一種gis耐壓試驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種GIS耐壓試驗方法，首先將待測間隔與原運行GIS設備之間的隔離開關斷開，獲取雙母線的參考電壓；然后將參考電壓通過移相變壓器、調壓器、試驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路進行放大、輸出到所述待測試間隔上。同時獲取待測間隔上的試驗電壓；然后比較所述參考電壓和試驗電壓，根據兩者間的相位差來調節移相變壓器的檔位，使得待測試間隔上的試驗電壓相位與參考電壓相位差最小；本發明提供的GIS耐壓試驗方法，利用移相變壓器對運行電壓和試驗電壓相位進行調節，使試驗電壓與運行電壓相位差最小，從而確保斷口電壓最低，實現在相鄰部分不停電條件下對擴建或檢修間隔進行耐壓的試驗方法。
【專利說明】
一種GIS耐壓試驗方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電力技術領域，特別是一種GIS耐壓試驗方法。
【背景技術】
[0002] 氣體絕緣金屬封閉開關設備（以下簡稱GIS)在電力系統中應用越來越廣泛，但GIS 在間隔擴建和檢修后(特別是雙母線接線GIS)，均需要在原有運行部分停電的情況下進行 耐壓試驗。GIS擴建間隔或解體檢修間隔與相鄰運行部分僅通過隔離開關斷開，若運行部分 不停電，則交流耐壓時隔離開關斷口處可能會發生試驗電壓與運行電壓反向疊加導致隔離 斷口擊穿進而危及運行設備的情況，因此DL/T 555、DL/T 617、DL/T 618等標準規定GIS耐 壓試驗時相鄰設備應斷電并接地，否則應考慮由于突然擊穿對原有部分造成的損壞采取措 施。
[0003] 而對于一些重要的樞紐變電站以及帶有電鐵牽引站等重要負荷的GIS變電站，特 別是雙母線GIS，這些變電站對供電可靠性要求很高，很難在全站停電的情況下進行耐壓試 驗。因此，需要一種耐壓試驗系統來實現在全站不停電的情況下進行耐壓試驗。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的問題是通過設置一種耐壓試驗系統來實現在全站不停電的情況 下進行耐壓試驗。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
[0006] 本發明提供的一種GIS耐壓試驗方法，包括以下步驟：
[0007] S100:將待測間隔與原運行GIS設備之間的隔離開關斷開，
[0008] 獲取雙母線接線的GIS設備變電站上任意一個母線上電壓互感器的低壓繞組上的 電壓，且將所述電壓作為參考電壓；
[0009] 獲取所述待測間隔上的試驗電壓，并利用分壓器對所述試驗電壓進行采樣得到反 饋電壓；
[0010] S200:比較所述參考電壓和反饋電壓，根據兩者間的相位差來調節移相變壓器的 檔位，使得移相變壓器輸出的電壓相位與參考電壓相位差最小；
[0011] S300:將輸出電壓放大經調壓器、試驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路輸出 到所述待測試間隔上。
[0012] 進一步，還包括以下步驟：
[0013] 判斷耐壓過程中的參考電壓和試驗電壓相位偏差是否超過預設異常閾值，如果 是，則通過控制保護裝置切斷電源輸出。
[0014] 進一步，所述移相變壓器的電壓相位在0-360°范圍內以角度Θ步進調節，其中，θ = 60° /2m，m^ 1。
[0015] 進一步，還包括以下步驟：
[0016] S201:所述控制保護裝置對參考電壓和反饋電壓進行實時檢測，得到兩者之間的 相位差Α θ，并通過顯示器顯示。
[0017] 進一步，還包括以下步驟：
[0018] S202:計算Δ Θ/Θ比值;并進行四舍五入取整，設為κ;
[0019] S203:將步進調節移相變壓器轉化開關位置設置為Κ次；
[0020] S204:實時檢測母線電壓和試驗電壓相位差Δ Θ;
[0021] S205:判斷Δ Θ與Θ的差值，S206:如果Δ Θ大于Θ時，則調壓器升壓功能閉鎖關閉升 壓操作;S207:如果△ θ〈θ時，則調壓器升壓功能開放進行升壓操作。
