一种gis耐压试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种GIS耐压试验方法，首先将待测间隔与原运行GIS设备之间的隔离开关断开，获取双母线的参考电压；然后将参考电压通过移相变压器、调压器、试验变压器和电抗器组成的串联谐振电路进行放大、输出到所述待测试间隔上。同时获取待测间隔上的试验电压；然后比较所述参考电压和试验电压，根据两者间的相位差来调节移相变压器的档位，使得待测试间隔上的试验电压相位与参考电压相位差最小；本发明提供的GIS耐压试验方法，利用移相变压器对运行电压和试验电压相位进行调节，使试验电压与运行电压相位差最小，从而确保断口电压最低，实现在相邻部分不停电条件下对扩建或检修间隔进行耐压的试验方法。
【专利说明】
一种GIS耐压试验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域，特别是一种GIS耐压试验方法。
【背景技术】
[0002] 气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS)在电力系统中应用越来越广泛，但GIS 在间隔扩建和检修后(特别是双母线接线GIS)，均需要在原有运行部分停电的情况下进行 耐压试验。GIS扩建间隔或解体检修间隔与相邻运行部分仅通过隔离开关断开，若运行部分 不停电，则交流耐压时隔离开关断口处可能会发生试验电压与运行电压反向叠加导致隔离 断口击穿进而危及运行设备的情况，因此DL/T 555、DL/T 617、DL/T 618等标准规定GIS耐 压试验时相邻设备应断电并接地，否则应考虑由于突然击穿对原有部分造成的损坏采取措 施。
[0003] 而对于一些重要的枢纽变电站以及带有电铁牵引站等重要负荷的GIS变电站，特 别是双母线GIS，这些变电站对供电可靠性要求很高，很难在全站停电的情况下进行耐压试 验。因此，需要一种耐压试验系统来实现在全站不停电的情况下进行耐压试验。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题是通过设置一种耐压试验系统来实现在全站不停电的情况 下进行耐压试验。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] 本发明提供的一种GIS耐压试验方法，包括以下步骤：
[0007] S100:将待测间隔与原运行GIS设备之间的隔离开关断开，
[0008] 获取双母线接线的GIS设备变电站上任意一个母线上电压互感器的低压绕组上的 电压，且将所述电压作为参考电压；
[0009] 获取所述待测间隔上的试验电压，并利用分压器对所述试验电压进行采样得到反 馈电压；
[0010] S200:比较所述参考电压和反馈电压，根据两者间的相位差来调节移相变压器的 档位，使得移相变压器输出的电压相位与参考电压相位差最小；
[0011] S300:将输出电压放大经调压器、试验变压器和电抗器组成的串联谐振电路输出 到所述待测试间隔上。
[0012] 进一步，还包括以下步骤：
[0013] 判断耐压过程中的参考电压和试验电压相位偏差是否超过预设异常阈值，如果 是，则通过控制保护装置切断电源输出。
[0014] 进一步，所述移相变压器的电压相位在0-360°范围内以角度Θ步进调节，其中，θ = 60° /2m，m^ 1。
[0015] 进一步，还包括以下步骤：
[0016] S201:所述控制保护装置对参考电压和反馈电压进行实时检测，得到两者之间的 相位差Α θ，并通过显示器显示。
[0017] 进一步，还包括以下步骤：
[0018] S202:计算Δ Θ/Θ比值;并进行四舍五入取整，设为κ;
[0019] S203:将步进调节移相变压器转化开关位置设置为Κ次；
[0020] S204:实时检测母线电压和试验电压相位差Δ Θ;
[0021] S205:判断Δ Θ与Θ的差值，S206:如果Δ Θ大于Θ时，则调压器升压功能闭锁关闭升 压操作;S207:如果△ θ〈θ时，则调压器升压功能开放进行升压操作。
