彭水水电站550千伏GIS配电装置现场交接试验

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(黄河勘测规划设计有限公司，郑州 450000)

1 概 述

彭水水电站550kV GIS配电装置为双母线接线，共包括5个进线间隔、2个出线间隔、1个母联间隔和2个PT/避雷器间隔，主母线和分支母线均为分相式结构。主要设备见表1。

表1 彭水水电站500kV GIS配电装置主要设备

2 交接试验与安装工序的关系

2.1 GIS系统安装交接试验项目

根据厂家技术文件和GB50150规范要求，电站GIS系统试验项目见表2。

表2 彭水水电站550kV GIS系统试验项目

2.2 交接试验、安装工序逻辑关系

交接试验和设备安装按照一定的逻辑关系有序进行，具体如下：

a. CT、VT安装就位，在其相应间隔气室端盖密封、吸附剂更换前，完成该项检查试验，确保CT、VT合格后进行后续工作。

b. LA安装前应严格检查设备试验出厂记录，绝缘电阻测量后进行设备安装，受现场试验条件和GIS罐式氧化锌避雷器结构特点的限制，LA额定电压下的持续电流试验在GIS整体安装完成后利用出线套管加压试验。

c.断路器及隔离开关机械特性试验检查应在主回路电阻测试前完成，在GIS主回路电阻测试时同时对CB、DS触头回路电阻进行相应检查。

d.主回路电阻测量是GIS设备安装重要的检查试验项目，必须在气室检查清扫、端盖密封更换、吸附剂更换及气室抽真空前完成。

e. SF6气体到场后按照10%的比例进行全性能抽样检查，微水含量100%检测，合格后方可使用；SF6密度继电器应进行校验检查，确认合格后进行安装。

f.气室抽真空到10～20Pa后，进行真空泄露试验，要求在4h内起始和最终的压力差不超过10%，若不满足要求，继续抽真空30min，重复进行真空泄露试验，以确定是否存在泄露。气体泄漏检测在气体充注24h后利用专用检测仪进行泄露检测，在泄漏检测合格后，气室微水含量测试在气室注气后静置48h后进行。

g.联锁功能试验及保护联动试验为二次控制保护系统功能验证，宜在GIS系统整体耐压试验前完成。

h.交流耐压试验可以进行的前提是设备安装、验收完成，绝缘电阻测量合格。

i. GIS升流、升压试验均利用发电机进行零起升流、升压试验，最终考核GIS设备主回路过流、耐压能力，并对CT、PT测量、保护、监控等二次回路进行复核检查，这是GIS系统并网前的最后一项试验检查项目。GIS并网试验需要对系统电网和电站系统进行核相，并对线路保护系统进行检查。至此，GIS系统安装调试试验全部完成，系统可直接并网运行。

3 交流耐压试验

该工程GIS系统主体设备交流耐压试验有一定的特点，这里主要对其试验方法进行介绍，其余不再赘述。

3.1 GIS系统主体设备交流耐压试验

因电站机组分期投产发电进度要求，首台(4号)机发电时，除4号主变进线间隔设备分支母线安装完成外，其余四台主变进线间隔分支母线均没有安装完成，这就要求GIS设备分支母线耐压试验必须分期、分段进行。为满足首台机发电要求，GIS系统主体设备和4号主变分支母线先期进行耐压试验，后续机组投产发电时其对应间隔进线分支母线再考虑其交流耐压试验方案。GIS系统主体设备耐压试验须将主母线PT及避雷器、主变压器、出线线路和系统断开。

3.1.1 试验标准与试验方案

a. GIS设备现场交流耐压试验电压为出厂耐压值的80%，出厂耐压为740kV，现场耐压最高值为740kV×80%=592kV。

试验的第一阶段是“老练净化”，其目的是清除GIS设备筒体内部可能存在的各种微粒，烧蚀电极表面的毛刺，使其不再对绝缘有危害作用。“老练净化”分为两个时段，第一个时段电压取316kV，时间15min，第二个时段电压取500kV，时间2min。

第二阶段是耐压试验，即在“老练净化”过程结束后，继续升压至耐压试验592kV，时间1min，若试验过程中无击穿放电，则认为试验顺利通过。

b.试验方案。目前国内外大多采用调频式串联谐振耐压试验装置进行GIS现场交流耐压试验，调频式串联谐振装置质量轻，品质因数Q高，所需电源容量仅为工频试验变压器的1/Q，同时若被试品击穿，则谐振同时终止，高压消失，回路电流仅为试品击穿前回路电流的1/Q，对被试品破坏小，不会对电源产生冲击负荷。根据厂家出厂实测GIS电容量计算，选用型号LTYK-F4 500kVA/750kV/5A成套调频串联谐振耐压装置，其输入电压最高可达750kV，输出电流5A。