[0022]進一步，所述控制保護裝置設置有斷口電壓保護操作單元、母線電壓保護操作單 元和試驗電壓保護操作單元；
[0023] a)所述斷口電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0024] 當試驗電壓與參考電壓相位偏差超過裝置保護定值時，則啟動保護操作；
[0025] 當試驗電壓大于LnvV百時，相位差△ θ>θ時，啟動保護操作動作；
[0026] 當斷口電壓值超過裝置設定的保護定值時，則啟動保護操作；
[0027] b)所述母線電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0028] 當監測到母線頻率超出50±0.5Hz范圍或在50±0.5Hz范圍內突變時，啟動保護操 作；
[0029] 當母線電壓波動范圍超過每秒± 10 %范圍時，啟動保護操作。
[0030] c)所述試驗電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0031 ]當試驗電壓值超過裝置設定的保護定值時，啟動保護操作；
[0032] 當試驗電壓波動范圍超過每秒± 10 %范圍時，啟動保護操作；
[0033] 當試驗電壓發生閃絡時，啟動保護操作。
[0034] 由于采用了上述技術方案，本發明具有如下的優點：
[0035] 本發明提供的GIS耐壓試驗方法，利用移相變壓器對運行電壓和試驗電壓相位進 行實時動態跟蹤調節，使試驗電壓與運行電壓的相位差最小，從而確保斷口電壓最低，實現 在相鄰部分不停電條件下對擴建或檢修間隔進行耐壓的試驗方法。
[0036] 本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和 獲得。
【附圖說明】
[0037]本發明的【附圖說明】如下。
[0038] 圖1為一種GIS耐壓測試系統的連接示意圖結構示意圖。
[0039] 圖2為一種GIS耐壓測試方法流程示意圖。
[0040] 圖3為移相變壓器調節流程示意圖。
[0041 ]圖4為GIS耐壓試驗保護動作流程圖。
[0042]圖中：1為移相變壓器;2為調壓器;3為試驗變壓器;4為阻尼電阻；5為調感電抗器； 6為分壓器;7為控制保護裝置。
【具體實施方式】
[0043] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0044] 實施例1
[0045] 如圖所示，本實施例提供的一種GIS耐壓試驗方法，包括以下步驟：
[0046] S100:將待測間隔與原運行GIS設備之間的隔離開關斷開，
[0047]獲取雙母線接線的GIS設備變電站上任意一個母線上電壓互感器的低壓繞組上的 電壓，且將所述電壓作為參考電壓；
[0048] 獲取所述待測間隔上的試驗電壓，并利用分壓器對所述試驗電壓進行采樣得到反 饋電壓；
[0049] S200:比較所述參考電壓和反饋電壓，根據兩者間的相位差來調節移相變壓器的 檔位，使得移相變壓器輸出的電壓相位與參考電壓相位差最小；
[0050] S300:將輸出電壓放大經調壓器、試驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路輸出 到所述待測試間隔上。
[0051 ] 還包括以下步驟：
[0052]判斷耐壓過程中的參考電壓和試驗電壓相位偏差是否超過預設異常閾值，如果 是，則通過控制保護裝置切斷電源輸出。
[0053]所述移相變壓器的電壓相位在0-360°范圍內以角度Θ步進調節，其中，θ = 60°/2m， m多1〇
[0054] 還包括以下步驟：
[0055] S201:所述控制保護裝置對參考電壓和反饋電壓進行實時檢測，得到兩者之間的 相位差Α Θ，并通過顯示器顯示。
[0056] 還包括以下步驟：
[0057] S202:計算Δ Θ/Θ比值;并進行四舍五入取整，設為K;
[0058] S203:將步進調節移相變壓器轉化開關位置設置為K次；
[0059] S204:實時檢測母線電壓和試驗電壓相位差Δ Θ;
[0060] S205:判斷△ Θ與Θ的差值，S206:如果△ Θ大于Θ時，則調壓器升壓功能閉鎖關閉升 壓操作;S207:如果△ θ〈θ時，則調壓器升壓功能開放進行升壓操作。
