PDTU-740 kV諧振耐壓系統在地下廠房GIS設備安裝中的應用

羊云廣

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610200）

1 概述

仙居抽水蓄能電站位于浙江省仙居縣湫山鄉境內，為日調節純抽水蓄能電站，設計安裝4臺375 MW混流可逆式水泵水輪發電機組，總裝機容量1 500 MW，是目前我國單機容量最大的抽水蓄能機組。電站以500 kV一級電壓等級接入浙江電網，在電網中承擔調峰、填谷、調頻、調相和事故備用等任務。

2 電站電氣主接線

電站4臺機組、4臺主變及發電電壓設備布置在地下廠房，分別接成4組發電電動機-主變壓器單元，每兩組發電電動機-主變壓器單元在500 kV側聯合成一個單元，組合成兩套地下500 kV GIS聯合單元，再分別各自以一回500 kV電纜接至500 kV地面GIS，500 kV地面GIS接線形式為單母分段接線，電站以兩回500 kV出線送出。

3 地下500 kVGIS設備介紹

3.1 地下500 kV GIS主要設備

地下500 kV GIS主要設備有：①油氣套管連接件；②電流互感器；③隔離開關；④接地開關；⑤電壓互感器；⑥避雷器；⑦500 kV電纜終端倉；⑧500 kV GIS管母線等。所有地下500 kV GIS設備由山東泰開高壓開關有限公司生產制造。

3.2 地下500 kV GIS設備布置形式

地下500 kV GIS布置在地下廠房主變洞二層。一層為500 kV主變室及設備運輸通道，二層1～2號主變段布置地下第1單元500 kV GIS，3～4號主變段布置地下第2單元500 kV GIS，兩套GIS之間設置吊物孔，作為設備安裝起吊和運輸通道。

圖1 電站一次主接線圖

4 PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統應用背景

在地下水力發電廠建設工程中，由于受地下廠房空間結構等因素影響，高壓設備電氣試驗受到較大局限，存在較大的試驗風險，尤其是超高壓電氣設備試驗，由于試驗電壓高，對試驗環境的要求也相應較高。而地下水力發電廠建設工程中要改變發電廠房的空間結構和優化試驗環境將會大大影響工程投資和建設周期。因此，尋求一種能在有限環境條件下進行超高壓電氣設備試驗而又不受環境影響和不改變廠房空間結構的試驗方法成為工程建設亟需解決的一項技術難題，PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統就是在這種條件下創新誕生和應用的。

5 PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統介紹

PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統是一套專門為優化GIS設備安裝工程中現場交流耐壓試驗而設計創新的新工藝、新設備，該設備在地下廠房GIS設備安裝工程中使用有較為明顯的技術和經濟效益。

PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統是將諧振耐壓試驗中的高壓電抗器、電容分壓器等主要試驗設備科學合理的集成組合起來形成一套獨立的SF6氣體絕緣金屬封閉試驗設備。諧振耐壓時只需配合變頻電源裝置、勵磁變壓器便可進行諧振耐壓試驗。該設備在工程實際應用中主要有以下幾項優點：

（1）設備結構設計合理，高壓電抗器、電容分壓器集成為模塊化，解決了以往試驗工作中高壓電抗器、電容分壓器獨立組裝的繁瑣工序，試驗操作方便。

（2）高壓電抗器、電容分壓器等高壓試驗設備采用SF6氣體作為主絕緣，絕緣強度高、性能穩定，運行安全可靠。

（3）抗干擾能力強，高壓電抗器等采用金屬封閉結構，屏蔽效果好，使用時不受高壓引線和臨近物品影響。

（4）試驗時高壓帶電部分被完全封閉起來，對試驗環境的溫度、濕度等環境要求明顯改善。

（5）諧振耐壓試驗系統與被試GIS設備采用口對口對接，SF6氣體絕緣，高壓部分被完全封閉，從而減小了試驗對周圍建筑物的安全距離要求，對于安裝在地下廠房的GIS設備而言安全距離要求減小，廠房建筑物尺寸便可大大減小，從而有利于節約工程投資和縮短工程建設周期，經濟效益明顯。

（6）設備運輸轉運方便，PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統外觀尺寸2.7 m×1.6 m×1.5 m，總重1 300 kg，比常規形式高壓電抗器、電容器尺寸和重量大大減小，設備運輸、轉運、安裝更加方便。