根据串联谐振原理，当调节电源频率使回路达到谐振条件：

时，谐振电抗器的电压在数值上等于被试试品电压。

根据现有试验设备容量，并考虑一定的安全裕量，选择每相分成两个部分，三相共加压6次，利用GIS室屋顶出线SF6/Air套管施加试验电压。

3.1.2 试验步骤与试验结果

利用母联间隔隔离开关，将GIS系统Ⅰ母和Ⅱ母进行隔离，所有间隔设备平均分配至Ⅰ母和Ⅱ母相连，分别进行耐压试验。试验过程中非试验范围GIS设备通过母线接地开关接地，严格按照倒闸操作票进行操作，确保试验区域GIS主体设备全部耐压，无漏项和重复耐压的情况发生，所有电流互感器二次绕组短路并接地(其中电压互感器和系统已断开)。试验获得顺利通过。

3.2 剩余1号、3号、7号、10号间隔进线分支母线耐压试验方案

首台机投产发电后，GIS系统主体设备和首台发变组主变进线间隔分支母线、2组出线间隔已经全部带电运行，后续机组投产发电时需要接入的主变进线间隔的分支母线尚未进行耐压试验，后期陆续投运的分支母线耐压试验边界条件和前期GIS主体系统耐压试验条件完全不一样，对其可能的耐压试验方案进行如下分析：

a.从出线套管施加电压。GIS主体部分耐压试验采取的即是此种方案，但对于后期需要试验的分支母线来说，该方案对两条母线已经环网运行的GIS系统将造成很大的影响，需将GIS系统整体停电，已投产机组将全部停运，除了带来GIS系统部分设备重复耐压外，机组停机经济损失巨大，该方案被否决。

b.主变压器局放试验带GIS进线分支母线耐压试验。考虑GIS分支母线电容量在折算至主变低压侧时，现有设备容量不能满足要求，同时该试验方案本质上是将主变压器作为试验变来使用，对变压器存在损伤的风险，此种试验方案不可取，也很难实现。

c.发电机带主变及GIS进线分支母线零起升压(1.1Un)。利用发电机带主变零起升压来对GIS分支进行老练净化试验，工程上有许多先例。但是，一旦零起升压时分支母线出现故障，故障分支母线将基本报废，在主机等设备安装调试完成后，因为GIS设备的原因使工程进度受到很大影响，其带来的损失也是十分重大的。况且此种方案仅仅满足了老练试验的要求，并未满足GIS设备整体耐压的要求。3号、2号机组投产发电时，工期紧张，GIS分支母线长度较短，最终采用该方法对其进行检验。

d.采用专用试验套管对剩余分支母线进行耐压试验。1号、5号变压器的进线分支母线较长，存在问题的几率相对变大。利用重新采购的高压试验套管，从各进线分支母线避雷器上端的十字罐顶部进行安装。1号、5号主变进线分支母线严格按照规范要求利用专用试验套管进行耐压试验，试验顺利通过，对已运行GIS主体设备无任何影响。

4 总结与探讨

a.彭水水电站GIS设备出厂主回路电阻测试区间的设置和间隔气室分割总体对应，现场安装过程中完全按照厂内回路电阻测试方案进行测试，每测试完成一段主母线回路电阻，在确认合格的情况下进行后期气体作业等工作，确保了设备现场安装质量，值得推广和应用。

b.GIS设备现场安装施工方案制定中，必须认真分析设备交接试验与安装工序、设备交接试验之间的工序逻辑关系，彭水水电站GIS设备安装组织实施中，对每个GIS元件、部件及整体交接试验进行了规划，明确了工序逻辑关系，设备安装与试验有序进行，工程质量得到了保证，建议在以后的GIS设备安装相关规范修订时，能够对其进行明确和细化。

c.彭水电站GIS系统因发电机组分期投运的计划安排，后期投运分支母线耐压试验存在一定的困难，为此，又专门定制试验套管用于分支母线耐压试验，导致投资增加，相关工程在进度计划安排时应汲取该经验，GIS系统设备应一次全部安装完成，交流耐压试验应一次性试验完毕，既避免设备重复耐压，又节省投资。

[1] 李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].第2版.北京：中国电力出版社，2004.

[2] GB 50150—2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].