葛洲坝220kV户内GIS开关站高压试验技术研究

葛洲坝220kV户内GIS开关站高压试验技术研究

余珍昌张辉琴

中国水电四局机电安装工程公司四川成都610000

摘要：文章结合葛洲坝220kV户内GIS开关站高压试验技术的研究与实践，针对GIS开关站容量大、电压高以及一次设备安装复杂的角度进一步对高压试验技术阐述，总结出一套220kV户内GIS开关站高压试验技术的方法，实现了对一次设备绝缘性能有效及全面的考核，提高了现场高压试验的质量，为承建工程的顺利完工起到关键作用。

关键词：户内GIS开关站高压试验频率二次绕组2分法

1、工程概述

葛洲坝水电站是华中电网的骨干电站之一，电站分为二江电站和大江电站。二江电站发变组采用单元接线，升压至220kV后经二江电站下游敞开式开关站与系统连接，本工程是将原敞开式220kV开关站改为户内GIS开关站，新开关站布置在主变与原开关站之间架空线下。新开关站电气主接线采用双母线双分段接线，共7回进线、10回出线，包括21个断路器间隔和4个主母线PT间隔，进出线通过套管与架空线路连接，进出线设备分别布置在进线设备钢平台和GIS屋顶。这将意味着本工程将在复杂的220kV线路带电运行的情况下施工和试验，对设备安装与高压试验产生很大的难度和限制条件。

开关站高压试验采用分相一次整体耐压的试验方法，分相一次整体耐压试验方式能有效及全面的考核一次设备的绝缘性能，避免一次设备出现两次耐压现象，高压试验频率接近设备正常运行频率，分相一次整体耐压也缩短的现场试验时间，提高了现场试验质量。

2试验方法

2.1试验条件

2.1.1试验自然条件

试验时环境气温应在0℃～40℃、相对湿度应≤80%、风速应在0～3m/s的范围内试验，应尽量避免早晨和凌晨进行试验。

2.1.2试验设备条件

高压试验前GIS开关站的导电主回路一次设备和操动机构应全部安装完毕，并完成相对应的二次带电调试工作，确认断路器、隔刀及地刀分、合闸状态正确可靠，导体接触良好。

应完成GIS开关站一次设备回路电阻测试、SF6气体微水含量检测、纯度检测、SF6气体密度继电器校验、开关设备操动试验、电压电流互感器交接试验项目，提供详细的检测及试验数据报告。

确认交流高压耐压试验前非试验单元的各部分GIS设备应可靠接地，被试部分所有电流互感器的二次绕组应短路并就地接地，电压互感器二次绕组应开路并一点就地可靠接地。

被试相绝缘电阻测试应合格，测试数据符合国标要求。

2.2220kVGIS高压试验加压程序

图1220kVGIS交流耐压试验加压程序

220kVGIS交流耐压试验加压程序分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个阶段进行，加压程序说明如下:

第Ⅰ阶段：从0ｓ时刻开始零启升压，于60ｓ时刻升压至Ⅰ段老炼试验电压145.5kV，保持至960ｓ时刻，持续时间900ｓ；

第Ⅱ阶段：于960ｓ时刻从Ⅰ段老炼试验电压升Ⅱ段老炼试验电压，于1020ｓ时刻升压至Ⅱ段老炼试验电压252.00kV，保持至1620ｓ时刻持续时间600ｓ；

第Ⅲ阶段：于27min时刻从Ⅱ段老炼试验电压再次升高电压，于1680ｓ时刻升压至Ⅲ段耐压试验电压368.0kV，保持至1740ｓ时刻，持续时间60ｓ。于1740ｓ降低试验电压，于1800ｓ时刻降压至0V。

2.3220kVGIS交流耐压试验接线原理及参数计算

2.3.1GIS交流耐压试验接线示意图

图2220kVGIS交流耐压试验接线示意图

根据分相一次整体耐压试验范围计算出220kVGIS现场一次设备的电容值，计算电容值约为54000pF(估算值)，以计算结果配置交流高压试验仪器：

选用测量分压器的额定电压为500kV，电容量约为1500pF，则总电容量为55500pF。

选用4台额定电压250.0kV，电感量100H，额定电流6.0A的电抗器，连接方式采用2台串联方式组成1个电抗器组，再2组并联，则电抗器组的额定电压为500kV，电感量为100H，额定电流为12.0A。

对于本工程中的GIS开关站，出厂高压耐压试验值为460kV(正弦波，有效值，下文所指电压、电流值均为正弦波，有效值)，按GB50150-2016中第13.0.6规定，“试验电压值应为出厂试验电压的80%”，现场耐压试验值即为460kV×80%=368kV。

谐振频率的计算公式为：

2.3.2主要试验设备参数

经计算，试验设备各项参数均能满足GIS现场交流耐压试验要求。

3试验结论

220kVGIS交流耐压根据接线原理图进行接线，按照试验程序规定的步骤和试验电压进行现场耐压试验，试验电压达到368.0kV时谐振频率为62.5Hz，高压侧电流8.42A，在加压过程中未发生击穿放电现象，试验通过。

4试验措施

4.1220kVGIS交流耐压试验击穿情况下的措施

试验前应全面合理安排现场监护人员就位，各监护人员应保持通讯畅通。若220kVGIS在交流耐压试验时发生击穿现象，应及（下转第页）

时汇报情况停止试验，根据监护人员观测结果大致判断击穿点。

若任无法确认GIS设备击穿点，则用2分法将GIS加压范围大致分为电容量接近的2部分，开始分段缓慢加压直至发现击穿点。

极端情况下，如果仍不能确认击穿点，将再细分加压范围（依次减少1~2个加压间隔直至找出故障点）。

4.2安全措施

对试验现场应设置安全围栏，悬挂警示牌，并设专人监护人员进出，严禁无关人员进入试验现场，试验按有关规定编制的试验方案进行实施，并组织全体试验人员结合现场实际情况认真学习，做好事故预案。

选派的试验负责人应有较强的责任心和安全意识，并熟练地掌握所承担的试验项目和质量标准。选派的试验人员需能在负责人指导下安全、保质地完成所承担的工作任务。每日工作前确认所有人员的身体状况和精神状况。

试验人员必须明确当日工作任务、现场安全措施、停电范围。现场的工具、长大物件必须与带电设备保持足够的安全距离（7m）并设专人监护；现场要使用专用电源，不得使用绝缘老化的电线，控制开关要完好，过流保护整定恰当；低压交流电源应装有触电保安器；电源开关的操作把手需绝缘良好；接线端子的绝缘护罩齐备，导线的接头必须采取绝缘包扎措施。

工作期间专职安全员不得离开现场。如果必须要专职安全员接电话、取材料等，不可指定另一位能胜任监护人职责的工作人员代替。在全部停电或部分停电时，只有安全措施可靠，工作人员集中在一个工作地点，确无误碰、误入、无触电危险的情况下，专职安全员方可参予工作。

5结语

220kV户内GIS开关站分相一次整体高压试验方法的关键，在于对容量大、一次设备安装复杂的设备采用了大量的数据测量和计算，通过切实可行的措施，消除了设备存在的隐患缺陷。葛洲坝220kV户内GIS开关站改造工程，因工期短，施工难度大，设备安装调试要求高，分相一次整体耐压试验方法缩短了现场试验时间，提高了现场试验质量，为本工程的顺利完成起到关键作用，作为一项技术方法和经验在今后的工程中继续推广和不断改进。

6参考文献

[1]《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2016