阮日寧

（廣西南寧拓能勞務(wù)有限責(zé)任公司 廣西南寧 530031）

對(duì)GIS設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)的探索

阮日寧

（廣西南寧拓能勞務(wù)有限責(zé)任公司 廣西南寧 530031）

本文主要分析GIS設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)，在雙母線接線的GIS設(shè)備處建立或是檢修之后，對(duì)其實(shí)行交流耐壓的試驗(yàn)，且在母線與開關(guān)斷口的隔離處所進(jìn)行的試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓同頻同相，開關(guān)斷口上所承受的電壓幅值，即兩側(cè)電壓的差值，遠(yuǎn)低于母線隔離開關(guān)斷口處的絕緣水平。

GIS設(shè)備；同頻同相；交流耐壓

前言

GIS設(shè)備因在運(yùn)行時(shí)，具有操作簡(jiǎn)便、節(jié)約資源等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)前的城市電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中。且隨著城市供電負(fù)荷漸漸提高，以及城市電網(wǎng)不斷優(yōu)化，GIS設(shè)備的修建工程漸漸增加。而在GIS設(shè)備的運(yùn)行初期，隨著運(yùn)行的年限逐漸增長(zhǎng)，大部分GIS設(shè)備都進(jìn)入維修的周期。在大部分GIS設(shè)備的建設(shè)與維修中，為了配合GIS設(shè)備的耐壓試驗(yàn)工作，工作人員需根據(jù)以往耐壓試驗(yàn)的技術(shù)與方法，需要把GIS母線全停，同時(shí)也要克服轉(zhuǎn)電難的問題，所承受的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，為轉(zhuǎn)變GIS母線全停的狀態(tài)，有效地探索GIS設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)具有非常重要的意義。

1 分析GIS設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)的工作原理

GIS設(shè)備的同頻同相交流的耐壓試驗(yàn)技術(shù)，主要利用相鄰的設(shè)備在運(yùn)行過程中，將產(chǎn)生的電壓當(dāng)做參考電壓，經(jīng)調(diào)感串聯(lián)諧振的方法來形成試驗(yàn)電壓，同時(shí)應(yīng)用鎖相環(huán)方法，對(duì)電壓頻率與相位實(shí)行跟蹤，以便將試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓頻率的相位保持在同頻同相的狀態(tài)下，在此種態(tài)之下，可將相位角控制在0.5～1°間，在GIS設(shè)備同頻同相的狀態(tài)之下，隔離開關(guān)斷口的電壓波形如圖1所示。

圖1 隔離開關(guān)斷口電壓波形圖

在同頻同相的狀態(tài)之下，GIS設(shè)備的運(yùn)行部位與間隔的連接處隔離開關(guān)的斷口所承受的電壓，即試驗(yàn)電壓U1與運(yùn)行電壓U2的差值，所形成的差值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于隔離開關(guān)的斷口處的工頻擊穿形成的電壓，所以不會(huì)造成此隔離開關(guān)的斷口處發(fā)生擊穿，也不會(huì)影響到其他運(yùn)行狀態(tài)下的GIS設(shè)備。

2 分析GIS設(shè)備母線隔離開關(guān)斷口的電壓

按照有關(guān)規(guī)定，應(yīng)用GIS設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)時(shí)，在試驗(yàn)中，同一個(gè)電壓等級(jí)GIS設(shè)備需全部停電，主要由于GIS設(shè)備在擴(kuò)建或是檢修間隔之后，尤其是對(duì)雙母線連接的GIS變電站，應(yīng)用串聯(lián)諧振或電抗器并聯(lián)的補(bǔ)償方式，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的交流耐壓進(jìn)行試驗(yàn)。因試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓屬于兩個(gè)完全不一樣的系統(tǒng)，其運(yùn)行頻率與相位有很大差異，而在新擴(kuò)建或是檢修的部分和原先的運(yùn)行部位間，僅僅經(jīng)母線隔離的開關(guān)將其斷開，所以斷口電壓與試驗(yàn)電壓都和運(yùn)行電壓存在一定的聯(lián)系，其值取主要取決于試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓在運(yùn)行時(shí)，所產(chǎn)生的電壓頻率與相位，而且隨著時(shí)間的改變，具有很大的不確定性。

