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摘 要：天生桥一级水电站252kV电马丙线GIS设备改造的试验和调试内容包括断路器交接试验、电流互感器交接试验、主回路的导电电阻、交流耐压试验、组合电器内SF6的含水量及密封性试验、组合电器的操动试验等，本次试验和调试工作质量是否合格，对GIS改造后的新设备能否长期安全稳定运行将具有十分重要的意义。
关键词：试验调试；GIS设备改造；总结；天生桥一级水电站
中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0044-02
1 工程概况
天生桥一级水电站位于贵州省安龙县和广西隆林县交界处的红水河南盘江上，是红水河梯级开发的龙头电站。电站总装机容量为1200MW，装机4台，1998年12月首台机组投运，2000年11月全部投运。
天生桥一级水电站252kV间隔GIS设备改造前的设备是法国阿尔斯通生产，其断路器的操作机构是液压操作机构，现在已改造成为厦门ABB公司生产的新设备，其断路器操作机构为弹簧操作机构，改造后的GIS设备运行更加稳定可靠，检修和维护更加方便。
天生桥一级水电站220kV GIS设备改造工程，电压等级为252kV。本工程改造4个间隔，调试内容包括断路器交接试验，电流互感器交接试验，主回路的导电电阻，交流耐压试验，组合电器内SF6气体的含水量及密封性试验，气体密度继电器的检验，组合电器的操动试验等。
2 GIS设备改造试验调试过程
2.1 一次试验
主回路电阻测量、断路器接触电阻测量：
（1）采用直流电阻测试仪，测试电流不小于100A。
（2）将2003断路器合上，20036隔离开关合上，断开200367接地刀、断开2003617接地刀，合上200317接地刀。将直流电阻测试仪电流、电压线另一端接于出线套管。
（3）启动直流电阻测试仪测量出结果，并做好记录，依次测出三项值，不应超出产品技术条件规定值的1.2倍。
（4）合上200317接地刀、200367接地刀，测量断路器接地电阻。
2.2 系统联调及投运
（1）在计算机监控系统进行遥控操作，2003断路器、20036隔离开关、200317、200367、2003617接地刀闸能正常分合且信号正确，断路器在中央模拟屏状态显示正确。
（2）对断路器进行防跳跃检查。
（3）在汇控柜上短接所有遥信信号，在计算机监控系统进行遥信检查，所有信号一一对应为合格。
（4）GIS断路器投运后在故障录波核实电流互感器实际极性，在PT端子箱处核实线路电压，在电度表屏处核实计量系统是否正常。
（5）3号发电机带GIS断路器运行72h。
2.3 断路器试验
（1）测量分、合闸线圈的绝缘电阻和直流电阻：用500V绝缘摇表分别测量分闸线圈和合闸线圈的绝缘电阻，其绝缘电阻应大于100M。
（2）储能电机检查：用500V绝缘摇表测量电机的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于100MΩ；输入额定的电压，检查电机运转是否正常和储能机构工作是否正常。
（3）合闸操作的操作电压在85～110%Un时操动机构应可靠动作。
（4）分闸操作的操作电压值大于65%Un时，应可靠地分闸；当小于30%Un时，不应分闸。
（5）测量断路器导电回路对地点绝缘电阻，断路器在合闸状态，分别测量每相导电回路对地的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于100MΩ。
（6）断路器的特性试验：用高压开关特性测试仪分别测量断路器分、合闸时间、同期性时间；测量断路器主触头分、合闸的同期性，应符合产品技术条件的规定。
2.4 电流互感器试验
（1）绝缘检查：用2500MΩ绝缘摇表测量其一次对地、对二次绝缘电阻值应大于1000MΩ。
（2）变比测试：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试，三相变比误差不大于2%。
（3）伏安特性试验：采用互感器特性试验仪进行测试时将测试线正确接好后，开机后根据测试仪提示进行正确操作即可完成，最终伏安特性与出厂一致。
