摘 要：【目的】通過研究制定可行的耐壓試驗(yàn)方案，在保證鄭州機(jī)場二期（T2航站樓、GTC、信息中心、飛行區(qū)等）正常運(yùn)行的前提下，確保三期擴(kuò)建工程北貨運(yùn)區(qū)及飛行區(qū)配套工程按時(shí)完工?！痉椒ā苦嵵輽C(jī)場110 kV航空變電站GIS同頻同相耐壓試驗(yàn)全程可分為三個(gè)階段：第一階段由試驗(yàn)單位采用常規(guī)串聯(lián)諧振耐壓方式對(duì)3#主變間隔出線側(cè)的隔離開關(guān)斷口進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)；第二階段由試驗(yàn)單位采用常規(guī)串聯(lián)諧振耐壓方式對(duì)3#主變間隔斷路器的斷口進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)；第三階由試驗(yàn)單位采用同頻同相耐壓方式對(duì)擴(kuò)建的3#主變間隔（母刀下端頭至電纜倉）A、B、C三相進(jìn)行整體對(duì)地和相間的交流耐壓試驗(yàn)?！窘Y(jié)果】本次同頻同相耐壓試驗(yàn)已按既定方案開展并順利完成，開創(chuàng)了全國民航系統(tǒng)和河南電力系統(tǒng)同類耐壓試驗(yàn)的“雙首例”，為今后同等級(jí)高壓設(shè)備的擴(kuò)建或檢修開展不停電試驗(yàn)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)?！窘Y(jié)論】本次同頻同相耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)方案，有效避免了常規(guī)停電耐壓試驗(yàn)帶來的操作復(fù)雜、斷電損失等不利影響，能夠在GIS高壓設(shè)備雙母線帶電工況下完成既定的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

關(guān)鍵詞：110 kV變電站；GIS高壓設(shè)備；耐壓試驗(yàn)；雙母線停電；同頻同相

中圖分類號(hào)：TM595 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2024）15-0017-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.15.004

Discussion on GIS Same Frequency and Same Phase Withstand Voltage Test Scheme

—Taking Zhengzhou Airport 110 kV Aviation Transformer as an Example

CAI Peiyuan NIE Yupeng ZHANG Quan

（Henan Airport Group Co.， Ltd.，Zhengzhou 450000，China）

Abstract： [Purposes] By studying and formulating a feasible withstand voltage test scheme， and on the premise of the normal operation of Zhengzhou Airport Phase Ⅱ（ T2 Terminal， GTC， Information Center， FlightGzmKycI0RELmXCLPM31ckAgai89wvWzoBL7D14uS6OQ= Area， etc.）， this paper aims to ensure the timely completion of the North Cargo Area and Flight Area Supporting Works of Phase Ⅲ Expansion Project.[Methods] The entire process of the same frequency and same phase withstand voltage test plan for the 110 kV aviation substation GIS of Zhengzhou Airport can be divided into three stages： the first stage is to conduct AC withstand voltage test on the break of the isolation switch on the outgoing side of the 3# main transformer bay using the conventional series resonance withstand voltage method by the testing unit; in the second stage， the testing unit will conduct an AC withstand voltage test on the break of the 3# main transformer bay circuit breaker using the conventional series resonance withstand voltage method; in the third stage， the testing unit will conduct an overall phase to ground and phase to phase AC withstand voltage test on the A， B， and C phases of the expanded 3# main transformer bay （from the lower end of the busbar to the cable compartment） using the same frequency and phase to phase withstand voltage method.[Findings] The same frequency and same phase withstand voltage test has been carried out and successfully completed according to the established plan， creating the "double first case" of similar withstand voltage tests in the national civil aviation system and Henan power system， accumulating valuable experience for conducting non power outage tests after expansion or maintenance of high-voltage equipment of the same level. [Conclusions] Practice has shown that the test plan adopted in this same frequency and same phase withstand voltage test effectively avoids the adverse effects of conventional power outage withstand voltage test， such as complex operation and power outage losses， and can achieve the established test objectives under the live working condition of double busbars of GIS high-voltage equipment.

