4732800kV特高压换流站C包交流场一次高压电气设备调试小结.docx

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4732800kV特高压换流站C包交流场一次高压电气设备调试小结

±800kV特高压换流站C包交流场

一次高压电气设备调试小结

摘要：

本文主要对±800kV特高压换流站C包交流场一次高压电气设备的调试试验进行了总结。

关键词：

±800kV特高压换流站，交流场，高压电气试验。

1引言

向家坝—上海±800kV特高压直流示范工程是“十一五”国家电网规划建设的金沙江一期送电华东直流输电工程，工程的建设符合国家能源战略，是进一步落实国家“西部大开发”战略，实现国家电网西电东送总体规划目标，促进资源优化配置的一项重要举措。

也是“十一五”期间扩大川电外送规模，满足华东、华中用电需要的一项工程。

向家坝-上海特高压直流示范工程是世界直流输电发展史上的里程碑工程，也是我国特高压输电技术的开创性工程。

向家坝－上海特高压直流示范工程是世界直流输电发展史上的里程碑工程，也是我国特高压输电技术的开创性工程，既没有直接应用的标准，也没有成熟的技术和经验可供借鉴。

±800kV奉贤换流站工程中许多设备属于新研发的设备，在设计、生产工艺、试验标准和方法上均面临着考验，这就需要在高压电气试验方面按照新的规程，探索采用新的方法，以达到特高压直流工程高压电气试验技术规范要求。

2交流滤波器场高压电气试验项目及方法

2.1套管的交接试验项目如下：

a）绝缘电阻测量；

b）套管的介质损耗因数tanδ和电容量测量；

c）绝缘油试验

2.2试验要求、标准及方法

2.2.1绝缘电阻测量

绝缘电阻测量应符合下列规定：

——套管主绝缘的绝缘电阻不应低于10000MΩ；

——“抽压小套管”对法兰或“测量小套管”对法兰的绝缘电阻，采用2500V绝缘电阻表测量，绝缘电阻值不应低于1000MΩ。

使用5000V兆欧表对套管绝缘电阻进行测量。

使用2500V兆欧表对“测量小套管”对法兰的绝缘电阻进行测量。

所需仪器仪表：

5000V兆欧表，2500V兆欧表。

2.2.2套管的介质损耗因数tanδ和电容量测量

测量应符合下列规定：

——在室温不低于10℃的条件下，套管的介质损耗因数tanδ与出厂试验值比较应无明显变化；

——电容型套管的实测电容量与产品铭牌或出厂试验值相比，其差值应在±10％范围内。

——当测量时的温度与产品出厂试验温度不符合时，可按下表换算到同一温度时的数值进行比较。

介质损耗角正切值tgδ（%）温度换算系数

温度差K

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

换算系数A

1.15

1.3

1.5

1.7

1.9

2.2

2.5

2.9

3.3

3.7

注：

1表中K为实测温度减去20℃的绝对值；

2测量温度以上层油温为准；

3进行较大的温度换算且试验结果超过规定时，应进行综合分析判断。

当测量时的温度差不是表中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定，也可按下述公式计算：

A=1.3K/10

校正到20℃时的介质损耗角正切值可用下述公式计算：

当测量温度在20℃以上时，

tanδ20=tanδt/A

当测量温度在20℃以下时:

tanδ20=Atanδt

式中tanδ20——校正到20℃时的介质损耗角正切值；

tanδt——在测量温度下的介质损耗角正切值。

使用数字式介损测试仪测量套管的介质损耗角正切值和电容量，基本测量原理为矢量电压法，原理框图如下：

所需仪器仪表：

数字式介损测试仪。

2.2.3绝缘油试验

绝缘油试验，应符合下列规定：

——套管中的绝缘油可不进行试验，但当有下列情况之一者，应取油样进行试验；

1）套管的介质损耗因数与出厂试验值比较有明显变化；

2）套管密封损坏，抽压或测量小套管的绝缘电阻不符合要求；

3）套管由于渗漏等原因需要重新补油时。

绝缘油试验采用送检的方式。

3、交流滤波器组

3.1交流滤波器组的交接试验项目如下：

a）电容器组试验；

b）干式电抗器试验；

c）阻尼电阻阻值测量；

d）调谐特性试验；

e）电流互感器试验；

f）避雷器试验；

g）冲击合闸试验。

3.2试验要求、标准及方法

3.2.1电容器组试验

电容器组的试验，参见“4、并联电容器组”的内容。

3.2.2干式电抗器的交接试验项目如下

a）测量绕组连同套管的直流电阻；

测量应在各分接头的所有位置上进行；实测值与出厂值的变化规律应一致；三相电抗器绕组直流电阻值相互间差值不应大于三相平均值的2%；电抗器的直流电阻，与同温下产品出厂值比较相应变化不应大于2%。