[0061] 所述控制保護裝置設置有斷口電壓保護操作單元、母線電壓保護操作單元和試驗 電壓保護操作單元；
[0062] a)所述斷口電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0063] 當試驗電壓與參考電壓相位偏差超過裝置保護定值時，則啟動保護操作；
[0064] 當試驗電壓大于IM/VI時，相位差Δ θ>θ時，啟動保護操作動作；
[0065] 當斷口電壓值超過裝置設定的保護定值時，則啟動保護操作；
[0066] b)所述母線電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0067] 當裝置一個周波內未檢測到母線參考電壓信號，啟動保護操作；
[0068] 當監測到母線頻率超出50±0.5Hz范圍或在50±0.5Hz范圍內突變時，啟動保護操 作；
[0069 ]當母線電壓波動范圍超過每秒± 10 %范圍時，啟動保護操作。
[0070] c)所述試驗電壓保護操作單元按照以下方式進行：
[0071 ]當試驗電壓值超過裝置設定的保護定值時，啟動保護操作；
[0072 ]當試驗電壓波動范圍超過每秒± 10 %范圍時，啟動保護操作；
[0073] 當試驗電壓發生閃絡時，啟動保護操作。
[0074] 本實施例還提供了一種GIS耐壓試驗裝置，包括移相變壓器、調壓器、試驗變壓器、 阻尼電阻、調感電抗器、分壓器和控制保護裝置；
[0075] 所述控制保護裝置用于接收試驗電壓和參考電壓并分別與移相變壓器和調壓器 連接;所述調壓器與移相變壓器連接;所述調壓器與試驗變壓器連接;所述分壓器與試驗變 壓器連接;所述分壓器與控制保護裝置連接;所述分壓器與待測試間隔并連接。
[0076] 所述分壓器通過串接的阻尼電阻和調感電抗器與試驗變壓器連接。所述參考電壓 通過與母線連接的電壓互感器獲取。所述控制保護裝置設置有斷口電壓保護操作單元、母 線電壓保護操作單元和試驗電壓保護操作單元；
[0077] a)所述斷口電壓保護操作單元，用于在試驗電壓與參考電壓相位偏差達到預設閾 值時實現斷口電壓保護動作；
[0078] b)所述母線電壓保護操作單元，用于在母線電壓達到預設閾值時實現母線電壓保 護動作；
[0079] c)所述試驗電壓保護操作，用于在試驗電壓達到預設閾值時實現試驗電壓保護動 作。
[0080] 實施例2
[0081] 本實施例提供的氣體絕緣金屬封閉開關GIS耐壓測試方法，應用于雙母線接線的 GIS設備變電站，其中：待測間隔與原運行GIS設備之間的隔離開關斷開，包括以下步驟： [0082]獲取所述雙母線接線的GIS設備變電站上任意一個母線上電壓互感器的低壓繞組 上的電壓，且將該電壓作為參考電壓；
[0083] 獲取所述待測間隔上的試驗電壓，并利用分壓器對所述試驗電壓進行采樣得到反 饋電壓；
[0084] 比較所述參考電壓和反饋電壓，根據兩者間的相位差來調節移相變壓器的檔位， 使得移相變壓器輸出的電壓相位與參考電壓相位差最小，并將輸出電壓放大經調壓器、試 驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路輸出到所述待測試間隔上。耐壓過程中若出現參考 電壓、試驗電壓相位偏差過大等異常情況時，控制保護裝置動作，切斷電源輸出。
[0085] 移相變壓器可以實現電壓相位在0-360°范圍內以角度Θ步進調節，（Θ = 60°/2m其 中m^l)。
[0086] 所述控制保護裝置對參考電壓和反饋電壓進行實時檢測，得到兩者之間的相位差 Α Θ，并通過顯示器顯示。
[0087] 對ΔΘ/Θ比值進行四舍五入計算取整，設為K，則步進調節移相變壓器轉化開關位 置K次，直到Δ θ〈θ為止。當Δ Θ大于Θ時，調壓器升壓功能閉鎖，不能升壓；當Δ θ〈θ時，調壓器 升壓功能開放，可以升壓。
[0088] 所述控制保護裝置具備斷口電壓、母線電壓和試驗電壓保護功能。
[0089] a)斷口電壓保護功能：當試驗電壓與參考電壓相位偏差過大，超過裝置保護定值 時，保護功能啟動（當試驗電壓小于UmA/I時，不監控相位差；當試驗電壓大于Urn/#時， 相位差△ θ〈θ時不動作，相位差△ θ>θ時保護動作）；當斷口電壓值超過裝置設定的保護定值 時，保護功能啟動；
