裝配車間，但由于特高壓GIS電壓等級高，環(huán)境要求高，細微顆粒即可對其絕緣性能產(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、運輸和安裝質(zhì)量，檢驗設(shè)備是否存在由于發(fā)生沖撞、操作不當或工藝控制不嚴導(dǎo)致的機械或絕緣缺陷，在GIS安裝完成后要對其進行交接試驗。

1串聯(lián)諧振原理

試驗電壓從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。每個部件至少加一次試驗電壓。GIS主回路交流耐壓試驗接線原理如圖1所示。

Cx：試品主回路等效對地電容

L：電抗器

D：分壓器（等效分壓電容C和C2）

T：試驗變壓器

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

2試驗過程

試驗過程分為老練試驗、耐壓試驗和局部放電測試，試驗過程中各加壓環(huán)節(jié)使用數(shù)字秒表進行精確計時。老練及耐壓試驗加壓程序如圖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分鐘后進行局部放電測試，如圖2所示，局部放電測試結(jié)束后，電壓降至零。

局部放電測試使用超聲檢測儀與特高頻檢測儀同時進行：超聲波測試應(yīng)對每個間隔進行，在GIS外殼上按小于1米的間隔布置測點，跨過盆式絕緣子增加一個測點，將聲波發(fā)射傳感器依次固定在各測點上，從測量信號中判斷是否存在放電現(xiàn)象;特高頻局部放電測試應(yīng)對每個間隔進行，使用GIS的內(nèi)置特高頻探頭進行檢測，從測量信號中判斷是否存在局部放電現(xiàn)象。

如果GIS的每一個部件在整個試驗過程中未發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象且未檢測到異常局部放電信號，則認為GIS通過試驗。

在試驗過程中如果發(fā)生擊穿放電，不允許再次進行耐壓，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)及耐壓試驗過程中進行的其他診斷技術(shù)（如放電監(jiān)測設(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案例計算

以特高壓石家莊站1100kVGIS耐壓試驗為例進行計算分析，本站GIS采用3/2接線方式，共安裝10臺斷路器，采用階段性安裝和試驗的方式分6次進行試驗。各試驗區(qū)域GIS對地電容量、試驗頻率和試驗電流估算值見表1。

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

f=1/2πJL（C+C）≈51.49Hz

一次側(cè)最大試驗電流：

Ih=（C.+C）Um≈8.50A

試驗時Q值按照最低100考慮。則可估算出，耐壓試驗時，試驗變壓器所需容量：

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

通過計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