[0022]进一步，所述控制保护装置设置有断口电压保护操作单元、母线电压保护操作单 元和试验电压保护操作单元；
[0023] a)所述断口电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0024] 当试验电压与参考电压相位偏差超过装置保护定值时，则启动保护操作；
[0025] 当试验电压大于LnvV百时，相位差△ θ>θ时，启动保护操作动作；
[0026] 当断口电压值超过装置设定的保护定值时，则启动保护操作；
[0027] b)所述母线电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0028] 当监测到母线频率超出50±0.5Hz范围或在50±0.5Hz范围内突变时，启动保护操 作；
[0029] 当母线电压波动范围超过每秒± 10 %范围时，启动保护操作。
[0030] c)所述试验电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0031 ]当试验电压值超过装置设定的保护定值时，启动保护操作；
[0032] 当试验电压波动范围超过每秒± 10 %范围时，启动保护操作；
[0033] 当试验电压发生闪络时，启动保护操作。
[0034] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
[0035] 本发明提供的GIS耐压试验方法，利用移相变压器对运行电压和试验电压相位进 行实时动态跟踪调节，使试验电压与运行电压的相位差最小，从而确保断口电压最低，实现 在相邻部分不停电条件下对扩建或检修间隔进行耐压的试验方法。
[0036] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和 获得。
【附图说明】
[0037]本发明的【附图说明】如下。
[0038] 图1为一种GIS耐压测试系统的连接示意图结构示意图。
[0039] 图2为一种GIS耐压测试方法流程示意图。
[0040] 图3为移相变压器调节流程示意图。
[0041 ]图4为GIS耐压试验保护动作流程图。
[0042]图中：1为移相变压器;2为调压器;3为试验变压器;4为阻尼电阻；5为调感电抗器； 6为分压器;7为控制保护装置。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0044] 实施例1
[0045] 如图所示，本实施例提供的一种GIS耐压试验方法，包括以下步骤：
[0046] S100:将待测间隔与原运行GIS设备之间的隔离开关断开，
[0047]获取双母线接线的GIS设备变电站上任意一个母线上电压互感器的低压绕组上的 电压，且将所述电压作为参考电压；
[0048] 获取所述待测间隔上的试验电压，并利用分压器对所述试验电压进行采样得到反 馈电压；
[0049] S200:比较所述参考电压和反馈电压，根据两者间的相位差来调节移相变压器的 档位，使得移相变压器输出的电压相位与参考电压相位差最小；
[0050] S300:将输出电压放大经调压器、试验变压器和电抗器组成的串联谐振电路输出 到所述待测试间隔上。
[0051 ] 还包括以下步骤：
[0052]判断耐压过程中的参考电压和试验电压相位偏差是否超过预设异常阈值，如果 是，则通过控制保护装置切断电源输出。
[0053]所述移相变压器的电压相位在0-360°范围内以角度Θ步进调节，其中，θ = 60°/2m， m多1〇
[0054] 还包括以下步骤：
[0055] S201:所述控制保护装置对参考电压和反馈电压进行实时检测，得到两者之间的 相位差Α Θ，并通过显示器显示。
[0056] 还包括以下步骤：
[0057] S202:计算Δ Θ/Θ比值;并进行四舍五入取整，设为K;
[0058] S203:将步进调节移相变压器转化开关位置设置为K次；
[0059] S204:实时检测母线电压和试验电压相位差Δ Θ;
[0060] S205:判断△ Θ与Θ的差值，S206:如果△ Θ大于Θ时，则调压器升压功能闭锁关闭升 压操作;S207:如果△ θ〈θ时，则调压器升压功能开放进行升压操作。
