CN219871568U - 一种gis/gil全工况回路电流相位可调的带电试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种GIS/GIL带电试验技术，特别是一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是：0.38kV滤波单元(1)用于为祛除电源系统中的高频干扰，确保后续交流移相调压器单元稳定工作；交流移相调压器单元(2)用于调整升流单元输入电压幅值和相位可调；有源电力滤波器(3)用于祛除交流移相调压器单元后的噪声干扰；大电流升流单元(4)用于将经交流移相调压单元和APF滤波之后交流电压感应到大电流回路中，继而在大电流回路上建立电流；高电位光纤电流表(5)将GIS型CT套于GIS工装上，测量试验回路电流通过光纤传输。它能模拟不同类型负载(感性负载、容性负载)的长期带电试验状况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种GIS/GIL带电试验技术，特别是一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置。
背景技术
现有的GIS/GIL带电试验技术存在的问题是：不能满足交流1100kV及以下GIS/GIL开关、电流互感器、敞开式隔离开关(AIS)、SF6套管等全工况(运行电压、运行电流)长期带电试验模拟，且其回路试验电流相位不可调，不能模拟不同类型负载(感性负载、容性负载)的长期带电试验状况。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种GISGIL全工况回路电流相位可调的试验装置，以便能满足交流1100kV及以下GIS/GIL开关、电流互感器、敞开式隔离开关(AIS)、SF6套管等的全工况(运行电压、运行电流)长期带电试验模拟，且其回路试验电流相位可调，能模拟不同类型负载(感性负载、容性负载)的长期带电试验状况。
本实用新型的目的是这样实现的，一种GIS/GIL全工况带电回路电流相位可调的试验装置，其特征是，到少包括：0.38kV滤波单元、交流移相调压器单元、有源电力滤波器、大电流升流单元、高电位光纤电流表、升流单元GIL工装、GIL对接口、SF6出线套管、被试GIS、柱式调压器、单相隔离变压器、10kV滤波单元、900kV/2A无局放SF6试验变压器、后级开关单元、光纤通讯线、试验测控单元进行电连接；具有300KVA功率容量的0.38kV的输入电压通过0.38kV滤波单元后进入交流移相调压器单元的输入端，对输入电压幅值和相位调节后，在通过有源电力滤波器和大电流升流单元进行滤波和升流，通过升流单元GIL工装和GIL对接口加截在被试GIS上；在GIL对接口一端回路上套接有通过SF6出线套管，通过SF6出线套管将GIL对接口与900kV/2A无局放SF6试验变压器连接，900kV/2A无局放SF6试验变压器通过后级开关单元与10kV滤波单元、单相隔离变压器、柱式调压器构成的串联回路连接至10KV/900kVA单相交流上；试验测控单元通过光纤通讯线与900kV/2A无局放SF6试验变压器、被试GIS和交流移相调压器单元进行通信，通过光纤通讯线将900kV/2A无局放SF6试验变压器、被试GIS和交流移相调压器单元的控制、测量、保护信号进行集中。
所述的交流移相调压器单元由隔离升压变压器、整流器及逆变器三个部分组合而成，其中整流器采用三相不控整流桥，逆变器采用传统两电平结构，隔离升压变压器与主电源隔离。
所述的交流移相调压器单元选用如下技术参数如下：
输入电压0.38kV，三相；输出电压0～5.5kV，单相；额定容量300kVA；移相范围0～180°；过载能力350kVA，1min。
所述的大电流升流单元包括：一次绕组、二次绕组，一次绕组分为3组，由大截面铜线和铁芯组成，二次绕组为配套GIL工装内一次导体，它通过电磁感应原理将经交流移相调压单元和APF滤波之后交流电压感应到大电流回路，继而在大电流回路上建立电流。
所述的交流移相调压器单元选用技术参数如下见：
GIS型，共3组，每组输出电流0～2100A；一次绕组额定电压：5.5kV；二次绕组感应电压：0.055kV；二次绕组感应电流：0～6300A连续可调；配套补偿电容器组：5.5kV，额定容量750kVar，分组可调；高电位光纤电流表5，GIS型CT套于GIS工装上，测量试验回路电流，其传输通过光纤；测量电流范围：0～8000A，精度0.5。