[0090] b)母線電壓保護功能：
[0091] 當裝置一個周波內未檢測到母線參考電壓信號，認為母線信號缺失，保護功能啟 動；當監測到母線頻率超出50±0.5Hz范圍，或在50±0.5Hz范圍內突變時，認為母線頻率異 常，保護功能啟動；當母線電壓波動范圍超過每秒±10%范圍時，認為母線電壓異常，保護 功能啟動。
[0092] c)試驗電壓保護功能：
[0093]當試驗電壓值超過裝置設定的保護定值時，保護功能啟動；當試驗電壓波動范圍 超過每秒±10%范圍時，認為試驗電壓異常，保護功能啟動；當試驗電壓發生閃絡時，保護 功能啟動。
[0094] 實施例3:
[0095] 圖2為本實施例提供的一種GIS耐壓測試方法的流程示意圖。
[0096] 本實施例提供該GIS耐壓測試方法，在測試時，其中：待測間隔與原運行GIS設備之 間的隔離開關斷開。
[0097] 如圖3所示，該方法包括以下流程：
[0098] S100:獲取母線參考電壓和試驗電壓。
[0099] 在每一母線上均設置有電壓互感器，并且電壓互感器具有至少一個低壓繞組，其 中：電壓互感器的高壓繞組一端與母線相連接，另一端接地。通過電壓互感器的低壓繞組， 就可以獲取母線上的電壓，將該電壓作為參考電壓，以便對試驗電壓進行調節。
[0100] 獲取所述待測間隔上的試驗電壓，并利用分壓器對所述試驗電壓進行采樣得到反 饋電壓。
[0101] S200:比較母線電壓和試驗電壓相位差，根據相位差結果控制移相變壓器輸出轉 換開關調節，使兩者相位差最小。
[0102] S300:將輸出電壓經過調壓器、試驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路輸出到 待測試間隔上。
[0103] 在本實施例中，如圖3所示，步驟S200具體包括：
[0104] S201:將母線電壓和試驗電壓相比較，得到相位差Δ Θ。
[0105] S202:對ΔΘ/Θ比值進行四舍五入取整計算，得出計算結果K。
[0106] S203:控制移相變壓器轉換開關位置步進K次。
[0107] S204:實時檢測母線電壓和試驗電壓相位差Δ Θ。
[0108] S205:判斷相位差Δ Θ是否小于移相變壓器步進相位Θ。
[0109] S206:當相位差大于步進相位時，調壓器升壓功能閉鎖，不能升壓。
[0110] S207:移相變壓器調整到位，調壓器升壓功能開放，輸出符合要求的試驗電壓
[0111] 實施例4:
[0112] 圖4為本實施例提供的一種GIS耐壓試驗控制保護流程圖。圖4中，GIS耐壓試驗控 制保護流程包括：
[0113] 獲取參考電壓和試驗電壓。
[0114] 計算試驗電壓與參考電壓的電壓值、頻率值和相位差。
[0115] 獲取待試設備的額定電壓、預設的保護定值。
[0116] 判斷斷口電壓保護、母線電壓保護、試驗電壓保護是否至少一種滿足保護動作條 件。
[0117] 當判斷結果為否時，進行步驟S500;當判斷結果為是時，進行步驟S600。
[0118]不滿足保護動作條件，電源正常工作。
[0119] 發信號至發信號至調壓器，控制調壓器電源開關，斷開電源。
[0120] 實施例5
[0121] 如圖1所示，圖1為本實施例提供的GIS耐壓測試系統的連接示意圖結構示意圖。實 現在相鄰部分不停電條件下對擴建或檢修間隔進行耐壓。
[0122] 本實施例提供GIS耐壓試驗裝置包括移相變壓器、調壓器、試驗變壓器、阻尼電阻、 調感電抗器、分壓器和控制保護裝置；
[0123] 該系統所選擇的母線可以為兩條母線中的任意一條，PT為設置在母線上的電壓互 感器，PT的高壓繞組一端與母線相連接，另一端接地，并且PT具有至少一個低壓繞組，Cx為 待測試間隔，并且在測試時，待測試間隔Cx內的接地開關全部斷開，并且將除母線側隔離開 關外的其他隔離開關全部閉合。
[0124] 控制保護裝置上的參考電壓輸入端與PT的一個低壓繞組相連接，用于獲取PT的一 個低壓繞組上的電壓，并將獲取的電壓作為參考電壓;控制保護裝置的試驗電壓輸入端與 分壓器6的測試端相連接，接收一反饋電壓。控制保護裝置上的移相控制端與移相變壓器 相連接，控制保護裝置上的控制保護端口與調壓器相連接。
