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500kV超高压配电装置特殊试验

1 概述

GEW系统设备为积木式结构，主要由断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管等（见照片1-9）部分组成。其中的气体绝缘母线是一种气体绝缘的输电管道，外壳与导体的截面为同轴柱结构，导体与外壳通过三角形绝缘子或盘式绝缘子(气室分隔处)连接，其空间充一定压力的SF6气体。绝缘子位于外壳内部，外壳通过法兰联接，这样可以最大限度保证外壳的电气连通性及等电位性。气体绝缘母线的另一个重要的优点是电容比电缆的小，因而即使长距离输电，也不需要无功补偿。

2 工程概况

福建宁德核电站一期1、2号机GIS系统设备由新东北电气（沈阳）高压开关有限公司生产，是引进瑞士ABB高压技术有限公司ELK3型550KV GIS技术而设计的，本次试验共4台机组，12个间隔。包括36台断路器，96台隔离开关，108台接地开关，96台电流互感器，20台电压互感器，12台避雷器，1300多米母线。GIL系统设备由苏州-阿海珐公司生产，三相回路的长度分别约为500米、400米和500米。由于本次试验从开关站外出线套管处加压，GIL耐压试验的同时必须连同GIS设备一同试验，七类设备整体完成交接试验时，单次试验回路最长约900米，试验回路负载大。目前国内外均无整体交接相关规程和标准，试验难度大，试验过程的控制复杂,既要满足交接试验规程要求，又要兼顾各类设备不同特性参数和现场试验条件的限制。试验必须有序多次进行，整个流程是按照试验电

压由高到低顺序操作，加压点选择在开关站500KV出线侧套管处。本次的试验项目主要有：GEW系统整体耐压试验；PT励磁特性和误差校准试验；CT误差校准试验；SF6罐式避雷器系统运行电压和持续运行电压下的全电流、泄露电流试验。

3 GEW系统设备主要电气参数

3.1 GIS系统主要设备

3.1.1 断路器

额定电压：550 kV额定电流： 4000 A 机械稳定性操作：10000次/5000次

额定短路开断电流：63 kA灭弧室电寿命：大于20次峰值耐受电流：171 kA

噪音水平：距断路器最近部位2米，高1.5米处不大于110dB(A)开断时间：≤40 ms

分闸时间：≤30 ms 合闸时间：≤70 ms 额定操作顺序：

O-0.3s-CO-180s-CO

合分时间（金属短接时间）：≤50 ms重合闸无电流间隔时间：0.3s，可调

分合闸不同期性极间同极断口间

分闸不同期性：≤2.5ms≤1.5ms

合闸不同期性：≤4ms≤2ms

3.1.2 母线

额定电压：550 kV最高工作电压：550 kV额定频率：50 Hz

额定电流：母线电流4000 A；进线电流4000 A；出线电流4000 A

额定短路开断电流：63 kA额定动稳定电流(峰值)：171 kA

额定热稳定电流及其持续时间额定值：63/3 kA.s

额定工频耐受电压：相对地(1min)(kV) 740；断口间(1min)(kV)

740+315；零表压下相对地(5min) 1.3倍相电压；零表压下开关断口间(5min) 1.3倍相电压

额定雷电冲击耐受电压：相对地(1.2/50μs)(kV) 1675；断口间

(1.2/50μs)(kV) 1675+450

额定操作冲击耐受电压：相对地(250/2500μs)(kV) 1300；断口间(250/2500μs)(kV) 1300+450

设备温升30K 大修周期?20 年

3.1.3 PT电磁式电压互感器

原边额定电压：500/√3 kV局部放电：≤5 pC负载功率因素cos 0.8 低压线圈绝缘水平：工频1min 耐压(kV)；二次线圈2kV；匝间4.5kV 副边额定电压：100/√3 V；输出容量：75 VA准确级0.2/0.2/3P/3P

3.1.4 CT电流互感器

额定频率：50 Hz额定一次电流：2/4/0.3 kA额定二次电流：1 A

额定输出容量：30/20/15 VA 准确限值系数：30/60 仪表保安系数：10

标准准确级：0.2S/5P60/0.2/T；PY/5P30/0.5

3.1.5 SF6罐式无间隙氧化锌避雷器

系统标称电压：500 kV 避雷器额定电压：420/444 kV 避雷器标称放

电电流：20 kA

避雷器冲击残压(kV)：陡波冲击残压(1/5μs); ≤1075/1137；雷电冲击残压(8/20μs); ≤1046/1106；操作冲击残压(30/60μs); ≤858/907 冲击通流容量试验：雷电冲击通流(kA) 100；大电流冲击耐受

(4/10μs)(2次) 2

电流冲击耐受试验：耐受长持续时间电流冲击18 次不击穿；2000A 压力释放等级(kA) 63 爬电比距(mm/kV) 31 额度电压：420KV

持续工作电压：336KV

3.2 GIL系统母线

充气压力：3.5bar报警压力：3.1bar最小压力：2.9bar

系统额定电压：500kV额定电压：550kV 额定频率：50 Hz额定电流：2000 A

额定工频耐受电压（kV rms）：740kV额定雷电冲击耐受电压（kV peak）：1550kV

额定操作冲击耐受电压（kV peak）：1175 kV 额定短时耐受电流：63kA，3s

零气压5分钟工频耐受电压（kV rms）：1.1×550/√3kV

额定峰值耐受电流（kA）：170kA壳体电阻：5.2μΩ/m导体电阻：6.8μΩ/m

母线电感：0.21μH/m母线电容：54 pF/m

4试验前的准备工作

将试验设备吊装放置在离GIS出线套管大于12米以上的平整夯实地