所述的升流单元GIL工装用于配合安装升流单元，其内导体兼做升流单元二次绕组，其上可感应电压，进而建立大电流回路，主要技术参数：额定电压1000kV，额定电流8000A，绝缘水平：工频：1100kV,1min、雷电2400kV，操作1800kV。
所述的单相隔离变压器起隔离作用，一二次绕组中间带有接地屏障隔开，确保SF6试验变压器电源噪声水平较低，为后续局部放电监测提供保证。
所述的900kV/2A无局放SF6试验变压器包括工频试验变压器，其电压通过GIL口对口接入或SF6套管引出。
本实用新型的优点是：通过电压回路和电流回路、900kV/2A无局放试验变压器为试品提供交流高压，外接工频保护电阻，对于交流1000kV输电线路，其长期运行电压为635kV，回路实际试验时可模拟系统短时1.3p.u的过电压，利用电磁感应原理通过3组升流单元给被试GIS通以0～6.3kA的电流，实现被试设备的全电压、全电流运行工况；为模拟不同负载(感性、容性)下的电压电流相位关系，升流单元中包括有交流移相调压单元，实现输出电压连续可调，输出相位0～180°可调。能模拟不同类型负载(感性负载、容性负载)的长期带电试验状况。
此外，回路还适用于敞开式隔离开关、电流互感器、GIL等产品的长期带电试验。
附图说明
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：
图1是回路电流相位可调的GIS/GIL全工况长期带电试验系统原理图；
图2为交流移相调压单元原理图；
图3升流单元接线图及补偿原理图；
图4升流单元安装示意图；
图5SF6出线套管；
图6隔离变压器原理。
图中，1-0.38kV滤波单元、2-交流移相调压器单元、3-有源电力滤波器、4-大电流升流单元、5-高电位光纤电流表、6-升流单元GIL工装、7-GIL对接口、8-SF6出线套管、9-被试GIS、10-柱式调压器、11-单相隔离变压器、12-10kV滤波单元、13-900kV/2A无局放SF6试验变压器、14-后级开关单元、15-光纤通讯线、16-试验测控单元。
具体实施方式
如图1所示，一种GISGIL全工况回路电流相位可调的试验装置，包括：0.38kV滤波单元1、交流移相调压器单元2、有源电力滤波器3、大电流升流单元4、高电位光纤电流表5、升流单元GIL工装6、GIL对接口7、SF6出线套管8、被试GIS9、柱式调压器10、单相隔离变压器11、10kV滤波单元12、900kV/2A无局放SF6试验变压器13、后级开关单元14、光纤通讯线15、试验测控单元16进行电连接；具有300KVA功率容量的0.38kV的输入电压通过0.38kV滤波单元1后进入交流移相调压器单元2的输入端，对输入电压幅值和相位调节后，在通过有源电力滤波器3和大电流升流单元4进行滤波和升流，通过升流单元GIL工装6和GIL对接口7加截在被试GIS9上。
在GIL对接口7一端回路上套接有通过SF6出线套管8，通过SF6出线套管8将GIL对接口7与900kV/2A无局放SF6试验变压器13连接，900kV/2A无局放SF6试验变压器13通过后级开关单元14与10kV滤波单元12、单相隔离变压器11柱式调压器10构成的串联回路连接至10KV/900kVA单相交流上。
试验测控单元16通过光纤通讯线15与900kV/2A无局放SF6试验变压器13、被试GIS9和交流移相调压器单元2进行通信，通过光纤通讯线15将900kV/2A无局放SF6试验变压器13、被试GIS9和交流移相调压器单元2的控制、测量、保护信号进行集中。
0.38kV滤波单元1，用于为祛除电源系统中的高频干扰，确保后续交流移相调压器单元稳定工作，其技术参数为：在0.05～2MHz，插入损耗为70dB，工作电压为0.38kV,额定容量为350kVA。
如图2所示，交流移相调压器单元2由隔离升压变压器、整流器及逆变器三个部分组合而成，交流移相调压器单元2用于调整升流单元输入电压幅值和相位可调。其中整流器采用三相不控整流桥，逆变器采用传统两电平结构，IGBT选择大功率模块(如5.5kV/1200A的IGBT模块)。隔离升压变压器的主要作用是提高整流桥侧交流电压，保障逆变器输出电压达到设计要求，同时起到与主电源隔离的作用。
交流移相调压器单元2主要技术参数见下表：
表1交流移相调压单元技术参数