测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定：

——测量应在所有分接位置上进行；

——各相测得值的相互差值应小于平均值的2％；

——与同温度下产品出厂实测数值比较，变化不应大于2％；

——当测量时的温度与产品出厂试验时的温度不同时，可按下式换算到同一温度进行比较：

R2=R1（T+t2）/（T+t1）

（1）

式中：

t1——测量时的温度，℃；

t2——产品出厂试验时的温度，℃；

R1——实测电阻值，℃；

R2——换算到产品出厂试验温度时的电阻值，℃；

T——计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。

测量方法采用微机辅助测量法。

原理图如下图所示。

EN—直流电压源；IN—恒流源；LX—电感；RX—被测电阻；

RN—标准电阻；N1、N2—放大器；A/D—模数转换器

当电流达到恒流源电流值IN时，S2合上，S1断开，回路转入稳流状态，回路电流由恒流电源IN强制供给。

当测试回路过渡过程结束后，变压器绕组和回路串联的标准电阻都通过同一电流IN，在变压器绕组两端产生的电压降UX=RXIN；在标准电阻两端产生的压降为UN=INRN，则绕组电阻RX为

RX=

RN

经过高精度放大器和A/D转换器测出绕组和标准电阻两端电压，即可换算得到绕组的电阻值RX。

所需仪器仪表：

直流电阻测试仪。

b）测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；

绝缘电阻值不低于产品出厂试验值的70%。

电抗器电压等级为35kV及以上，且容量在4000kVA及以上时，应测量吸收比，吸收比与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下应不小于1.3。