（4）直流电阻：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试，同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差異不宜大于10%。
（5）极性检测：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试时，观察是否为减极性，并做好相应的记录。
2.5 SF6气体微水含量测量
（1）SF6气体微水含量测量必须在充气到额定气体压力下24h后进行。测量时，环境相对湿度一般不大于85%。
（2）用微水测试仪检测，有电弧分解的隔室，应小于250？滋L/L；无电弧分解的隔室，应小于250？滋L/L。
2.6 SF6气体密封性试验
（1）在充气静止24h，用塑料布将所有接头密封24h。
（2）用电子检漏仪进行定性检漏。
（3）用灵敏度不低于1？滋L/L的气体检漏仪沿着外壳焊缝、接头结合面、表计接口等部位，用不大于2.5mm/s的速度在上述部位移动，电子检漏仪无报警为合格。
2.7 GIS交流耐压试验
2.7.1 操作步骤
（1）在3号主变旁将交流耐压设备组装完成，按图1调频串联谐振原理示意图完成接线工作。
该GIS设备额定电压252kV，相电压252/√3=145.5kV，出厂试验电压为Uc=460kV，现场耐压最高值为Uc×80%=368kV，时间为1min。
（2）将高压线放到GIS出线套管接线板上固定牢固，考虑到对地距离的问题，从钢梁上放一根绝缘带到GIS平台上牵引高压线，保证绝缘导线对地距离大于4m。 （3）选择其中一相施加电压，其他两相接地，未加压的部分在GIS出线套管短接后可靠接地。
（4）当设备组装、接线、外接电源完成，断开高压线，开始调频变频电源，先将变频电源的各种保护设置完整准确，再初步寻找谐振点，找到谐振点后慢慢调节电压，观察电压、电流能否满足试验需要，先将试验设备空升至计算电压145.5kV后将电压降至零，断开电源恢复高压线的连接，准备耐压试验。
（5）GIS断路器相间、对地耐压
①合上2003断路器和20036隔离开关、拉开200317、200367、2003617接地开关，非试验部分和其他两相可靠接地。
②用2500V兆欧表测量绝缘电阻并做好记录，数据无异常后方可进行耐压试验；将试验回路调至谐振状态，在此过程中高压输出电压不得高于100kV；将试验电压逐渐升高至14505kV试验电压，进行老练净化试验，保持5min。
③保持5min后，将试验电压升高至252kV试验电压继续老练净化，保持3min后，将试验电压升高至368kV试验电压1min后并快速降压至零，断开试验电源，在高压端挂接地线。
（6）GIS断路器断口耐压
①断开2003断路器，合上20036隔离开关、200317接地开关、拉开200367、2003617接地開关，非试验部分和其他两相应可靠接地。
②主绝缘耐压试验：升压至368kV，持续耐压时间1min，之后将电压迅速降为零。
（7）试验判据
①试验过程中如果发生闪络、击穿或异常情况，应暂停试验，试验前应检查试验设备是否损坏，如有损坏应立即检修。如属GIS内部放电，厂家应确定放电位置，根据放电点进行检查，根据发电发生时刻，重新采取新的加压程序试验。
②每次耐压完成后对GIS充分放电后再测量绝缘电阻并记录。
（8）GIS局部放电试验
①试验参数计算：
设252kV GIS电容量为Cx，分压器电容量为Cy，总电容量约为：C=Cx+Cy=10NF，根据电容量取相应的电感L=540H，谐振频率f=1/（2×3.14×√LC）=68.5Hz，试验频率在试验设备输出的频率范围内。试品最大电流为I=2πfCU×10-3=1.6A，试品的最大电流不超过励磁变高压侧额定电流和电抗器的额定电流。
②局放测量
首先将试验电压升到Um/√3=145.5kV，保持5min，观察局放量；5min后将试验电压升高至Um/√3×1.2，即为174.6kV，保持30min，测量局放量（按标准要求小于10pc）。再把试验电压降至145.5kV保持5min，观察无异常后再把电压降至零。
3 结束语
为确保天生桥一级水电站252kV电马丙线GIS设备改造工程的试验和调试能安全顺利地完成，在试验和调试工作中试验调试人员必须做到一丝不苟，精心调试，认真做好调试设备的管理工作，调试设备、测量标计必须经过校验合格后，有检定合格标签方可使用，以保证试验结果的正确性，严格执行试验调试技术岗位责任制，做到谁调试谁负责，责任明确到个人，加强试验调试工作人员的责任心，才能保证本次GIS改造试验调试工作圆满地完成。