[0061] 所述控制保护装置设置有断口电压保护操作单元、母线电压保护操作单元和试验 电压保护操作单元；
[0062] a)所述断口电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0063] 当试验电压与参考电压相位偏差超过装置保护定值时，则启动保护操作；
[0064] 当试验电压大于IM/VI时，相位差Δ θ>θ时，启动保护操作动作；
[0065] 当断口电压值超过装置设定的保护定值时，则启动保护操作；
[0066] b)所述母线电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0067] 当装置一个周波内未检测到母线参考电压信号，启动保护操作；
[0068] 当监测到母线频率超出50±0.5Hz范围或在50±0.5Hz范围内突变时，启动保护操 作；
[0069 ]当母线电压波动范围超过每秒± 10 %范围时，启动保护操作。
[0070] c)所述试验电压保护操作单元按照以下方式进行：
[0071 ]当试验电压值超过装置设定的保护定值时，启动保护操作；
[0072 ]当试验电压波动范围超过每秒± 10 %范围时，启动保护操作；
[0073] 当试验电压发生闪络时，启动保护操作。
[0074] 本实施例还提供了一种GIS耐压试验装置，包括移相变压器、调压器、试验变压器、 阻尼电阻、调感电抗器、分压器和控制保护装置；
[0075] 所述控制保护装置用于接收试验电压和参考电压并分别与移相变压器和调压器 连接;所述调压器与移相变压器连接;所述调压器与试验变压器连接;所述分压器与试验变 压器连接;所述分压器与控制保护装置连接;所述分压器与待测试间隔并连接。
[0076] 所述分压器通过串接的阻尼电阻和调感电抗器与试验变压器连接。所述参考电压 通过与母线连接的电压互感器获取。所述控制保护装置设置有断口电压保护操作单元、母 线电压保护操作单元和试验电压保护操作单元；
[0077] a)所述断口电压保护操作单元，用于在试验电压与参考电压相位偏差达到预设阈 值时实现断口电压保护动作；
[0078] b)所述母线电压保护操作单元，用于在母线电压达到预设阈值时实现母线电压保 护动作；
[0079] c)所述试验电压保护操作，用于在试验电压达到预设阈值时实现试验电压保护动 作。
[0080] 实施例2
[0081] 本实施例提供的气体绝缘金属封闭开关GIS耐压测试方法，应用于双母线接线的 GIS设备变电站，其中：待测间隔与原运行GIS设备之间的隔离开关断开，包括以下步骤： [0082]获取所述双母线接线的GIS设备变电站上任意一个母线上电压互感器的低压绕组 上的电压，且将该电压作为参考电压；
[0083] 获取所述待测间隔上的试验电压，并利用分压器对所述试验电压进行采样得到反 馈电压；
[0084] 比较所述参考电压和反馈电压，根据两者间的相位差来调节移相变压器的档位， 使得移相变压器输出的电压相位与参考电压相位差最小，并将输出电压放大经调压器、试 验变压器和电抗器组成的串联谐振电路输出到所述待测试间隔上。耐压过程中若出现参考 电压、试验电压相位偏差过大等异常情况时，控制保护装置动作，切断电源输出。
[0085] 移相变压器可以实现电压相位在0-360°范围内以角度Θ步进调节，（Θ = 60°/2m其 中m^l)。
[0086] 所述控制保护装置对参考电压和反馈电压进行实时检测，得到两者之间的相位差 Α Θ，并通过显示器显示。
[0087] 对ΔΘ/Θ比值进行四舍五入计算取整，设为K，则步进调节移相变压器转化开关位 置K次，直到Δ θ〈θ为止。当Δ Θ大于Θ时，调压器升压功能闭锁，不能升压；当Δ θ〈θ时，调压器 升压功能开放，可以升压。
[0088] 所述控制保护装置具备断口电压、母线电压和试验电压保护功能。
[0089] a)断口电压保护功能：当试验电压与参考电压相位偏差过大，超过装置保护定值 时，保护功能启动（当试验电压小于UmA/I时，不监控相位差；当试验电压大于Urn/#时， 相位差△ θ〈θ时不动作，相位差△ θ>θ时保护动作）；当断口电压值超过装置设定的保护定值 时，保护功能启动；