[0125] 移相變壓器1的電源輸入端接三相動力電源，輸出端與調壓器2的輸入端相連接， 調壓器2的輸出端與試驗變壓器3輸入端，移相變壓器1作用是根據參考電壓和試驗電壓的 相位差來調節輸出電壓相位，使得輸出電壓相位與母線電壓保持在較小的范圍內；調壓器2 的作用是實現電壓的升降壓控制。
[0126] 試驗變壓器3、阻尼電阻4和調感電抗器5組成串聯諧振裝置，其輸出端與待測試間 隔Cx的出線套管相連接，串聯諧振裝置與待測間隔Cx的等效電容形成串聯諧振的條件，使 得該串聯諧振裝置可以對輸出電壓進行變壓，向待測試間隔Cx上輸出高的試驗電壓。
[0127] 分壓器6的高壓端與待測試間隔Cx的出線套管相連接，接地端接地，并且分壓器6 的測試端與控制保護裝置7的試驗電壓輸入端相連接，分壓器6的作用是對待測試間隔Cx上 的試驗電壓進行采樣，并將采樣后的電壓作為反饋電壓輸入到控制保護裝置7。
[0128] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明 的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種GIS耐壓試驗方法，其特征在于:包括w下步驟： S100:將待測間隔與原運行GIS設備之間的隔離開關斷開， 獲取雙母線接線的GIS設備變電站上任意一個母線上電壓互感器的低壓繞組上的電 壓，且將所述電壓作為參考電壓； 獲取所述待測間隔上的試驗電壓，并利用分壓器對所述試驗電壓進行采樣得到反饋電 壓； S200:比較所述參考電壓和反饋電壓，根據兩者間的相位差來調節移相變壓器的檔位， 使得移相變壓器輸出的電壓相位與參考電壓相位差最小； S300:將輸出電壓放大經調壓器、試驗變壓器和電抗器組成的串聯諧振電路輸出到所 述待測試間隔上。2. 根據權利要求1所述的GIS耐壓試驗方法，其特征在于，還包括W下步驟： 判斷耐壓過程中的參考電壓和試驗電壓相位偏差是否超過預設異常闊值，如果是，貝U 通過控制保護裝置切斷電源輸出。3. 根據權利要求1所述的GIS耐壓試驗方法，其特征在于，所述移相變壓器的電壓相位 在0-360°范圍內W角度目步進調節，其中，目= 60°/2m，m> 1，m為整數。4. 根據權利要求2所述的GIS耐壓試驗方法，其特征在于，還包括W下步驟： S201:所述控制保護裝置對參考電壓和反饋電壓進行實時檢測，得到兩者之間的相位 差ΔΘ，并通過顯示器顯示。5. 根據權利要求1所述的GIS耐壓試驗方法，其特征在于，還包括W下步驟： S202:計算Δ 0八比值;并進行四舍五入取整，設為K; S203:將步進調節移相變壓器轉化開關位置步進K次； S204:實時檢測母線電壓和試驗電壓相位差Δ Θ; S205:判斷ΔΘ與Θ的差值，S206:如果ΔΘ大于Θ時，則調壓器升壓功能閉鎖，關閉升壓操 作;S207:如果Δ 0<0時，則調壓器升壓功能開放進行升壓操作。6. 根據權利要求2所述的GIS耐壓試驗方法，其特征在于，所述控制保護裝置設置有斷 口電壓保護操作單元、母線電壓保護操作單元和試驗電壓保護操作單元； a) 所述斷口電壓保護操作單元按照W下方式進行： 當試驗電壓與參考電壓相位偏差超過裝置保護定值時，則啟動保護操作； 當試驗電壓大于Um/V^時，相位差A θ〉θ時，啟動保護操作動作； 當斷口電壓值超過裝置設定的保護定值時，則啟動保護操作； b) 所述母線電壓保護操作單元按照W下方式進行： 當監測到母線頻率超出50±0.甜Z范圍或在50±0.甜Z范圍內突變時，啟動保護操作； 當母線電壓波動范圍超過每秒±10 %范圍時，啟動保護操作； C)所述試驗電壓保護操作單元按照W下方式進行： 當試驗電壓值超過裝置設定的保護定值時，啟動保護操作； 當試驗電壓波動范圍超過每秒±10 %范圍時，啟動保護操作； 當試驗電壓發生閃絡時，啟動保護操作。
【文檔編號】G01R31/12GK105974282SQ201610303337
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】王謙, 龍英凱, 吳高林, 何國軍, 伏進, 葛凱, 李龍, 吳彬, 胡曉銳, 李勇, 陳偉
【申請人】國網重慶市電力公司電力科學研究院, 國家電網公司