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變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置在GIS 組合電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用

閱讀:606      發(fā)布時間:2022-7-11
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一、 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗介紹

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置是武漢華頂電力生產(chǎn)的利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)電容諧振,在被試品上獲得高 電壓、大電流,是當(dāng)前高電壓試驗的一種新的方法與潮流,在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 變頻串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路,能改善電源波形畸變,獲得較好的正弦電壓波形,有 效防止諧波峰值對被試品的誤擊穿。 變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài), 當(dāng)被試品的絕緣點被擊穿時, 電流立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡(luò)擊穿時,因失去諧振 條件,除短路電流立即下降外,高電壓也立即消失,電弧即可熄滅。其恢復(fù)電壓的再建立過程很長,很容易在再次達到閃絡(luò)電壓斷開電源,所以適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備的絕緣耐壓試驗,如:GIS 變電所、高壓交聯(lián)電力電纜、發(fā)電機變壓器、隔離開關(guān)、互感器等。

二、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置在 GIS 系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS 在工廠整體組裝完成以后進行調(diào)整試驗,在試驗合格后,以運輸單元的方式運往現(xiàn)場安 裝。運輸過程中的機械振動、撞擊等可能導(dǎo)致 GIS 原件或組裝件內(nèi)緊固件松動或相對位移。安裝 過程中,在聯(lián)結(jié)、密封等工藝處理方面存在失誤,導(dǎo)致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺 陷,空氣中懸浮的塵埃、導(dǎo)電微粒雜質(zhì)和毛刺等在安裝現(xiàn)場又難以*清理,且難以檢查出來, 將引發(fā)絕緣事故。由于試驗設(shè)備和條件所限,早期的 GIS 產(chǎn)品多數(shù)未進行嚴(yán)格的現(xiàn)場耐壓試驗。 事故統(tǒng)計表明,雖然不能保證經(jīng)過現(xiàn)場耐壓試驗的 GIS 不會在運行中發(fā)生絕緣事故,但是沒有進 行現(xiàn)場交流耐壓試驗的 GIS 卻大都發(fā)生了事故,因此 GIS 必須進行現(xiàn)場耐壓試驗。 GIS 的現(xiàn)場耐壓采用交流電壓、振蕩操作沖擊電壓的振蕩雷電沖擊電壓等試驗裝置進行,交 流耐壓試驗是 GIS 現(xiàn)場耐壓試驗中常見的方法, 它能夠有效地檢查異常的電場結(jié)構(gòu)(如電極損壞)。 目前,由于試驗設(shè)備和條件所限,現(xiàn)場一般只作交流耐壓試驗。

(1)試驗要求:

①GIS 應(yīng)*安裝好,SF6 氣體充氣到額定密度,已完成主回路電阻測量、各元件試驗以及 SF6 氣體微水含量和檢漏試驗。所有電流互感器二次繞組接地,電壓互感器二次繞組開路并接地。 ②交流耐壓試驗前,應(yīng)將下列設(shè)備與 GIS 隔離開來:高壓電纜和母線;電力變壓器和大多數(shù) 電磁式電壓互感器;避雷器和保護火花間隙。 ③GIS 的每一新安裝部位都應(yīng)進行耐壓試驗,同時,對擴建部分進行耐壓試驗時,相鄰設(shè)備 原有部分應(yīng)斷電并接地。否則,對于突然擊穿會給原有設(shè)備帶來不良影響。

(2)試驗電壓的加壓方法: 試驗電壓施加到每相導(dǎo)體和外殼之間,試驗時分相進行,其它非試相與外殼連接接地,從每 相進出線套管進行加壓,試驗中應(yīng)使 GIS 每個部件都至少施加一次試驗電壓。同時,為避免在同 一部位多次承受電壓而導(dǎo)致絕緣老化,試驗電壓盡可能在幾個部位施加。現(xiàn)場一般僅作相對地交 流耐壓,如果斷路器的隔離開關(guān)在運輸、安裝過程中受到損壞,或已經(jīng)過解體,應(yīng)作端口交流耐 壓,耐壓值與相對地交流耐壓值一致,若 GIS 整體電容量較大,耐壓試驗可分段進行。

三、交流耐壓試驗程序

GIS 現(xiàn)場交流耐壓試驗的第一階段是"老練凈化",其目的是清除 GIS 內(nèi)部可能存在的導(dǎo)電微 粒或非導(dǎo)電微粒。 這些微粒可能是由于安裝時帶入而清理不凈, 或是多次操作后產(chǎn)生的金屬碎屑, 或是緊固件的切削碎屑和電極表面的毛刺而形成的。"老練凈化"可使導(dǎo)電微粒移動到低電場區(qū)或 微粒陷阱中和燒蝕電極表面的毛刺, 使其起不到絕緣危害作用。 "老練凈化"電壓值應(yīng)低于電壓值, 時間可取數(shù)分鐘。 第二階段是耐壓試驗,即在"老練凈化"過程結(jié)束后進行耐壓試驗, 時間為 1min。

四、現(xiàn)場耐壓試驗的結(jié)果判斷

(1)如果 GIS 的每一部件均已按選定的完整試驗程序承受規(guī)定的試驗電壓而無擊穿放電, 才認(rèn) 為整個 GIS 通過試驗。

(2)在試驗過程中如果發(fā)生擊穿放電,則應(yīng)根據(jù)放電能量和放電引起的各種聲、光、電、化學(xué) 等放電效應(yīng),以及耐壓試驗過程中進行的其它故障診斷技術(shù)提供的試驗結(jié)果進行綜合判斷。 遇有放 電情況,可采取下列步驟: ①施加規(guī)定的電壓,進行重復(fù)試驗,如果設(shè)備或氣隔還能經(jīng)受,則該放電是自恢復(fù)放電。如 果重復(fù)試驗電壓達到定值和規(guī)定時間時,則認(rèn)為試品合格,否則按下項進行。 ②設(shè)備解體,打開放電氣隔,仔細檢查絕緣情況。在采取必要的恢復(fù)措施后,方可進行下一 次規(guī)定耐壓試驗。

五、GIS 耐壓試驗擊穿故障的定位方法

若 GIS 分段后進行耐壓試驗的進出線間隔較多,而試驗過程中發(fā)生非自恢復(fù)放電或擊穿,僅 靠人耳的難以判斷故障發(fā)生的確切位置,且容易發(fā)生誤判斷而浪費人力、物力和對設(shè)備造成 不必要的損害。若在現(xiàn)場采用以放電產(chǎn)生沖擊波而引起外殼振動波原理研制的故障定位器,就可 以確定放電間隔。每次耐壓試驗前,將傳感器分別安裝在被試部分,特別是斷路器、隔離開關(guān)、 母線與各間隔的連接部位絕緣子的連接外殼上。 如因傳感器數(shù)量有限, 使放電或擊穿發(fā)生未預(yù)報, 則應(yīng)根據(jù)放電的情況,降壓斷電后移動傳感器,重新升壓直到找到放電或擊穿部位


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