2.1 運(yùn)行電壓與試驗(yàn)電壓頻率一致，相位存在差異

若試驗(yàn)電壓和運(yùn)行電壓的頻率一致，相位存在差異，即：ω1=ω2=ω3，φ1≠φ2這時(shí)隔離開關(guān)斷口處的電壓可表示為：

如果φ1-φ2的絕對(duì)值為π，那么△U就能取得最大值，這時(shí)的△Umax=

2.2 運(yùn)行電壓與試驗(yàn)電壓頻率、相位一致

若運(yùn)行電壓與試驗(yàn)電壓頻率、相位一致，則位于同頻率同相位的試驗(yàn)狀態(tài)之下，這時(shí)方便計(jì)算，假設(shè) φ1≠φ2=0，而且 ω1=ω2=ω0，那么隔離開關(guān)的斷口處電壓可表示為：

2.3 運(yùn)行電壓與試驗(yàn)電壓的頻率相位存在差異

若試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓的頻率相位存在差異，那隔離開關(guān)斷口處的電壓可表示為：

通常情況下，試驗(yàn)電壓頻率在40～100Hz間，就會(huì)存在一個(gè)t值，取試驗(yàn)電壓U1的最大值，運(yùn)行電壓U2的最小值，即這時(shí)試驗(yàn)電壓與母線運(yùn)行時(shí)的電壓相位剛好呈反相，則隔離開關(guān)的斷口處承受到的電壓就是試驗(yàn)電壓和母線在運(yùn)行時(shí)的電壓幅值和。

3 分析GIS設(shè)備同頻同相耐壓試驗(yàn)技術(shù)的安全性

GIS設(shè)備在進(jìn)行同頻同相耐壓試驗(yàn)的時(shí)候，耐壓試驗(yàn)的部分和之前運(yùn)行的部分只能經(jīng)隔離開關(guān)將其分割，因而，設(shè)計(jì)人員應(yīng)設(shè)計(jì)一套安全性及可靠性較高的系統(tǒng)，以便保證試驗(yàn)的安全性?？刂凭S護(hù)系統(tǒng)不僅能對(duì)試驗(yàn)電壓、運(yùn)行、斷口等電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能對(duì)相位差及頻率等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，且具備三重保護(hù)的功能。①GIS設(shè)備的同頻同相維護(hù)，若參考電壓、試驗(yàn)電壓的頻率出現(xiàn)偏差，相位出現(xiàn)位移，且超出裝置所設(shè)置的定值時(shí)，同頻同相維護(hù)可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行動(dòng)作，試驗(yàn)的電壓會(huì)自動(dòng)地降低，進(jìn)而停止加壓；②高壓過電壓的維護(hù)，當(dāng)試驗(yàn)的電壓超出所設(shè)置的保護(hù)整定值的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，發(fā)出信號(hào)，及時(shí)關(guān)閉電源的輸出，進(jìn)而停止加壓；③高壓閃絡(luò)維護(hù)，如果監(jiān)控的試驗(yàn)電壓與參考電壓出現(xiàn)閃絡(luò)，以及監(jiān)控隔離區(qū)域的斷口電壓出現(xiàn)擊穿，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，發(fā)出信號(hào)，及時(shí)將電源關(guān)閉。

4 分析同頻同相交流耐壓試驗(yàn)的危險(xiǎn)因素與解決對(duì)策

GIS設(shè)備在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)之前，應(yīng)仔細(xì)分析各項(xiàng)危險(xiǎn)因素，制定解決對(duì)策，以保證試驗(yàn)人員的安全性。