收稿日期：2018-11-13
作者简介：兰宏志（1971-），男，广西都安人，助理工程师，从事水电厂电气一次设备试验检修工作。
关键词：试验调试；GIS设备改造；总结；天生桥一级水电站
中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0044-02
1 工程概况
天生桥一级水电站位于贵州省安龙县和广西隆林县交界处的红水河南盘江上，是红水河梯级开发的龙头电站。电站总装机容量为1200MW，装机4台，1998年12月首台机组投运，2000年11月全部投运。
天生桥一级水电站252kV间隔GIS设备改造前的设备是法国阿尔斯通生产，其断路器的操作机构是液压操作机构，现在已改造成为厦门ABB公司生产的新设备，其断路器操作机构为弹簧操作机构，改造后的GIS设备运行更加稳定可靠，检修和维护更加方便。
天生桥一级水电站220kV GIS设备改造工程，电压等级为252kV。本工程改造4个间隔，调试内容包括断路器交接试验，电流互感器交接试验，主回路的导电电阻，交流耐压试验，组合电器内SF6气体的含水量及密封性试验，气体密度继电器的检验，组合电器的操动试验等。
2 GIS设备改造试验调试过程
2.1 一次试验
主回路电阻测量、断路器接触电阻测量：
（1）采用直流电阻测试仪，测试电流不小于100A。
（2）将2003断路器合上，20036隔离开关合上，断开200367接地刀、断开2003617接地刀，合上200317接地刀。将直流电阻测试仪电流、电压线另一端接于出线套管。
（3）启动直流电阻测试仪测量出结果，并做好记录，依次测出三项值，不应超出产品技术条件规定值的1.2倍。
（4）合上200317接地刀、200367接地刀，测量断路器接地电阻。
2.2 系统联调及投运
（1）在计算机监控系统进行遥控操作，2003断路器、20036隔离开关、200317、200367、2003617接地刀闸能正常分合且信号正确，断路器在中央模拟屏状态显示正确。
（2）对断路器进行防跳跃检查。
（3）在汇控柜上短接所有遥信信号，在计算机监控系统进行遥信检查，所有信号一一对应为合格。
（4）GIS断路器投运后在故障录波核实电流互感器实际极性，在PT端子箱处核实线路电压，在电度表屏处核实计量系统是否正常。
（5）3号发电机带GIS断路器运行72h。
2.3 断路器试验
（1）测量分、合闸线圈的绝缘电阻和直流电阻：用500V绝缘摇表分别测量分闸线圈和合闸线圈的绝缘电阻，其绝缘电阻应大于100M。
（2）储能电机检查：用500V绝缘摇表测量电机的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于100MΩ；输入额定的电压，检查电机运转是否正常和储能机构工作是否正常。
（3）合闸操作的操作电压在85～110%Un时操动机构应可靠动作。
（4）分闸操作的操作电压值大于65%Un时，应可靠地分闸；当小于30%Un时，不应分闸。
（5）测量断路器导电回路对地点绝缘电阻，断路器在合闸状态，分别测量每相导电回路对地的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于100MΩ。
（6）断路器的特性试验：用高压开关特性测试仪分别测量断路器分、合闸时间、同期性时间；测量断路器主触头分、合闸的同期性，应符合产品技术条件的规定。
2.4 电流互感器试验
（1）绝缘检查：用2500MΩ绝缘摇表测量其一次对地、对二次绝缘电阻值应大于1000MΩ。
（2）变比测试：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试，三相变比误差不大于2%。
（3）伏安特性试验：采用互感器特性试验仪进行测试时将测试线正确接好后，开机后根据测试仪提示进行正确操作即可完成，最终伏安特性与出厂一致。
（4）直流电阻：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试，同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差異不宜大于10%。
