对GIS设备同频同相交流耐压试验技术的探索

2016-08-09阮日宁

大科技 2016年6期

关键词：耐压断口绝缘

阮日宁

（广西南宁拓能劳务有限责任公司广西南宁 530031）

对GIS设备同频同相交流耐压试验技术的探索

阮日宁

（广西南宁拓能劳务有限责任公司广西南宁 530031）

本文主要分析GIS设备同频同相交流耐压试验技术，在双母线接线的GIS设备处建立或是检修之后，对其实行交流耐压的试验，且在母线与开关断口的隔离处所进行的试验电压与运行电压同频同相，开关断口上所承受的电压幅值，即两侧电压的差值，远低于母线隔离开关断口处的绝缘水平。

GIS设备；同频同相；交流耐压

前言

GIS设备因在运行时，具有操作简便、节约资源等特点，被广泛地应用于当前的城市电网建设当中。且随着城市供电负荷渐渐提高，以及城市电网不断优化，GIS设备的修建工程渐渐增加。而在GIS设备的运行初期，随着运行的年限逐渐增长，大部分GIS设备都进入维修的周期。在大部分GIS设备的建设与维修中，为了配合GIS设备的耐压试验工作，工作人员需根据以往耐压试验的技术与方法，需要把GIS母线全停，同时也要克服转电难的问题，所承受的电网风险较高。因此，为转变GIS母线全停的状态，有效地探索GIS设备同频同相交流耐压试验技术具有非常重要的意义。

1 分析GIS设备同频同相交流耐压试验的工作原理

GIS设备的同频同相交流的耐压试验技术，主要利用相邻的设备在运行过程中，将产生的电压当做参考电压，经调感串联谐振的方法来形成试验电压，同时应用锁相环方法，对电压频率与相位实行跟踪，以便将试验电压与运行电压频率的相位保持在同频同相的状态下，在此种态之下，可将相位角控制在0.5～1°间，在GIS设备同频同相的状态之下，隔离开关断口的电压波形如图1所示。

图1 隔离开关断口电压波形图

在同频同相的状态之下，GIS设备的运行部位与间隔的连接处隔离开关的断口所承受的电压，即试验电压U1与运行电压U2的差值，所形成的差值远远小于隔离开关的断口处的工频击穿形成的电压，所以不会造成此隔离开关的断口处发生击穿，也不会影响到其他运行状态下的GIS设备。

2 分析GIS设备母线隔离开关断口的电压

按照有关规定，应用GIS设备交流耐压试验技术时，在试验中，同一个电压等级GIS设备需全部停电，主要由于GIS设备在扩建或是检修间隔之后，尤其是对双母线连接的GIS变电站，应用串联谐振或电抗器并联的补偿方式，对现场的交流耐压进行试验。因试验电压与运行电压属于两个完全不一样的系统，其运行频率与相位有很大差异，而在新扩建或是检修的部分和原先的运行部位间，仅仅经母线隔离的开关将其断开，所以断口电压与试验电压都和运行电压存在一定的联系，其值取主要取决于试验电压与运行电压在运行时，所产生的电压频率与相位，而且随着时间的改变，具有很大的不确定性。

2.1 运行电压与试验电压频率一致，相位存在差异

若试验电压和运行电压的频率一致，相位存在差异，即：ω1=ω2=ω3，φ1≠φ2这时隔离开关断口处的电压可表示为：

如果φ1-φ2的绝对值为π，那么△U就能取得最大值，这时的△Umax=

2.2 运行电压与试验电压频率、相位一致

若运行电压与试验电压频率、相位一致，则位于同频率同相位的试验状态之下，这时方便计算，假设 φ1≠φ2=0，而且 ω1=ω2=ω0，那么隔离开关的断口处电压可表示为：

2.3 运行电压与试验电压的频率相位存在差异

若试验电压与运行电压的频率相位存在差异，那隔离开关断口处的电压可表示为：

通常情况下，试验电压频率在40～100Hz间，就会存在一个t值，取试验电压U1的最大值，运行电压U2的最小值，即这时试验电压与母线运行时的电压相位刚好呈反相，则隔离开关的断口处承受到的电压就是试验电压和母线在运行时的电压幅值和。

3 分析GIS设备同频同相耐压试验技术的安全性

GIS设备在进行同频同相耐压试验的时候，耐压试验的部分和之前运行的部分只能经隔离开关将其分割，因而，设计人员应设计一套安全性及可靠性较高的系统，以便保证试验的安全性。控制维护系统不仅能对试验电压、运行、断口等电压进行实时监控，还能对相位差及频率等参数进行监控，且具备三重保护的功能。①GIS设备的同频同相维护，若参考电压、试验电压的频率出现偏差，相位出现位移，且超出装置所设置的定值时，同频同相维护可在规定时间内进行动作，试验的电压会自动地降低，进而停止加压；②高压过电压的维护，当试验的电压超出所设置的保护整定值的时候，系统会自动报警，发出信号，及时关闭电源的输出，进而停止加压；③高压闪络维护，如果监控的试验电压与参考电压出现闪络，以及监控隔离区域的断口电压出现击穿，系统会自动报警，发出信号，及时将电源关闭。

4 分析同频同相交流耐压试验的危险因素与解决对策

GIS设备在进行交流耐压试验之前，应仔细分析各项危险因素，制定解决对策，以保证试验人员的安全性。

（1）PT的二次信号取样存在问题，如选取信号的相别存在差异，不属于同名端或是信号断路等，解决对策：①试验人员在进行试验之前，都应先检测PT二次信号模拟单元两侧的直阻值与信号线的绝缘电阻，以确保PT信号的正常传输；②在PT的二次信号线上，高压端与地端存在标记，PT的二次信号取样需由供电单位的专职人员实施，经双方进行确认之后进行试验，在试验过程中，还要安排专门人员进行看护，以免出现误碰；③在GIS设备母线的PT信号取样发生错误，母线的PT信号取样出现剧烈的波动以及信号频率出现异常，一旦发现PT取样的二次信号具有以上异情况发生，会立刻报警且启动有关保护装置。

（2）在GIS设备的耐压试验中，运行母线气室的绝缘击穿很可能会造成运行过程中，母线出现接地故障，这时若运行的线路的间隔开关发生拒动，则会导致上级的电源发生越级跳闸，进而扩大事故区域。解决对策：在耐压试验的停电检修过程中，缩短运行路线对侧II段的保护时间，而且在耐压试验之前，试验人员应仔细检查母差运行是否处于正常运行的状态。

（3）母线隔离开关处的分闸发生故障，造成断口处的绝缘距离较大。解决对策：试验人员仔细查看分闸的标识是否到位，必要的时候可加大X射线的成像，以保证母线隔离开关处的分闸能够到位。

（4）GIS设备母线的隔离开关处断口的绝缘能力降低。解决对策：①试验人员在试验之前，对GIS设备的气体湿度、气体分解物等进行检测，保证GIS设备母线绝缘处于正常状态；②在加压时，对母线隔离的开关实行局放的带电检测，以实施监控母线的绝缘情况，一旦出现异常，及时降低母线的电压，进而停止试验工作。