馬悅

摘 要 GIS隔離開關(guān)在動作過程中存在操作過電壓，文章對隔離開關(guān)產(chǎn)生操作過電壓的原因進行了分析，通過改變隔離開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)等措施，能夠有效降低發(fā)生操作過電壓的概率，進一步介紹了隔離開關(guān)設(shè)計改進思路以及注意事項，重新設(shè)計改造的隔離開關(guān)經(jīng)運行情況良好，同時也可為其他類似設(shè)備的設(shè)計、運維提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 隔離開關(guān);過電壓;運維

引言

本文對造成隔離開關(guān)操作過電壓的原因進行了分析，采用改變隔離開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)等措施降低發(fā)生操作過電壓的可能性，進一步介紹了隔離開關(guān)改造的過程以及注意事項，隔離開關(guān)經(jīng)改造完成后運行情況良好，可為其他類似設(shè)備運維提供相關(guān)參考。

1GIS隔離開關(guān)過電壓檢測及改造原理

該電站安排500kV線路停電期間進行了2臺隔離開關(guān)低電壓下重燃弧沖擊倍數(shù)的測定。測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隔離開關(guān)接近或超過IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分合充電電流時重燃弧沖擊倍數(shù)2.0p.u.，2臺GIS隔離開關(guān)負荷側(cè)分別為2.11p.u.和1.98p.u.;電源側(cè)分別為2.34p.u.和2.04p.u..根據(jù)現(xiàn)地實施的重燃弧沖擊倍數(shù)的測試結(jié)果，對隔離開關(guān)機構(gòu)進行升級改良提升設(shè)計裕度，以測定結(jié)果最大值2.34p.u.對GIS隔離開關(guān)構(gòu)造進行改造。為加強動觸頭前段對地絕緣強度，采用結(jié)構(gòu)變化使斷口間放電的開離距離變短，主要采用將隔離開關(guān)動觸頭前端增加“R”尺寸，斷口間尺寸由145mm調(diào)整為115mm，斷口間屏蔽罩直徑由φ320mm調(diào)整為φ340mm。另為防止電弧燃弧延向固定側(cè)集電子彈簧，則將電源側(cè)屏蔽罩內(nèi)徑由φ155mm變?yōu)棣?5mm，GIS隔離開關(guān)操作時，電弧重燃過程的總時間隨著隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)不同而異，GIS中DS操作斷口多次重燃或者預(yù)擊穿.GIS中DS斷口出現(xiàn)預(yù)擊穿或重擊穿時，電磁波將沿DS斷口兩側(cè)傳輸，其間引起的暫態(tài)振蕩頻率既決定于系統(tǒng)的電氣參數(shù)01/2fLC=π，亦有賴于兩側(cè)母線的幾何長度f1=v/2l。通過計算設(shè)備改造后斷口間可能發(fā)生重燃弧的最大開離尺寸為57mm（開離度50%），與原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)開離尺寸85mm（開離度59%）相比較縮短了28mm，最大開離度位置變短后，降低了斷口間發(fā)生的重燃弧分支電弧沿向罐體側(cè)的危險性[1]。

2隔離開關(guān)改造實施步驟

2.1 SF6氣體減壓回收

①連接好氣體回收管路后對管路進行抽真空處理，每15min記錄一次真空度。抽真空運行約1h左右，確認真空度穩(wěn)定且管路不存在滲漏現(xiàn)象。打開各氣隔室的排氣隔離閥及氣瓶隔離閥，啟動氣體回收裝置，確認設(shè)備各表計壓力值是否正常，現(xiàn)場確認氣隔壓力為0MPa后，繼續(xù)運行1h，確保盡可能將SF6氣體回收徹底。隨后進行抽真空，運行3h后，真空度達到10Pa后停止運行。②對改造隔離開關(guān)相鄰氣隔進行降壓處理，將SF6氣體壓力由0.62MPa降至0.1MPa。減壓量940kg氣體回收裝置需運行7h左右（氣體回收時間與氣體回收裝置回收能力及其儲存容器壓力有主要關(guān)系，同時回收裝置上的調(diào)節(jié)閥也可調(diào)節(jié)回收速度）。③根據(jù)Q/GDW1859—2013《SF6氣體回收凈化處理工作規(guī)程》當(dāng)設(shè)備內(nèi)氣體壓力小于0.05MPa時，可視為設(shè)備內(nèi)氣體被抽空。④確認氣隔真空狀態(tài)后，關(guān)閉氣隔隔離閥及回收裝置隔離閥，拆除回收氣體管路，緩慢打開氣隔隔離閥進行充空氣置換。