电抗器电压等级为220kV及以上且容量为120MVA及以上时，宜用5000V兆欧表测量极化指数。

所需仪器仪表：

5000V兆欧表。

c）绕组连同套管的交流耐压试验；

交流耐压试验采用外施工频电压试验的方法。

试验电压波形尽可能接近正弦，试验电压值为测量电压的峰值除以√2，试验时应在高压端监测。

外施交流电压试验电压的频率应为45～65HZ，全电压下耐受时间为60s。

所需仪器仪表：

变压器，电压表。

d）额定电压下冲击合闸试验；

在额定电压下，对变电所及线路的并联电抗器连同线路的冲击合闸试验，应进行5次，每次间隔时间为5min，应无异常现象。

3.2.3阻尼电阻阻值测量

阻尼电阻的测量，经温度换算后与出厂值比较，其变化不应大于5％。

3.2.4调谐特性试验

检查滤波器的调谐点，应符合产品技术条件规定。

3.2.5电流互感器试验

电流互感器试验，参见“9、电流互感器”的内容。

3.2.6避雷器试验

避雷器试验，参见“10、氧化锌避雷器”的内容。

3.2.7冲击合闸试验

在额定电压下对滤波器进行冲击合闸，应进行3～5次，每次间隔5min，无异常。

4、并联电容器组

4.1并联电容器组的交接试验项目如下：

a）每只电容器极对壳得绝缘电阻测量；

b）每只电容器的电容量测量；

c）每桥臂的电容量测量。

4.2试验要求、标准及方法

4.2.1每只电容器极对壳的绝缘电阻测量

每只电容器极对壳的绝缘电阻一般应不低于5000MΩ。

使用2500V兆欧表测量电容器的绝缘电阻。

测量两极对外壳的绝缘电阻时，两级应短接。

注意事项：

在测量前后均应对电容器充分放电；测量过程中，应先断开兆欧表与电容器的连接再停止摇动兆欧表的手柄，以免电容器反充放电损坏兆欧表。

所需仪器仪表：

2500V兆欧表。

4.2.2测量每只电容器的电容值

每只电容器的电容量测量与出厂值相比，变比不应大于5％。

使用数字式电容表测量单只电容器的电容值。

所需仪器仪表：

VC6013电容表。

4.2.3每桥臂的电容量测量

每桥臂的电容量应符合产品技术条件的规定。

使用数字式电容表测量每个桥臂电容器的电容值，并与相邻桥臂电容值比较，尽量使之在平衡范围内。

所需仪器仪表：

VC6013电容表。

5、光电式电流互感器

5.1光电式电流互感器的交接试验项目如下：

a）一次回路的直流电阻测量；

b）光纤系统的衰减测量；

c）激光的功率或电流测量；

d）极性检查和匹配特性试验；

e）一次回路注流试验。

5.2试验要求、标准及方法

5.2.1一次回路的直流电阻测量

一次回路的直流电阻值应符合产品技术条件的规定。

采用电流电压法测量一次回路的直流电阻阻值，测量接线如下图所示。

测量时应先接通电流回路，待测量回路的电流稳定后再合开关S2，接入电压表。

当测量结束，切断电源之前，应先断S2，后断S1，以免感应电动势损坏电压表。

测量用仪表准确级应不低于0.5级，电流表选用内阻小的电压表应尽量选用内阻大的4位高精度数字万用表。

根据欧姆定律，即可计算出被测电阻的直流电阻值：

RX＝

式中：

RX——被测电阻（Ω）；

U——被测电阻两端电压降（V）；

I——通过被测电阻的电流（A）。

注意事项：

电流表的导线应有足够的截面，并应尽量的短，且接触良好，以减小引线和接触电阻带来的测量误差。

当测量电感量大的电阻时，要有足够的充电时间。

所需仪器仪表：

数字式万用表两块。

5.2.2光纤系统的衰减测量

光纤系统的衰减的测量，应采用OTDR法，测量结果应符合产品技术条件的规定。

5.2.3激光的功率或电流测量

激光的功率或电流测量，应符合产品技术条件的规定。

5.2.4极性检查和匹配特性试验

传感器的极性和匹配特性试验应结合一次注流试验进行。

检查传感器的极性、相位移、频率响应及暂态过电流能力，应符合产品技术条件的规定。

电流互感器的极性检查一般都做成减极性的，即L1和K1在铁芯上起始是按同一方向绕制的，极性检查采用直流感应法。

极性检查试验接线如下图所示，当开关S瞬间合上时，毫伏表的指示为正，指针右摆，然后回零，则L1和K1同极性。

所需仪器仪表：

毫伏表。

5.2.5一次回路注流试验

在一次侧注入电流（应不小于10％的额定电流或按制造厂规定），检查控制与

护与二次侧的电流，应符合设计要求。

一次回路注流试验，需要用大电流发生器在一次侧加入大电流，接线图如下图所示，电流值从小电流开始慢慢升到额定电流的10％，待稳定后用电流表在二次侧每个绕组接头间读出二次侧电流值。

