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高電壓、大容量的GIS耐壓試驗(yàn)通常采用變頻諧振工頻耐壓試驗(yàn)的方法進(jìn)行,通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源輸出頻率使回路中發(fā)生電壓諧振,再調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試驗(yàn)電壓達(dá)到試驗(yàn)電壓值,試驗(yàn)頻率可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),品質(zhì)因數(shù)高,無(wú)"試驗(yàn)死區(qū)",而且試驗(yàn)設(shè)備保護(hù)功能完善,可以有效地保護(hù)試品。
1、試驗(yàn)要求和選擇試驗(yàn)方案
在GIS現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中,試驗(yàn)天氣的狀況對(duì)品質(zhì)因數(shù)Q值影響很大,品質(zhì)因數(shù) Q = (L/C)1/2/R,但是隨著試驗(yàn)電壓值的慢慢升高,試驗(yàn)回路中發(fā)生電暈,有功損失R也會(huì)增加,造成品質(zhì)因數(shù)Q下降。在陰天或空氣濕度較大的情況下,品質(zhì)因數(shù)Q值將減少30%左右,使得勵(lì)磁變壓器輸入電壓增大,因此GIS的耐壓試驗(yàn)一定要選擇晴天或空氣較干燥的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)GB 7674-1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,GIS交流試驗(yàn)電壓值為出廠(chǎng)試驗(yàn)電壓值的80%,頻率為10~300 Hz,選擇GIS的試驗(yàn)方案要求,試驗(yàn)單位及GIS生產(chǎn)廠(chǎng)家和用戶(hù)共同商定。試驗(yàn)過(guò)程一般分為"老練試驗(yàn)"和"耐壓試驗(yàn)"兩個(gè)階段。實(shí)際由于GIS的生產(chǎn)廠(chǎng)家不同,試驗(yàn)方案也會(huì)略有差別。
"老練試驗(yàn)"階段(包括CT、PT、BLQ),試驗(yàn)電壓由零值逐步升壓到73 kV,進(jìn)行5 min的耐壓試驗(yàn),可以分相單獨(dú)進(jìn)行老練試驗(yàn),也可以三相同時(shí)進(jìn)行老練試驗(yàn),然后將試驗(yàn)電壓逐步降壓至零值。
110 kV GIS中的CT、PT、BLQ切除后,分相單獨(dú)進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓由零值逐步升壓到126 kV,試驗(yàn)時(shí)間5 min,然后將試驗(yàn)電壓值繼續(xù)升至184 kV,進(jìn)行1 min的交流耐壓試驗(yàn)。
2、試驗(yàn)參數(shù)的確定
GIS試驗(yàn)回路由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器、分壓器、避雷器和試品組成,變頻電壓諧振試驗(yàn)設(shè)備為廠(chǎng)家生產(chǎn)的成套設(shè)備,GIS試驗(yàn)電壓值是一定的,GIS的電容量CX由選擇高壓電抗器的電感量L和品質(zhì)因數(shù)Q來(lái)決定。
首先確定試品的電容CX。GIS的電容量CX可以通過(guò)一些資料查到,算出GIS的電容量CX。110kVGIS每間隔電容量一般為600~800pF,220kV每間隔電容量為800~1000pF,這些數(shù)據(jù)在試驗(yàn)中可以參考使用。
高壓電抗器電感量L的選擇。實(shí)際應(yīng)用中的變頻電壓諧振試驗(yàn)裝置,高壓電抗器是由試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家配套的,電感量L是一定的,不同容量的試驗(yàn)設(shè)備,所配高壓電抗器的電感量也是不同的,高壓電抗器的連接方式由試驗(yàn)電壓值和試驗(yàn)電流來(lái)決定,試驗(yàn)電壓值大于高壓電抗器的額定電壓值,高壓電抗器要采用串聯(lián)分壓的方法。試驗(yàn)電流值大于高壓電抗器額定電流值時(shí),高壓電抗器要采用并聯(lián)分流的方法。