（1）PT的二次信號(hào)取樣存在問題，如選取信號(hào)的相別存在差異，不屬于同名端或是信號(hào)斷路等，解決對(duì)策：①試驗(yàn)人員在進(jìn)行試驗(yàn)之前，都應(yīng)先檢測(cè)PT二次信號(hào)模擬單元兩側(cè)的直阻值與信號(hào)線的絕緣電阻，以確保PT信號(hào)的正常傳輸；②在PT的二次信號(hào)線上，高壓端與地端存在標(biāo)記，PT的二次信號(hào)取樣需由供電單位的專職人員實(shí)施，經(jīng)雙方進(jìn)行確認(rèn)之后進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中，還要安排專門人員進(jìn)行看護(hù)，以免出現(xiàn)誤碰；③在GIS設(shè)備母線的PT信號(hào)取樣發(fā)生錯(cuò)誤，母線的PT信號(hào)取樣出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)以及信號(hào)頻率出現(xiàn)異常，一旦發(fā)現(xiàn)PT取樣的二次信號(hào)具有以上異情況發(fā)生，會(huì)立刻報(bào)警且啟動(dòng)有關(guān)保護(hù)裝置。

（2）在GIS設(shè)備的耐壓試驗(yàn)中，運(yùn)行母線氣室的絕緣擊穿很可能會(huì)造成運(yùn)行過程中，母線出現(xiàn)接地故障，這時(shí)若運(yùn)行的線路的間隔開關(guān)發(fā)生拒動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致上級(jí)的電源發(fā)生越級(jí)跳閘，進(jìn)而擴(kuò)大事故區(qū)域。解決對(duì)策：在耐壓試驗(yàn)的停電檢修過程中，縮短運(yùn)行路線對(duì)側(cè)II段的保護(hù)時(shí)間，而且在耐壓試驗(yàn)之前，試驗(yàn)人員應(yīng)仔細(xì)檢查母差運(yùn)行是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。

（3）母線隔離開關(guān)處的分閘發(fā)生故障，造成斷口處的絕緣距離較大。解決對(duì)策：試驗(yàn)人員仔細(xì)查看分閘的標(biāo)識(shí)是否到位，必要的時(shí)候可加大X射線的成像，以保證母線隔離開關(guān)處的分閘能夠到位。

（4）GIS設(shè)備母線的隔離開關(guān)處斷口的絕緣能力降低。解決對(duì)策：①試驗(yàn)人員在試驗(yàn)之前，對(duì)GIS設(shè)備的氣體濕度、氣體分解物等進(jìn)行檢測(cè)，保證GIS設(shè)備母線絕緣處于正常狀態(tài)；②在加壓時(shí)，對(duì)母線隔離的開關(guān)實(shí)行局放的帶電檢測(cè)，以實(shí)施監(jiān)控母線的絕緣情況，一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)降低母線的電壓，進(jìn)而停止試驗(yàn)工作。

5 結(jié)語

總而言之，GIS設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)的安全性與可靠性較高，適用的區(qū)域非常廣，能夠在不需要停電的情況之下，對(duì)GIS設(shè)備的擴(kuò)建或是解體檢修的部分實(shí)行交流耐壓的試驗(yàn)工作，其實(shí)行性強(qiáng)。而且，此項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)的有效實(shí)施，不僅能提升GIS變電站供電的安全性與可靠性，還能推行電網(wǎng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉樸，劉平，黃實(shí)，李剛.特高壓斷路器容性電流開合合成試驗(yàn)方法研究[J].高壓電器，2014，24（5）：105.

[2]王謙，吳高林，徐瑞林，等.GIS設(shè)備不停電交流耐壓試驗(yàn)時(shí)母線隔離斷口擊穿的仿真分析及防止措施[J].高壓電器，2013，10（4）：100.

[3]印華，王謙，龍英凱.GIS同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)解析[J].智能電網(wǎng)，2015（07）.

TM595

A

1004-7344（2016）06-0079-02

2016-2-8

阮日寧（1983-），男，助理工程師，大專，主要從事電氣設(shè)備安裝及試驗(yàn)工作。