6 地下500 kVGIS交流耐壓試驗過程

根據工程建設特點，地下廠房兩套GIS布置形式、設備結構等完全相同，下面僅以第1單元為例進行介紹。

6.1 試驗使用主要儀器設備（表1）

6.2 試驗主要流程

地下500 kV GIS現場交流耐壓試驗流程如圖2所示。

表1 地下500 kV GIS現場交流耐壓試驗主要設備

圖2 現場交流耐壓試驗流程圖

6.3 試驗范圍及接線原理

地下500 kV GIS第1單元現場交流耐壓試驗范圍如圖3所示。

圖3 地下500 kVGIS第1單元現場交流耐壓試驗范圍

地下500 kV GIS第1單元現場交流耐壓試驗接線原理如圖4所示。

圖4 地下500 kVGIS第1單元現場交流耐壓試驗接線原理

6.4 交流耐壓試驗加壓程序

6.4.1 試驗電壓值的確定

根據DL/T555-2004《氣體絕緣金屬封閉開關設備現場耐壓及絕緣試驗導則》規定，“現場交流耐壓試驗應為出廠試驗時施加電壓的80%，如果用戶有特殊要求時，可與制造商協商后確定”。本工程GIS設備安裝及試驗在滿足標準要求的同時，還需滿足國網公司《關于加強氣體絕緣金屬封閉開關設備全過程管理重點措施》（國家電網生 [2011]1223號）以及GIS設備采購合同要求，“最終試驗電壓值確定為出廠試驗電壓的90%”，即740 kV×90%=666 kV，耐壓試驗施加電壓高于標準規定值74 kV。

6.4.2 試驗加壓過程

地下廠房500 kV GIS第1單元現場交流耐壓試驗加壓程序分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3個階段步驟進行，加壓過程如下：

第Ⅰ階段：從0 min時刻開始零啟升壓，于1 min時刻升壓至Ⅰ段老煉試驗電壓317.5 kV，保持至6 min時刻，持續時間5 min；

第Ⅱ階段：于6 min時刻從Ⅰ段老煉試驗電壓升高電壓，于7 min時刻升壓至Ⅱ段老煉試驗電壓550.0 kV，保持至10 min時刻，持續時間3 min；

第Ⅲ階段：于10 min時刻從Ⅱ段老煉試驗電壓再次升高電壓，于11 min時刻升壓至Ⅲ段耐壓試驗電壓666.0 kV，保持至12 min時刻，持續時間1 min。于12 min降低試驗電壓，于13 min時刻降壓至0，耐壓試驗過程結束。

地下廠房500 kV GIS內裝電壓互感器、避雷器交流耐壓試驗與GIS本體設備耐壓試驗方法基本相同，不再闡述。

圖5 地下廠房500 kVGIS現場交流耐壓試驗加壓曲線圖

6.5 試驗結果

（1）地下廠房500 kV GIS第1單元本體各部分全部通過電壓為666.0 kV，持續時間1 min的現場交流耐壓試驗，試驗過程中未發生放電和絕緣閃絡等現象。

（2）地下廠房500 kV GIS第1單元內裝電壓互感器全部通過電壓為381.0 kV，持續時間30 min的現場交流電壓試驗，試驗過程中未發生放電和絕緣閃絡等現象。

（3）地下廠房500 kV GIS第1單元內裝避雷器全部通過電壓為317.5 kV，持續時間30 min的現場交流電壓試驗，試驗過程中未發生放電和絕緣閃絡等現象。

試驗結果滿足DL/T555-2004《氣體絕緣金屬封閉開關設備現場耐壓及絕緣試驗導則》、國網公司《關于加強氣體絕緣金屬封閉開關設備全過程管理重點措施》（國家電網生[2011]1223號）以及GIS設備采購合同要求。

7 取得的成效和經驗

PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統在仙居抽水蓄能電站地下廠房500 kV GIS設備安裝工程中得到了成功應用，順利完成了地下廠房兩套500 kV GIS設備的現場交流耐壓試驗，試驗過程安全、質量、進度得到了較好的控制，試驗結果滿足既定目標要求。通過此次試驗，從施工組織、試驗過程控制、現場技術要求等方面總結形成了一套較全面的現場應用技術標準，為今后同類型工程積累了寶貴經驗。

8 結語

PDTU-740 kV諧振耐壓試驗系統是諧振耐壓試驗中發展創新的新設備、新方法，通過現場實際應用檢驗了試驗系統使用的安全性和可靠性，實踐證明，該系統在實際應用中安全可靠、技術優勢明顯，在今后類似工程中有較好的應用前景。

[1]GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].

[2]DL/T555-2004氣體絕緣金屬封閉開關設備現場耐壓及絕緣試驗導則[S].

[3]DL/T618-2011氣體絕緣金屬封閉開關設備現場交接試驗規程[S].

[4]柳永玉.車載式550 kV GIS現場耐壓試驗系統SF6金屬封閉緊湊式結構技術方案[R].泰安：山東泰開互感器有限公司，2014.