試驗(yàn)回路中,高壓電抗器不同的連接方式,電感量L在試驗(yàn)中的計(jì)算方法,根據(jù)電抗器在試驗(yàn)回路中串并聯(lián)連接方式,算出電抗器的電感量,然后乘以系數(shù)1.05。
品質(zhì)因數(shù)
Q = (L/C)1/2/R
式中 C = C分壓器 + CX;
R = RL + RT2。
RL是電抗器的內(nèi)阻,RT2是勵(lì)磁變壓器副邊的直流電阻,工程應(yīng)用中R應(yīng)等于電抗器的電阻、勵(lì)磁變壓器二次側(cè)電阻、分壓電容器和GIS試品有功分量及諧振回路的電暈、電導(dǎo)損耗、渦流損耗等的有功損耗和。因此我們所計(jì)算的品質(zhì)因數(shù)Q比實(shí)際的品質(zhì)因數(shù)Q要大些,這樣就可以算出勵(lì)磁變壓器二次側(cè)輸出電壓值。勵(lì)磁變壓器的輸出電壓一般至少是兩個(gè)值,因此我們應(yīng)當(dāng)選擇比計(jì)算出的勵(lì)磁變壓器輸出電壓值略大的輸出電壓值,來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際的品質(zhì)因數(shù)Q。
3、注意事項(xiàng)
GIS接地必須符合技術(shù)規(guī)范,試驗(yàn)時(shí)高壓引線(xiàn)要使用專(zhuān)用的無(wú)暈引線(xiàn)。
GIS各氣室SF6氣體壓力在額定壓力,且充氣24 h后測(cè)量微水合格,處于運(yùn)行狀態(tài),現(xiàn)場(chǎng)確定無(wú)誤后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
"老練試驗(yàn)階段"GIS內(nèi)的TA二次應(yīng)短接,TA、TV和避雷器可以連接在一起進(jìn)行"老練試驗(yàn)",耐壓試驗(yàn)階段TA、TV和避雷器應(yīng)脫離。
現(xiàn)場(chǎng)要使用16mm2的裸銅線(xiàn)作為試驗(yàn)設(shè)備的接地線(xiàn),接地線(xiàn)要拉直,不可環(huán)繞打折,否則GIS擊穿放電時(shí)接地線(xiàn)上產(chǎn)生高壓,接地的順序要按照試驗(yàn)設(shè)備的要求連接接地。
注意"假諧振點(diǎn)"。試驗(yàn)過(guò)程中有時(shí)出現(xiàn)"假諧振點(diǎn)",此時(shí)的變頻輸出電壓值為50~80V,而真正的諧振點(diǎn)變頻電源輸出電壓均應(yīng)小于20V,試驗(yàn)過(guò)程中要注意識(shí)別。
4、試驗(yàn)結(jié)果的判定
按照商定的試驗(yàn)方案,GIS承受規(guī)定的試驗(yàn)電壓值、1min無(wú)擊穿放電現(xiàn)象,認(rèn)為GIS耐壓試驗(yàn)通過(guò)。
試驗(yàn)過(guò)程中,若GIS發(fā)生擊穿放電的現(xiàn)象,可以根據(jù)GIS放電量和放電引起的聲、光、電、化學(xué)等各種效應(yīng)進(jìn)行判斷,在GIS或氣隔能夠承受,放電是自恢復(fù)的放電,我們認(rèn)為耐壓試驗(yàn)可以繼續(xù)進(jìn)行。試驗(yàn)電壓值從零值升到上次放電電壓值時(shí),沒(méi)有再次發(fā)生放電現(xiàn)象,耐壓試驗(yàn)應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,電壓值直至升到規(guī)定的試驗(yàn)電壓值,這樣我們認(rèn)為是GIS耐壓試驗(yàn)通過(guò)。假若電壓升到上次放電電壓值時(shí),GIS再次發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象,應(yīng)立即終止耐壓試驗(yàn),打開(kāi)放電氣隔進(jìn)行絕緣檢查,檢查處理完畢后,方可重新進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
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