[0090] b)母线电压保护功能：
[0091] 当装置一个周波内未检测到母线参考电压信号，认为母线信号缺失，保护功能启 动；当监测到母线频率超出50±0.5Hz范围，或在50±0.5Hz范围内突变时，认为母线频率异 常，保护功能启动；当母线电压波动范围超过每秒±10%范围时，认为母线电压异常，保护 功能启动。
[0092] c)试验电压保护功能：
[0093]当试验电压值超过装置设定的保护定值时，保护功能启动；当试验电压波动范围 超过每秒±10%范围时，认为试验电压异常，保护功能启动；当试验电压发生闪络时，保护 功能启动。
[0094] 实施例3:
[0095] 图2为本实施例提供的一种GIS耐压测试方法的流程示意图。
[0096] 本实施例提供该GIS耐压测试方法，在测试时，其中：待测间隔与原运行GIS设备之 间的隔离开关断开。
[0097] 如图3所示，该方法包括以下流程：
[0098] S100:获取母线参考电压和试验电压。
[0099] 在每一母线上均设置有电压互感器，并且电压互感器具有至少一个低压绕组，其 中：电压互感器的高压绕组一端与母线相连接，另一端接地。通过电压互感器的低压绕组， 就可以获取母线上的电压，将该电压作为参考电压，以便对试验电压进行调节。
[0100] 获取所述待测间隔上的试验电压，并利用分压器对所述试验电压进行采样得到反 馈电压。
[0101] S200:比较母线电压和试验电压相位差，根据相位差结果控制移相变压器输出转 换开关调节，使两者相位差最小。
[0102] S300:将输出电压经过调压器、试验变压器和电抗器组成的串联谐振电路输出到 待测试间隔上。
[0103] 在本实施例中，如图3所示，步骤S200具体包括：
[0104] S201:将母线电压和试验电压相比较，得到相位差Δ Θ。
[0105] S202:对ΔΘ/Θ比值进行四舍五入取整计算，得出计算结果K。
[0106] S203:控制移相变压器转换开关位置步进K次。
[0107] S204:实时检测母线电压和试验电压相位差Δ Θ。
[0108] S205:判断相位差Δ Θ是否小于移相变压器步进相位Θ。
[0109] S206:当相位差大于步进相位时，调压器升压功能闭锁，不能升压。
[0110] S207:移相变压器调整到位，调压器升压功能开放，输出符合要求的试验电压
[0111] 实施例4:
[0112] 图4为本实施例提供的一种GIS耐压试验控制保护流程图。图4中，GIS耐压试验控 制保护流程包括：
[0113] 获取参考电压和试验电压。
[0114] 计算试验电压与参考电压的电压值、频率值和相位差。
[0115] 获取待试设备的额定电压、预设的保护定值。
[0116] 判断断口电压保护、母线电压保护、试验电压保护是否至少一种满足保护动作条 件。
[0117] 当判断结果为否时，进行步骤S500;当判断结果为是时，进行步骤S600。
[0118]不满足保护动作条件，电源正常工作。
[0119] 发信号至发信号至调压器，控制调压器电源开关，断开电源。
[0120] 实施例5
[0121] 如图1所示，图1为本实施例提供的GIS耐压测试系统的连接示意图结构示意图。实 现在相邻部分不停电条件下对扩建或检修间隔进行耐压。
[0122] 本实施例提供GIS耐压试验装置包括移相变压器、调压器、试验变压器、阻尼电阻、 调感电抗器、分压器和控制保护装置；
[0123] 该系统所选择的母线可以为两条母线中的任意一条，PT为设置在母线上的电压互 感器，PT的高压绕组一端与母线相连接，另一端接地，并且PT具有至少一个低压绕组，Cx为 待测试间隔，并且在测试时，待测试间隔Cx内的接地开关全部断开，并且将除母线侧隔离开 关外的其他隔离开关全部闭合。
[0124] 控制保护装置上的参考电压输入端与PT的一个低压绕组相连接，用于获取PT的一 个低压绕组上的电压，并将获取的电压作为参考电压;控制保护装置的试验电压输入端与 分压器6的测试端相连接，接收一反馈电压。控制保护装置上的移相控制端与移相变压器 相连接，控制保护装置上的控制保护端口与调压器相连接。