2.2 主要結(jié)構(gòu)拆除及回裝

①拆除隔離開關(guān)操作機構(gòu)連桿。先將隔離開關(guān)操作機構(gòu)外連桿拆掉，為后續(xù)拆除內(nèi)部機構(gòu)做好準(zhǔn)備。②拆除端蓋。拆除端蓋用矩扳手拆除。剩兩個螺栓時將吊耳固定后用橋機帶手動葫蘆就位后，拆下螺栓，吊起后將其蓋板放置在規(guī)定區(qū)域。吊裝過程中注意保護蓋板密封面，防止磕碰。③隔離開關(guān)解體。將按照解體動、靜觸頭順序分別取出并將相應(yīng)屏蔽罩解體，對靜觸頭及動觸頭零部件進行更換安裝就位[2]。

2.3 回裝后試驗

回裝后的試驗項目主要包括主回路電阻測定、絕緣電阻測試等4個主要項目。

2.4 蓋板封裝

封裝蓋板前必須檢查蓋板密封面無傷痕，無變形、無異物附著、O形密封圈裝設(shè)良好，使用力矩扳手緊固螺栓緊固時應(yīng)對角緊固。

2.5 更換吸附劑

為確保吸附劑的效果，吸附劑在空氣中的暴露時間不能超過30min，吸附劑更換完畢后使用力矩扳手緊固螺栓。

2.6 抽真空排氣

連接好抽真空排氣用軟管后，以抽真空設(shè)備實施抽真空排氣確認真空度。

2.7 SF6氣體的回充

①SF6氣體回充時，應(yīng)先氣化鋼瓶或儲氣罐中的SF6，防止液態(tài)SF6直接充入設(shè)備。當(dāng)氣瓶壓力降至0.1MPa表壓時應(yīng)停止充氣。安裝連接SF6干燥過濾器至氣缸閥門。充氣過程不易太快，防止裝置結(jié)露。連續(xù)給氣隔室補氣至設(shè)計操作壓力。首次充氣完成后，隔12h后驗證每相的壓力仍在額定操作壓力范圍內(nèi)。②SF6氣體充裝完畢24h后，應(yīng)對設(shè)備中SF6氣體進行濕度、空氣、CF4等項目進行檢測，并符合GB50150和GB/T8905的要求。

2.8 GIS本體設(shè)備

由于內(nèi)部產(chǎn)生的VFTO以行波的方式通過母線傳播到套管時，瞬態(tài)一部分耦合到架空線上，另一部分則耦合到殼體與地之間，造成殼體地電位升高。這樣的地電位升高可能會引起對與GIS相連的控制、保護和信號等二次設(shè)備的干擾。建議在實際生產(chǎn)工作中，GIS隔離開關(guān)操作完成之后，應(yīng)及時檢查GIS現(xiàn)地操作屏有無異常信號，GIS保護裝置工作是否正常。當(dāng)主變壓器帶電且脫離系統(tǒng)的情況下，禁止操作主變高壓側(cè)與之相關(guān)的隔離開關(guān)，否則主變隔離開關(guān)的操作可能造成較嚴(yán)重的VFTO從而損壞主變壓器。具備條件的電廠應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的閉鎖，以防止誤操作。主變壓器合閘送電后及時在監(jiān)控系統(tǒng)查看主變壓器運行狀態(tài)，重點關(guān)注主變壓器電壓有無異常波動，確認主變壓器沒有出現(xiàn)諧振現(xiàn)象[3]。

3結(jié)束語

為減少GIS內(nèi)隔離開關(guān)操作產(chǎn)生過電壓對電氣設(shè)備的影響，在500kV設(shè)備操作時要注意隔離開關(guān)拉合順序，盡量降低過電壓。

參考文獻

[1] 林集明，鄭健超，劉長，等.伊馮可控串補過電壓保護控制及主動絕緣配合研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998，22（6）：1-5，9.

[2] 周沛洪，修木洪，谷定燮，等.±800kV直流系統(tǒng)過電壓保護和絕緣配合研究[J].高電壓技術(shù)，2006，32（12）：125-132.

[3] 李飛.500kVGIS變電站雷電過電壓保護研究[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2009.