关于GIS最新核相方法的研究和应用
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摘 要：随着科技的发展，大型化工电力系统多采用性能更加稳定的GIS设备，作为高电压等级的配电设备，克服化工项目污染严重、环境恶劣等因素对电力系统的影响。该研究方法针对GIS设备常规核相方法加压时间长、安全措施烦琐的弊端，研究了一套全新的、免加高压的核相操作工艺，降低了核相成本和操作风险，缩短了核相周期。该方法操作简单、可操作性强，有效降低了人员触电和设备短路风险，为电力系统首次安全送电打好基础。
关键词：GIS核相;施加电压;环网;检修状态
中图分类号：TM595 文獻标志码：A
0 引言
GIS是气体绝缘金属封闭开关设备的简称，其结构可以有效避免异物对系统的影响，其可靠性和安全性都很高。GIS所在系统在首次送电前，需要核对站内电源与地区电网的相序、站内GIS系统的相序和站内整个系统连接后的系统相序正确，确保电力系统一次送电成功。
传统核相方法多为直接接触一次设备核相法和借助二次系统核相等方法，存在高压触电危险和核相结果不准确的缺陷，如一次接触的方法需要将GIS系统的电缆终端拆开，然后将电缆终端与核相装置连接进行直接核相，核相工作完毕后，再将电缆终端安装好，充入SF6气体，此过程比较复杂，而且在GIS系统电缆终端拆除过程中会出现GIS系统的封闭性问题，造成GIS系统封闭性能降低，绝缘性能下降，容易引发触电事故。还有部分进线GIS变电站由于不装设电压互感器而无法核相的问题，利用GIS带电显示装置核相的方法或在电压互感器的二次回路中核相等方法，这些方法虽然避免了GIS系统电缆终端拆开及回装核相所引起的GIS系统的封闭性问题，但是其利用GIS两相带电显示装置取样口和二次回路作为核相口，存在二次回路接线误差等问题，其核相误差比较大。
该文所讨论的方法在国内外首次提出了安全解决GIS设备的核相方法，成功突破了高电压等级GIS设备的传统核相难题，实现了GIS设备在不损坏设备机构的前提下正确核对相序，为GIS设备所在系统一次性成功提供保障。
1 核相基本思路
该方法研究了GIS全密封的结构特点，灵活调整系统运行方式，可以将密封的母线“暴露”出来，然后通过一系列可行的办法，准确无误地核对GIS所在系统相序。具体原理如下。
1.1 核对GIS系统整体相序一致
调整系统运行方式，使GIS形成“环网”，通过接地刀闸接地，将其内部的导体裸露出来，在不损坏GIS密封的前提下，使用绝缘遥测相线之间的阻值，如果两相线之间测量的电阻值为0，则说明所测的2个相线的相序错误。
1.2 核对GIS进线之间的相序
在1条进线上外接电源（380 V），处于“环网”状态的GIS会将电源反送至另外一条未接引电源的进线处，此时核对2条进线之间的相序，如果两相线之间测量的电压值为0，则说明所测的2条进线相线同相。
1.3 核对GIS整体相序
将2条线路通过GIS核相仪并列运行，若可以合环则说明GIS整体相序正确。
1.4 核对下级电压等级GIS相序
其方法与上级GIS核对方法一致，两相线之间测量的电阻值为0，则说明所测的2个相线的相序错误。
1.5 核对下级电压等级GIS各母线间的相序
上级“环网”状态下的GIS通入380 V电源，并将2套GIS间的主变压器转为运行状态，所有需核相的母联和分段都转为热备用状态。将需要核相母线所对应PT的快速接地刀闸接地联片拆开，在快速接地刀闸拆开处核对相序，如果核相母线间电压值为0，则说明同相，分别对每段母线之间进行相序核对。
2 在项目中的应用
该方法尤其是在多个电压等级中都选用GIS设备的电力系统中有突出效果，已在400万t/年煤炭间接液化示范项目中的330 kV变电站和双烃110 kV变电站成功应用，330 kV变电站的3个高电压系统均选用了气体绝缘供配电设备，包括330 kV GIS、110 kV GIS和35 kV气体绝缘柜，110 kV变电站2个高电压也选用了气体绝缘供配电设备，包括110 kV GIS和35 kV气体绝缘柜。
以400万t/年煤炭间接液化示范项目中的330 kV变电站中应用为例。
2.1 调整运行方式，核对进线相序
采用GIS三工位开关，灵活调整系统运行方式，解决进线为架空线路的GIS系统相序问题。将2条进线以及GIS系统中所有母联和分段都转为运行状态，合上所有进线开关和馈线连接母线的2个隔离刀闸，通过GIS三工位开关，将GIS的运行方式调整到“环网”方式。合上进线PT接地刀闸并拆开其接地连片，此时GIS内部的相线作为绝缘遥测点，该方法不损坏GIS密封。采用绝缘摇表，分别对地、相间摇测绝缘，如果两相线之间测量的电阻值为0，则说明所测的2个相线的相序错误。
2.2 施加模拟电源，核对线路间相序
采用外接电源（380 V），模拟一次系统送电，验证2条架空线路进线间的相序正确。在“环网”状态下GIS的一条进线上外接380 V电源，在另一条未接引电源的进线处会出现380 V电压，此时核对2条进线之间的相序，如果两相线之间测量的电压值为0，则说明所测的2条进线相线同相。
2.3 系统合环，核对整体相序
采用系统合环办法，检验进线为架空线路GIS整体相序正确。在GIS户外门型架线路的绝缘套管上都接入同样的380 V电源，运用GIS “环网”方式，在GIS户外门型架绝缘套管上利用万用表进行核相，如果两相线之间电压值为0，则说明两相线为同相。核相后将2条线路通过GIS核相仪并列运行，若合环成功，说明GIS整体相序正确。
2.4 改变下级系统运行方式，核对下级系统相序
采用下级GIS三工位开关改变系统运行方式，解决下级进线为变压器的GIS整体相序问题。其方法与上级GIS核对方法类似，此时不需外加电源，上一级GIS处于“环网”运行状态，主变压器冷备用，合上下级GIS所有进线开关以及馈线连接母线的2个隔离刀闸;选择其中1条母线PT的接地刀闸处进行摇测绝缘电阻，采用绝缘摇表，分别对地、相间摇测绝缘，如果两相线之间测量的电阻值为0，则说明所测的2个相线的相序错误。
2.5 下级模拟送电，核对下级系统相序
采用逐级送电使下级GIS带电，验证下级GIS各母线间相序正确。在上级“环网”GIS的户外门型架线路的绝缘套管上，接入380 V电源，并将主变压器转为运行状态，将下级所有需核相的母联和分段都转为热备用状态。将要核相母线所对应PT的快速接地刀闸接地联片拆开，在快速接地刀闸拆开处核对相序，如果核相母线间电压值为0，则说明同相，分别对每段母线之间进行相序核对。
3 结语
该次研究的GIS核相方法，核相可靠性高，核相成本低，与常规开放式变电站核相工艺相比较，无需重复拆装电缆终端、试验终端和重复充装SF6气体，可节省大量人工时，加快了后续施工进度，节约了施工成本。该方法脱离传统高压核相仪的限制，不用直接接触一次带电设备，降低了人员触电和设备短路的风险。该方法在变电站首次送电前即可完成GIS系统核相工作，提前检验系统相序，提高送电安全系数和送电效率。
该方法已取得国家发明专利，在重要的GIS系统中成功实施，在变电站安全送电中起到积极作用，为后续项目建设提供稳定电源。
参考文献
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