回路电阻仪在GIS排故中的应用与改进探讨

赵晨阳 吴 昊 盛 吉

国网江苏省电力公司扬州供电分公司 江苏 扬州 225000

伴随着我国城市化的进程加快,大量土地资源被开发利用,使得用地面积日益紧张、征地费用明显上升,电力设备用地选址难度不断加大、运行环境也日益复杂。SF6封闭式组合电器(GIS)由于其小型化、可靠性高、安全可靠、安装维护方便等优点,十分契合当下电力建设的需求,在110 k V及以上变电站中得到了广泛的应用。同事根据国家有关部门的发展建设战略,GIS 设备在今后将会被更大规模的使用,运行维护好GIS设备将是供电部门的重要使命。

GIS设备的使用寿命和运行可靠性不仅取决于材料和结构设计,还与运行时的发热程度有关,而发热程度很大程度上取决于GIS 设备内部触头接触是否良好。若GIS 设备的接触电阻增大,将增加设备导体在通电时的损耗,使接触处的温度升高,其值的大小直接影响正常工作时的载流能力。精确测量GIS 导电回路电阻,能有效判断GIS 设备导电回路中有无接触不良的缺陷,有利于降低GIS 设备发生故障的概率,对电力系统安全运行尤为重要。

1 回路电阻仪在事故判断中的应用

2017年12月23日,220k V 品祚变＃1主变2601间隔在母线转换操作(副母转正母),隔离开关26012为合闸状态,在隔离开关26011合闸时母联2610间隔电流互感器检测到三相不平衡电流。由于故障少见难以判断具体故障,且处在春节封网期间,为确保修必修好的原则,保障当地电力负荷正常稳定地分配,在联系厂家后约定2018年春节后停电处理。

2018年3月21日,在反复分合开光和闸刀,对开关闸刀到做了开关特性和回路电阻测试正常后,判断开关和闸刀均正常无故障,问题出在别的地方,在选取多点进行回路电阻测量后最终确定故障点在母线隔盆与母线的连接处。

表1 品祚变电流不平衡故障原因分析过程中关键回路的回路电阻测量数据

2 传统回路电阻存在的问题

当前在GIS 站回路电阻的测量过程中,一般采用直流压降法测试仪器,如图1所示,将电流端子I＋和I－接在被测回路的两端接地排上,给被测回路提供一个稳定的电流源I(通常为100A 或200A),电流流经被测回路会产生电压降,再利用电压测量端子V ＋和V－测量可以得到被测回路两端电压V,最后由欧姆定律计算得到回路电阻值：

R ＝V/I

图1 传统回路电阻测试仪测量原理图

该方法为保证测量结果准确可靠,需要拆除两侧接地排的其中一侧,消除两侧接地排会形成并联支路产生分流,以准确测出GIS 的回路电阻,但是拆除接地排存在以下问题：

1)不安全：实际工作环境中通常周围设备都带电,特别是220 k V 以上电压等级GIS 设备,接地刀闸在拆除接地引线后的感应电压非常高,容易损坏试验设备,甚至伤害到试验操作人员;拆解接地刀闸引出导体与接地排之间螺钉的工作量巨大,操作繁琐、耗时费力,工作效率低下。2)效率低：接地刀闸与接地引线之间由多颗螺栓固定,拆装工作量巨大,操作繁琐,并且接线前还须对空间狭小的两接触面用绝缘材料将其隔开以保证接地有效断开;3)留隐患：试验结束后复接地排时可能会有螺栓复紧不牢固,或者表面没有进行去氧化处理,将形成不可靠接地,这会使电网安全运行存在较大隐患。

3 GIS回路电阻仪的改进设计

为解决传统GIS回路电阻测试中存在的问题,可在原有回路电阻仪上稍加改进,使用霍尔元件增加一路电流测试探头(如钳形电流表),单独测量出两侧接地排形成的并联支路分流I’,使得作业人员可在不用拆除接地排的情况下,通过计算去除并联的接地支流,得到真实的回路电阻数值：

R ＝V/(I－I’)

图2 改进型回路电阻测试仪测量原理图

该方法通过增加一路接地电流测量回路,测量出接地并联回路的电流,通过电阻仪内部计算机计算得出测量的主回路的精确电阻值,能够安全、有效、便捷地完成GIS回路电阻测试工作。

4 总结与展望

本文针对GIS设备回路电阻测试的问题,提出了新型GIS回路电阻仪,可有效地解决了GIS回路电阻试验须拆除接地开关接地引线所导致试验安全和效率低的难题,不仅能提高了试验中人身和设备的安全性,而且还能提高了试验效率。

下一步将结合创新项目,作出具体的回路电阻仪实物,将本文提出的改进方案落地并检验其有效性。