有源电力滤波器(APF)3，由于交流移相调压单元工作过程中会产生固定相的5次、7次、9次、11次谐波，对升流单元电流波形造成畸变，同时还可能影响后续局部放电监测。故通过设置此有源电力滤波器(active power filter)，将相应的干扰祛除、有源消除。考虑系统中15～25％左右的谐波容量，此APF装置技术参数为：
额定电压：5.5kV，供电电源频率：50Hz，可滤除谐波次数：2～50次，全响应时间：小于10ms，额定容量：75kVA。
如图3、图4所示，大电流升流单元4，包括：一次绕组、二次绕组，一次绕组分为3组，由大截面铜线和铁芯组成，二次绕组为配套GIL工装内一次导体，它通过电磁感应原理将经交流移相调压单元和APF滤波之后交流电压感应到大电流回路，继而在大电流回路上建立电流。
主要技术参数为：GIS型，共3组，每组输出电流0～2100A
一次绕组额定电压：5.5kV
二次绕组感应电压：0.055kV
二次绕组感应电流：0～6300A连续可调
配套补偿电容器组：5.5kV，额定容量750kVar，分组可调。
高电位光纤电流表5，GIS型CT套于GIS工装上，测量试验回路电流，其传输通过光纤。测量电流范围：0～8000A，精度0.5。
升流单元GIL工装6，用于配合安装升流单元，其内导体兼做升流单元二次绕组，其上可感应电压，进而建立大电流回路。主要技术参数：额定电压1000kV，额定电流8000A，绝缘水平：工频：1100kV,1min、雷电2400kV，操作1800kV。
GIL对接口7，用于完成GIL工装和试品的连接。通常由气隔绝缘子和大小法兰过渡盘、一小段GIL母线等组成。主要目的用于回路的快速连接。
如图5所示，SF6出线套管8，用于将交流电压引入，其主要技术参数：额定电压1000kV，额定电流6300A，绝缘介质SF6，气体压力0.4MPa。
被试GIS9为试品，由隔离开关、断路器、快速接地开关、操作机构等组成，是试验考核对象，他承受大电流和高电压。典型试验参数：635kV，6300A全工况。
柱式调压器10，用于调节900kV/2ASF6试验变压器的电压，其额定参数为：
型号：TYDZ-800/10/0～10.5，单相
额定容量：800kVA
输入电压：10kV
输出电压：0～10.5kV
冷却方式：ONAN
调压方式：电动调压
空载损耗：小于1％Sn
负载损耗：小于3％Sn
波形畸变率：＜1.5％
阻抗电压：Uk≤8％(20～80％负载条件下)。
如图6所示，单相隔离变压器11，起隔离作用，一二次绕组中间带有接地屏障隔开。确保SF6试验变压器电源噪声水平较低，为后续局部放电监测提供保证。
单相隔离变压器11技术参数为：额定电压：10/10kV，额定容量：800kVA。
10kV滤波单元12，作用为祛除工频电源系统中的高频干扰，确保后续工频试验变压器局放水平较低。其技术参数为：在0.05～2MHz，插入损耗为70dB，工作电压为10kV,额定容量为800kVA。
900kV/2A无局放SF6试验变压器成套单元13，包括工频试验变压器，其电压可通过GIL口对口接入或SF6套管引出。900kV/2A无局放SF6试验变压器成套单元13至少包括：补偿电抗、电容分压器、耦合电容、测量装置、保护电阻。其主要参数为：
型号：YDSW-900/1800
额定电压：900kV
额定电流：2A
额定容量：1800kVA
局放水平：＜3.0pC
配套补偿电抗器：额定容量：2000kVA，连续可调
低压额定电压：10kV
配套分压器：900kV/800pF兼作局放耦合电容器
配套保护电阻：5kΩ
电流测量：具备高、低压绕组输出电流测量
配套SF6出线套管：900kV(电压引出)
TPU保护装置：配备。
后级开关单元14，用于配套10kV开关柜，起控制保护作用。
光纤通讯线15，GIS/GIL全工况长期带电试验系统的主要通讯方式，通过光纤将各个设备、子系统的控制、测量、保护信号集中。
试验测控单元16，包括电压测量、电流测量、控制保护和数据记录等功能。
Claims (8)