（5）极性检测：用变比测试仪对电流互感器变比进行测试时，观察是否为减极性，并做好相应的记录。
2.5 SF6气体微水含量测量
（1）SF6气体微水含量测量必须在充气到额定气体压力下24h后进行。测量时，环境相对湿度一般不大于85%。
（2）用微水测试仪检测，有电弧分解的隔室，应小于250？滋L/L；无电弧分解的隔室，应小于250？滋L/L。
2.6 SF6气体密封性试验
（1）在充气静止24h，用塑料布将所有接头密封24h。
（2）用电子检漏仪进行定性检漏。
（3）用灵敏度不低于1？滋L/L的气体检漏仪沿着外壳焊缝、接头结合面、表计接口等部位，用不大于2.5mm/s的速度在上述部位移动，电子检漏仪无报警为合格。
2.7 GIS交流耐压试验
2.7.1 操作步骤
（1）在3号主变旁将交流耐压设备组装完成，按图1调频串联谐振原理示意图完成接线工作。
该GIS设备额定电压252kV，相电压252/√3=145.5kV，出厂试验电压为Uc=460kV，现场耐压最高值为Uc×80%=368kV，时间为1min。
（2）将高压线放到GIS出线套管接线板上固定牢固，考虑到对地距离的问题，从钢梁上放一根绝缘带到GIS平台上牵引高压线，保证绝缘导线对地距离大于4m。 （3）选择其中一相施加电压，其他两相接地，未加压的部分在GIS出线套管短接后可靠接地。
（4）当设备组装、接线、外接电源完成，断开高压线，开始调频变频电源，先将变频电源的各种保护设置完整准确，再初步寻找谐振点，找到谐振点后慢慢调节电压，观察电压、电流能否满足试验需要，先将试验设备空升至计算电压145.5kV后将电压降至零，断开电源恢复高压线的连接，准备耐压试验。
（5）GIS断路器相间、对地耐压
①合上2003断路器和20036隔离开关、拉开200317、200367、2003617接地开关，非试验部分和其他两相可靠接地。
②用2500V兆欧表测量绝缘电阻并做好记录，数据无异常后方可进行耐压试验；将试验回路调至谐振状态，在此过程中高压输出电压不得高于100kV；将试验电压逐渐升高至14505kV试验电压，进行老练净化试验，保持5min。
③保持5min后，将试验电压升高至252kV试验电压继续老练净化，保持3min后，将试验电压升高至368kV试验电压1min后并快速降压至零，断开试验电源，在高压端挂接地线。
（6）GIS断路器断口耐压
①断开2003断路器，合上20036隔离开关、200317接地开关、拉开200367、2003617接地開关，非试验部分和其他两相应可靠接地。
②主绝缘耐压试验：升压至368kV，持续耐压时间1min，之后将电压迅速降为零。
（7）试验判据
①试验过程中如果发生闪络、击穿或异常情况，应暂停试验，试验前应检查试验设备是否损坏，如有损坏应立即检修。如属GIS内部放电，厂家应确定放电位置，根据放电点进行检查，根据发电发生时刻，重新采取新的加压程序试验。
②每次耐压完成后对GIS充分放电后再测量绝缘电阻并记录。
（8）GIS局部放电试验
①试验参数计算：
设252kV GIS电容量为Cx，分压器电容量为Cy，总电容量约为：C=Cx+Cy=10NF，根据电容量取相应的电感L=540H，谐振频率f=1/（2×3.14×√LC）=68.5Hz，试验频率在试验设备输出的频率范围内。试品最大电流为I=2πfCU×10-3=1.6A，试品的最大电流不超过励磁变高压侧额定电流和电抗器的额定电流。
②局放测量
首先将试验电压升到Um/√3=145.5kV，保持5min，观察局放量；5min后将试验电压升高至Um/√3×1.2，即为174.6kV，保持30min，测量局放量（按标准要求小于10pc）。再把试验电压降至145.5kV保持5min，观察无异常后再把电压降至零。
3 结束语
为确保天生桥一级水电站252kV电马丙线GIS设备改造工程的试验和调试能安全顺利地完成，在试验和调试工作中试验调试人员必须做到一丝不苟，精心调试，认真做好调试设备的管理工作，调试设备、测量标计必须经过校验合格后，有检定合格标签方可使用，以保证试验结果的正确性，严格执行试验调试技术岗位责任制，做到谁调试谁负责，责任明确到个人，加强试验调试工作人员的责任心，才能保证本次GIS改造试验调试工作圆满地完成。
收稿日期：2018-11-13
作者简介：兰宏志（1971-），男，广西都安人，助理工程师，从事水电厂电气一次设备试验检修工作。