[0125] 移相变压器1的电源输入端接三相动力电源，输出端与调压器2的输入端相连接， 调压器2的输出端与试验变压器3输入端，移相变压器1作用是根据参考电压和试验电压的 相位差来调节输出电压相位，使得输出电压相位与母线电压保持在较小的范围内；调压器2 的作用是实现电压的升降压控制。
[0126] 试验变压器3、阻尼电阻4和调感电抗器5组成串联谐振装置，其输出端与待测试间 隔Cx的出线套管相连接，串联谐振装置与待测间隔Cx的等效电容形成串联谐振的条件，使 得该串联谐振装置可以对输出电压进行变压，向待测试间隔Cx上输出高的试验电压。
[0127] 分压器6的高压端与待测试间隔Cx的出线套管相连接，接地端接地，并且分压器6 的测试端与控制保护装置7的试验电压输入端相连接，分压器6的作用是对待测试间隔Cx上 的试验电压进行采样，并将采样后的电压作为反馈电压输入到控制保护装置7。
[0128] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种GIS耐压试验方法，其特征在于:包括w下步骤： S100:将待测间隔与原运行GIS设备之间的隔离开关断开， 获取双母线接线的GIS设备变电站上任意一个母线上电压互感器的低压绕组上的电 压，且将所述电压作为参考电压； 获取所述待测间隔上的试验电压，并利用分压器对所述试验电压进行采样得到反馈电 压； S200:比较所述参考电压和反馈电压，根据两者间的相位差来调节移相变压器的档位， 使得移相变压器输出的电压相位与参考电压相位差最小； S300:将输出电压放大经调压器、试验变压器和电抗器组成的串联谐振电路输出到所 述待测试间隔上。2. 根据权利要求1所述的GIS耐压试验方法，其特征在于，还包括W下步骤： 判断耐压过程中的参考电压和试验电压相位偏差是否超过预设异常阔值，如果是，贝U 通过控制保护装置切断电源输出。3. 根据权利要求1所述的GIS耐压试验方法，其特征在于，所述移相变压器的电压相位 在0-360°范围内W角度目步进调节，其中，目= 60°/2m，m> 1，m为整数。4. 根据权利要求2所述的GIS耐压试验方法，其特征在于，还包括W下步骤： S201:所述控制保护装置对参考电压和反馈电压进行实时检测，得到两者之间的相位 差ΔΘ，并通过显示器显示。5. 根据权利要求1所述的GIS耐压试验方法，其特征在于，还包括W下步骤： S202:计算Δ 0八比值;并进行四舍五入取整，设为K; S203:将步进调节移相变压器转化开关位置步进K次； S204:实时检测母线电压和试验电压相位差Δ Θ; S205:判断ΔΘ与Θ的差值，S206:如果ΔΘ大于Θ时，则调压器升压功能闭锁，关闭升压操 作;S207:如果Δ 0<0时，则调压器升压功能开放进行升压操作。6. 根据权利要求2所述的GIS耐压试验方法，其特征在于，所述控制保护装置设置有断 口电压保护操作单元、母线电压保护操作单元和试验电压保护操作单元； a) 所述断口电压保护操作单元按照W下方式进行： 当试验电压与参考电压相位偏差超过装置保护定值时，则启动保护操作； 当试验电压大于Um/V^时，相位差A θ〉θ时，启动保护操作动作； 当断口电压值超过装置设定的保护定值时，则启动保护操作； b) 所述母线电压保护操作单元按照W下方式进行： 当监测到母线频率超出50±0.甜Z范围或在50±0.甜Z范围内突变时，启动保护操作； 当母线电压波动范围超过每秒±10 %范围时，启动保护操作； C)所述试验电压保护操作单元按照W下方式进行： 当试验电压值超过装置设定的保护定值时，启动保护操作； 当试验电压波动范围超过每秒±10 %范围时，启动保护操作； 当试验电压发生闪络时，启动保护操作。
【文档编号】G01R31/12GK105974282SQ201610303337
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】王谦, 龙英凯, 吴高林, 何国军, 伏进, 葛凯, 李龙, 吴彬, 胡晓锐, 李勇, 陈伟
【申请人】国网重庆市电力公司电力科学研究院, 国家电网公司