keywords： 110 kv substation; GIS high-voltage equipment; withstand voltage test; double busbar power outage; same frequency and same phase

0 引言

鄭州機(jī)場110 kV航空變電站位于河南省鄭州市航空港區(qū)，是機(jī)場二期建設(shè)的唯一正式電源。站內(nèi)110 kV開關(guān)設(shè)備為戶內(nèi)GIS組合電器布置，采用雙母線接線方式，現(xiàn)I、Ⅱ段母線均處于運(yùn)行狀態(tài)。本次耐壓試驗(yàn)對(duì)象為鄭州機(jī)場三期擴(kuò)建北貨運(yùn)區(qū)和飛行區(qū)的供電工程，航空變電站增容改造部分新增3#主變間隔，該間隔出線通過110 kV電力電纜與3#主變110 kV側(cè)相連。為了檢驗(yàn)新增設(shè)備是否具備投運(yùn)條件，依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程，須在其投運(yùn)前進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其內(nèi)部是否清潔、絕緣強(qiáng)度是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 同頻同相試驗(yàn)原理

同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)是一種常見的高壓電子產(chǎn)品測試方法，由國網(wǎng)重慶電力科學(xué)研究院于2012年提出并成功研制出試驗(yàn)設(shè)備，至2015年底已在重慶、廣東等地得到大量實(shí)際應(yīng)用［1］。該技術(shù)可以有效地測試高壓設(shè)備的耐壓性能，并保證設(shè)備在高壓狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

GIS同頻同相交流耐壓試驗(yàn)技術(shù)采用相鄰設(shè)備運(yùn)行電壓（如取母線電壓互感器二次側(cè)電壓）作為參考電壓，通過諧振方式獲取試驗(yàn)電壓，并利用鎖相環(huán)技術(shù)對(duì)其頻率和相位進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，使試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓的頻率和相位處于同頻同相狀態(tài)［2］。在此狀態(tài)下，隔離開關(guān)斷口電壓波形如圖1所示。圖中 [U1]為耐壓試驗(yàn)電壓、[U2]為母線運(yùn)行電壓、[ΔU]為斷口電壓。

2 GIS耐壓試驗(yàn)方案選取

GIS耐壓試驗(yàn)兩種方案的對(duì)比情況見表1。

綜合對(duì)比上述兩種方案均符合相關(guān)規(guī)范性條文要求。但是相較方案一（雙母線停電試驗(yàn)），方案二（同頻同相試驗(yàn)）的技術(shù)路線能夠保證機(jī)場的基本運(yùn)行，且試驗(yàn)期間產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓差值較小，具備一定的安全性。

3 GIS耐壓試驗(yàn)

3.1 前期準(zhǔn)備

①確認(rèn)被試品完全安裝完畢，并充以合格的SF6氣體，氣體密度應(yīng)保持在額定值，且須靜置24 h后，測量SF6氣體壓力、純度和微水含量。

②確認(rèn)除耐壓試驗(yàn)外，被試品應(yīng)已完成現(xiàn)場各項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目。

③試驗(yàn)前施工單位確認(rèn)被試設(shè)備GIS上所有電流互感器的二次繞組應(yīng)短路并接地。

3.2 試驗(yàn)階段

3.2.1 第一階段出線側(cè)隔離開關(guān)斷口耐壓試驗(yàn)一次設(shè)備受電及開關(guān)設(shè)備分、合狀態(tài)如圖2所示。第一階段試驗(yàn)回路開關(guān)設(shè)備需滿足狀態(tài)見表2。

第一階段具體實(shí)施步驟。由試驗(yàn)人員合上試驗(yàn)電源，將輸出電壓0起升至63.5 kV（試驗(yàn)電流不大于2 A），保持5 min，此過程中由施工單位采用