1.一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是，到少包括：0.38kV滤波单元(1)、交流移相调压器单元(2)、有源电力滤波器(3)、大电流升流单元(4)、高电位光纤电流表(5)、升流单元GIL工装(6)、GIL对接口(7)、SF6出线套管(8)、被试GIS(9)、柱式调压器(10)、单相隔离变压器(11)、10kV滤波单元(12)、900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)、后级开关单元(14)、光纤通讯线(15)、试验测控单元(16)进行电连接；具有300KVA功率容量的0.38kV的输入电压通过0.38kV滤波单元(1)后进入交流移相调压器单元(2)的输入端，对输入电压幅值和相位调节后，在通过有源电力滤波器(3)和大电流升流单元(4)进行滤波和升流，通过升流单元GIL工装(6)和GIL对接口(7)加截在被试GIS(9)上；在GIL对接口(7)一端回路上套接有通过SF6出线套管(8)，通过SF6出线套管(8)将GIL对接口(7)与900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)连接，900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)通过后级开关单元(14)与10kV滤波单元(12)、单相隔离变压器(11)、柱式调压器(10)构成的串联回路连接至10KV/900kVA单相交流上；试验测控单元(16)通过光纤通讯线(15)与900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)、被试GIS(9)和交流移相调压器单元(2)进行通信，通过光纤通讯线(15)将900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)、被试GIS(9)和交流移相调压器单元(2)的控制、测量、保护信号进行集中。
2.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是，所述的交流移相调压器单元(2)由隔离升压变压器、整流器及逆变器三个部分组合而成，其中整流器采用三相不控整流桥，逆变器采用传统两电平结构，隔离升压变压器与主电源隔离。
3.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是，所述的交流移相调压器单元(2)选用如下技术参数如下：
输入电压0.38kV，三相；输出电压0～5.5kV，单相；额定容量300kVA；移相范围0～180°；过载能力350kVA，1min。
4.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是，所述的大电流升流单元(4)包括：一次绕组、二次绕组，一次绕组分为3组，由大截面铜线和铁芯组成，二次绕组为配套GIL工装内一次导体，它通过电磁感应原理将经交流移相调压单元和APF滤波之后交流电压感应到大电流回路，继而在大电流回路上建立电流。
5.根据权利要求2所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是：所述的交流移相调压器单元(2)选用技术参数如下见：
GIS型，共3组，每组输出电流0～2100A；一次绕组额定电压：5.5kV；二次绕组感应电压：0.055kV；二次绕组感应电流：0～6300A连续可调；配套补偿电容器组：5.5kV，额定容量750kVar，分组可调；高电位光纤电流表(5)，GIS型CT套于GIS工装上，测量试验回路电流，其传输通过光纤；测量电流范围：0～8000A，精度0.5。
6.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是：所述的升流单元GIL工装(6)用于配合安装升流单元，其内导体兼做升流单元二次绕组，其上可感应电压，进而建立大电流回路，主要技术参数：额定电压1000kV，额定电流8000A，绝缘水平：工频：1100kV,1min、雷电2400kV，操作1800kV。
7.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是：所述的单相隔离变压器(11)起隔离作用，一二次绕组中间带有接地屏障隔开，确保SF6试验变压器电源噪声水平较低，为后续局部放电监测提供保证。
8.根据权利要求1所述的一种GIS/GIL全工况回路电流相位可调的带电试验装置，其特征是：所述的900kV/2A无局放SF6试验变压器(13)包括工频试验变压器，其电压通过GIL口对口接入或SF6套管引出。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |