變頻串聯諧振在GIS交流耐壓試驗中的應用

古戶強 劉 穎

(1.貴州電網遵義縣供電局，貴州 遵義 563100；2.貴州電網金沙供電局，貴州 畢節 551800)

變頻串聯諧振在GIS交流耐壓試驗中的應用

古戶強1劉 穎2

(1.貴州電網遵義縣供電局，貴州 遵義 563100；2.貴州電網金沙供電局，貴州 畢節 551800)

介紹了變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的工作原理和優點，闡明了其設計結構特點，采用變頻式串聯諧振技術對220 kV和平變電站現場交流耐壓試驗程序、方法和試驗注意事項做了詳細介紹。

串聯諧振；交流耐壓；變頻；原理；應用

0 引言

隨著國家經濟的穩步增長，城市迅速發展，土地資源稀缺。而常規變電站占地廣，節約建設用地已成為變電站建設必須考慮的因素。220 kV甚至500 kV變電站逐步采用全封閉組合電器設備GIS代替傳統的戶外式變電設備，具有占地面積小、元件全部密封不受環境干擾、運行可靠性高、運行方便、檢修周期長、維護工作量小、安裝迅速、運行費用低、無電磁干擾等優點。如貴州500 kV奢香變和500 kV六盤水變采用GIS和HGIS。

根據GB50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》的要求，對新投的GIS設備應進行交流耐壓試驗。GIS是由斷路器、母線、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器組合而成的高壓配電裝置。對于220 kV GIS，單位長度電容量較大，約為100～200 pF/m，所需試驗設備容量需數百千瓦，普通交流耐壓裝置難以達到。對于同一試品而言，采用變頻諧振試驗方式，將試驗設備電感與GIS設備電容相互補償，頻率可調，將使得耐壓設備所需的電源容量極大的減小。這有助于保護諧振試驗電源和試品的安全，因此變頻諧振耐壓試驗更適合現場應用。本文采用串聯諧振試驗裝置對220 kV和平變GIS進行交流耐壓試驗，解決了交流耐壓試驗中的電源容量不足問題。

1 串聯諧振的基本原理

圖1 串聯諧振原理圖

2 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的特點

利用串聯諧振原理在回路中產生的高電壓，一般頻率為30～300 Hz。串聯諧振高壓發生器原理如圖2所示。

圖2 串聯諧振高壓發生器原理圖

3 應用實例

3.1 試驗對象

和平變220 kV GIS，三相供體。

3.2 試驗條件

試驗前常規試驗結束，試驗結果全部合格，SF6氣體微水試驗結果合格，靜置48 h以上。

3.3 試驗電壓

試驗電壓按照GB50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》的要求，交流耐壓試驗電壓值為出廠的80%，即為460×0.8=368 kV，交流耐壓時間為60 min。

3.4 試驗設備容量校核

3.5 試驗接線

對GIS分相進行交流耐壓試驗，分相試驗，一相加壓，非加壓相短路接地；電流互感器短接接地，Cx表示GIS等效容器。如圖3所示。

圖3 變頻串聯諧振試驗裝置原理簡圖

3.6 試驗步驟

第一步對GIS進行耐壓試驗，試驗電壓為額定運行電壓127 kV，避雷器、電壓互感器配合交流耐壓試驗。

第二步為繼續耐壓試驗，燒掉GIS內部金屬毛刺，試驗電壓為220 kV，時間5 min。

第三步為交流耐壓試驗，試驗電壓為368 kV，試驗時間為1 min。

4 試驗注意事項

(1) 在交流耐壓試驗前，務必進行絕緣電阻測試，合格后方可進行交流耐壓試驗。

(2) 一定要仔細檢查各輸入輸出接線是否正確和牢固，接地務必可靠，為防止所接地引下線未和主網連接，最好選擇2個或以上接地點接地，否則會導致分壓器上的電荷無法釋放而存在高壓危險。

(3) 升壓及交流耐壓過程中，密切監聽有無異聲。若發現電流急劇減少或升壓過程中電壓不變甚至下降，應降壓掛設地線查明原因。

5 結語

綜上所述，利用串聯諧振的方法進行交流耐壓試驗是完全可行的。對于試驗中遇到的問題，采用調整試驗頻率、選擇偏離諧振頻率下進行試驗和調整回路的品質因數的方法也是行之有效的。前面所述僅僅是目前實際操作中發現的問題，今后還會遇到一些其他的技術問題，有待在實踐中發現和解決。

[1] 李建明，朱康.高壓電氣設備試驗方法[M].北京：中國電力出版社，2001

2014-09-15

古戶強(1986—)，男，四川成都人，助理工程師，研究方向：高壓電氣試驗及變電設備維護。