特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，監(jiān)測擴(kuò)建間隔母線隔離開關(guān)氣室，無異常后再將電壓逐漸升至145 kV，保持3 min，最后將電壓升至耐壓值220 kV保持1 min［3］。

3.2.2 第二階段斷路器斷口耐壓試驗(yàn)一次設(shè)備受電示意及開關(guān)設(shè)備分、合狀態(tài)如圖3所示。第二階段試驗(yàn)回路開關(guān)設(shè)備需滿足狀態(tài)見表3。

第二階段具體實(shí)施步驟。由試驗(yàn)人員合上試驗(yàn)電源，將輸出電壓0起升至 63.5 kV，保持5 min，此過程中由施工單位采用特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，監(jiān)測擴(kuò)建間隔母線隔離開關(guān)氣室，無異常后再將電壓逐漸升至145 kV，保持3 min，最后將電壓升至耐壓值220 kV保持1 min。

1 min耐壓結(jié)束后，配合施工單位的局放測試人員將試驗(yàn)電壓降壓至100 kV進(jìn)行局部放電測試，局部放電測試結(jié)束后，由試驗(yàn)人員將電壓降至零，斷開試驗(yàn)電源，并將被試回路高壓端掛接地線。

3.2.3 第三階段（斷路器合閘狀態(tài)）耐壓試驗(yàn)一次設(shè)備受電示意圖及開關(guān)設(shè)備分、合狀態(tài)如圖4所示。第三階段試驗(yàn)回路開關(guān)設(shè)備需滿足狀態(tài)見表4。

第三階段具體實(shí)施步驟。由試驗(yàn)人員先合上試驗(yàn)電源，再合上PT二次側(cè)空開，通過調(diào)節(jié)試驗(yàn)電抗器將試驗(yàn)回路調(diào)至諧振狀態(tài)。在此過程中，高壓輸出電壓控制在50 kV以下，同時(shí)由施工單位準(zhǔn)備一套110 kV等級(jí)核相儀，并指派2～3人進(jìn)行一次核相。方法是使用核相儀的其中一測試探頭靠近鄰近的帶電運(yùn)行間隔的出線套管A相（以A相為例），另一測試探頭靠近試驗(yàn)回路被試A相加壓套管，兩路遙測信號(hào)通過采樣（核相儀上?。y試終端進(jìn)行相位比較判斷。如果儀器顯示結(jié)果為同相，相位為0°左右，則表示被試相別與取樣相別為同一相；反之則為異相，相位顯示為120°或240°。待核相無誤后，由試驗(yàn)人員將試驗(yàn)電壓歸零，并切斷試驗(yàn)電源，而后通知核相人員撤離至安全區(qū)。

由試驗(yàn)人員合上試驗(yàn)電源，將輸出電壓0起升至63.5 kV，保持60 min，此過程中由施工單位采用特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，在試驗(yàn)開始前、中、后期全程監(jiān)測擴(kuò)建間隔母線隔離開關(guān)氣室局放量。測試結(jié)束后，由試驗(yàn)人員將電壓降至零，斷開試驗(yàn)電源，并將被試回路高壓端掛接地線［4］。

4 結(jié)語

本次鄭州機(jī)場110 kV航空變電站GIS同頻同相耐壓試驗(yàn)方案，依據(jù)國家電網(wǎng)《氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備同頻同相交流耐壓試驗(yàn)導(dǎo)則》等文件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合設(shè)備、運(yùn)行工況進(jìn)行了優(yōu)化，能夠在保證機(jī)場安全運(yùn)行的同時(shí)，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬云龍，郝金鵬，李秀廣，等.GIS同頻同相交流耐壓技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.電氣技術(shù)，2016，17（10）：111-114.

［2］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)，2015，3（7）：679-682.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50150—2016 ［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2016.

［4］電力行業(yè)氣體絕緣金屬封閉電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場交接試驗(yàn)規(guī)程：DL/T 618—2022 ［S］.北京：中國電力出版社，2022.