一次电气设备高压试验分析
2021-12-09肖直伟
肖直伟
摘要:为提升变电站一次设备运行水平,保证变电站运行稳定性和电力网架的可靠性,指出了一次电气设备高压试验的重要性,通过试验分析及时发现一次电气设备运行问题,并提出相关的解决对策。文章详细分析了一次电气设备几种高压试验方法,并围绕交流耐压试验方法的具体应用案例展开论述,以期可供参考。
关键词:一次电气设备;高压试验;案例分析
1 引言
电气一次设备的安全运行对于整个电力系统有重要影响,一旦发生故障影响巨大,通过高压试验及时发现问题、解决问题十分关键。在变电站运行期间,可安排专门人员对设备进行试验分析,在试验分析中找到能够保障设备稳定运行的因素,保证电力设备始终处于良好的状态,本文主要围绕此展开详细分析。
2 变电站一次电气设备概述
变电站在整个电力网络中占据着重要地位,其中站内一次设备的配置及运行状况对变电站运行、电力网架的稳定性、可靠性起着决定性作用。变电站一次电气设备主要有变压器、开关、隔离开关及地刀等,随着经济发展,变电站的电压等级越来越高,运行设备的电流更大,这对于一次设备运行质量提出了更高要求。
高压电气试验在保障一次设备安全可靠运行方面发挥着重要作用,借助高压电气试验可掌握电气设备性能,为变电站电气设备的稳定维修和养护管理提供重要支持。高压试验的对象较多,且所牵扯到的内容也是较为复杂,对于试验的各项条件还有着具体化的要求,因此实施高压试验时必须规范相关操作,下文主要就一次电气设备高压试验展开分析。
3 一次电气设备高压试验方法
3.1直流耐压试验
直流耐压试验具有一定的破坏性,往往需要在最大电压峰值情况下进行设备性能检测,从而验证设备的耐受参数,如使用范围、限定量程等,试验方案见表1。
上述试验的过程中高压环境存在一定的安全隐患,升压过程中应实时观察是否存在异动或声响,若出现则及时停止试验检查装置情况。若无问题,直至达到最大试验电压后,再逐步缓慢调零,定时记录参数数据。
3.2泄漏电流试验
泄漏电流试验主要是为了检测变压器一次电气设备的绝缘性能。该试验一般也在高压条件下进行,可以利用直流耐压试验环境同时检测,确定高压条件下的泄漏电流数值。泄漏电流试验过程中可以利用微安表随时监测电流数值,灵敏度非常高,测定重复性好,效果非常显著。判断绝缘缺陷时则通过i=f(u)或i=f(t)实现,一般当绝缘缺陷时往往在i=f(u)出现电流骤然上升的情况,或在i=f(t)会出现电流下降缓慢的情况。达到最大电压后泄漏电流值明显高于正常值。
3.3交流耐压试验
交流耐压试验是典型的预防性试验,可以通过交流高压条件有效提升变电站一次电气设备的安全裕度,确定交流环境下一次电气设备的各项性能。总体情况来看,交流耐压试验过程中与直流耐压试验相似,操作时应严格按照《电气设备交接试验标准》中的各项指标进行严格检测,保证控制电路与主电路过流保护装置分置,过流保护动作电流应在一次电气设备额定电流的1.5~2倍左右;若试验操作中出現明显的电压表频繁摆动、毫安表指针骤增、绝缘烧焦或冒烟、装置异动或异响后,应及时停止试验,进行现场检查,确定无误后方可继续操作等。
4 高压试验案例
4.1试验背景
某330kV变电站的GIS为三相分体结构,GIS含5个断路器间隔。由于GIS设备以小单元模块为基础组件,运至现场后根据要求组装成型,作为整体投入使用。由于GIS设备以小单元模块运输到现场、在移动厂房内组装,在运输和安装过程中可能会出现磕碰、异物混入等影响绝缘性能的缺陷。为了检验GIS现场安装后设备的性能,进行了电气交接试验,本文主要就交流耐压试验进行分析,由于 GIS设备电容量较大,为保证试验频率达到工频要求,将设备分两段进行耐压试验。
4.2分段耐压试验
4.2.1方案的确定
为减少重复耐压试验次数、提高操作便捷性,经过优化以及论证后确定采取分两个阶段试验的方案。
4.2.2被试品电容量
被试设备的电容量估算数据如表2所示。
4.2.3试验参数的估算
在确定每相最大电容量后进一步展开分析,被试品最大电容量Cx约为18 503pF,分压器电容量 Cy约为330pF。300kV/80 H 电抗器的设置采取串联方法,共4节,形成的总电感L=320H。
按照如下公式展开计算,求得谐振频率:
实测结果显示,频率在40~90 Hz区间内,达到 TV空载电流测试频率的要求。
4.2.4耐压试验结果
耐压试验结果如表3、4所示。
综合表中内容分析:相比于计算值,试验谐振频率与之具有趋同性,两者的误差未超过±5%。从试验阶段的具体操作情况来看无击穿放电现象,绝缘电阻在整个流程中均保持相对稳定的状态,超声波局放信号正常。一系列现象说明主回路绝缘试验效果良好,达到要求。
5 结语
综上所述,现阶段电力系统运行中,不少一次电气设备在运营、管理和维护过程中存在着一些问题,对电力服务质量产生影响。对此,对一次电气设备实施高压试验具有关键意义,通过对变电站内各类设备的绝缘性能进行详尽的检测,同时通过试验检测变电站的各项电力指标,逐一排查变电站中存在的故障和安全隐患,及时修复各种故障问题,为电力系统运行保驾护航。
参考文献:
[1]洪嘉捷.一次电气设备高压试验探讨[J].新型工业化,2020,10(03):16-18+26.
[2]闻翰,闻展阅,顾凌羽.变电站高压电气试验的安全风险与防范[J].工程技术研究,2019,4(21):249-250.
[3]彭昌文.一次电气设备高压试验探讨[J].通信电源技术,2020,37(05):279-280+282.
[4]蒋頔.高压电气设备交流耐压试验特殊情况及处理措施[J].工程技术研究,2019,4(20):139-140.
[5]王翔,王一丰.电力系统中高压电气试验问题及对策[J].科技创新导报,2019,16(19):52-53.
[6]刘波,陈丹丹,陈鹏飞,王敖翔.电气设备的高压试验及防范措施分析[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(23):87-88.
[7]任敬国,辜超,师伟,赵泽箐,李杰,王斌,王辉,郑建.1100 kV GIS设备主回路绝缘试验电气参量估算方法研究[J].电力系统保护与控制,2018,46(03):103-109.
[8]张胜意.电力变压器电气高压试验的技术要点探究[J].科技资讯,2019,17(17):23-24.