所需仪器仪表：

大电流发生器、电流表。

6、SF6断路器

6.1SF6断路器的交接试验项目如下

a）测量绝缘电阻；

b）测量每相导电回路的电阻；

c）测量断路器的分、合闸时间；

d）测量断路器的分、合闸速度；

e）测量断路器合闸的同期性及配合时间；

f）测量断路器合闸电阻的投入时间及电阻值；

g）测量断路器分、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻；

h）测量断路器内SF6气体的含水量；

i）气体密度继电器、压力表和压力动作阀的检查。

6.2试验要求、标准及方法

6.2.1测量绝缘电阻

测量SF6断路器辅助和控制回路绝缘电阻使用1000V兆欧表。

所需仪器仪表：

1000V兆欧表。

6.2.2测量每相导电回路的电阻

一次电气回路的回路电阻值测量采用100A大电流法进行测量

所需仪器仪表：

回路电阻测试仪。

6.2.3测量断路器的分、合闸时间

使用断路器特性测试仪对断路器依次操作分合闸，记录动作时间，与标准比较。

所需仪器仪表：

断路器特性测试仪。

6.2.4测量断路器的分、合闸速度

使用断路器特性测试仪对断路器依次操作分合闸，记录动作速度，与标准比较。

所需仪器仪表：

断路器特性测试仪。

6.2.5测量断路器合闸的同期性及配合时间

除制造厂另有规定外，断路器的分、合闸同期性应满足下列要求：

——相间合闸不同期不大于5ms；

——相间分闸不同期不大于3ms；

——同相各断口合闸不同期不大于3ms；

——同相各断口分闸不同期不大于2ms。

所需仪器仪表：

断路器特性测试仪。

6.2.6测量断路器合闸电阻的投入时间及电阻值

使用断路器特性测试仪对断路器进行操作合闸，记录合闸电阻的投入时间及电阻值，与标准比较。

所需仪器仪表：

断路器特性测试仪。

6.2.7测量断路器分、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻

使用1000V兆欧表测量断路器分、合闸线圈绝缘电阻。

测线圈直流电阻采用伏安法，加＋3V直流电源，测量电流，计算得出直流电阻。

所需仪器仪表：

1000V兆欧表，电流表。

6.2.8测量断路器内SF6气体的含水量

使用微水测试仪检测SF6气体的含水量。

将仪器与待检查设备经设备检测口、连接管路、接口相连接。

连通气路，用SF6气体短时间地吹扫和干燥连接管路与接口。

开机检测，待一起读数稳定后读取结果，同时记录检测时的环境温度和湿度。

微水测试仪读取值需查冰面的饱和水和水蒸气压PW（MPa）。

按下式计算：

体积比浓度=（PW/PT）×10-6（×10-6）

式中：

PT=0.1MPa

按要求将测试值换算到20℃时的数值。

所需仪器仪表：

微水测试仪。

7、隔离开关

7.1隔离开关的交接试验项目如下

a）测量绝缘电阻；

b）测量一次主回路导电回路的电阻；

c）检查操动机构线圈的最低动作电压。

7.2试验要求、标准及方法

7.2.1测量绝缘电阻

一次电气回路上有机材料传动杆的绝缘电阻值测量，采用2500V摇表测量。

所需仪器仪表：

2500V兆欧表。

7.2.2测量一次主回路导电回路的电阻

一次电气回路的回路电阻值测量采用100A大电流法进行测量。

所需仪器仪表：

回路电阻测试仪。

7.2.3检查操动机构线圈的最低动作电压

分合闸线圈最低动作电压值采用外加电源法进行测试。

所需仪器仪表：

变压器，电压表。

8、电容式电压互感器

8.1电压互感器的交接试验项目如下：

a）测量绝缘电阻；

b）介质损耗角正切值tanδ；

c）交流耐压试验；

d）测量电容的电容值；

e）误差测量；

f）测量励磁特性。

8.2试验要求、标准及方法

8.2.1测量绝缘电阻

测量电容式电流互感器的末屏及电压互感器接地端（N）对外壳（地）的绝缘电阻，绝缘电阻值不宜小于1000MΩ。

若末屏对地绝缘电阻小于1000MΩ时，应测量其tanδ

所需仪器仪表：

2500V兆欧表。

8.2.2介质损耗角正切值tanδ

主电容tgδ1、C1的测量：

采用自激法，δ点接Cn的高压端（注意，将“H”专用电缆的专用接地插头同整根电缆一起悬空，不要插入仪器的专用接地端），A点接Cx芯线，此时C2与仪器内部配置的标准电容器Cn串联组成标准回路。

Cn的tgδ≈0，而C2大大地大于Cn（50pF），故测量结果是准确的。

因δ端交流耐压水平为3kV，故介质损试验电压不得超过2.5kV。

接线如下图

分压电容tgδ2、C2的测量：

采用自激法，分压器C2的“δ”点接介损测试仪“Cx”电缆，主电容C1高压端接介损测试仪配置的“H”专用电缆（注意，将“H”专用电缆的专用接地插头同整根电缆一起悬空，不要插入仪器的专用接地端）。

此时，C1与仪器内部配置的标准电容器Cn串联组成标准回路。

接线如下图

所需仪器仪表：

智能型介损测试仪。

8.2.3交流耐压试验

倍频感应耐压试验时，一般可在低压绕组或辅助绕组上施加倍频电压，试验电压一般应加在电压互感器较高的低压端子上，试验中还应考虑到互感器的容升电压（电容电流经过漏抗引起试品端电压升高）。

8.2.4测量电容的电容值

使用电容表测量电容的电容值，应与铭牌相差在

所需仪器仪表：

电容表。

8.2.5误差测量

试验对互感器的每一个二次绕组分别进行，负荷的功率因数为0.8（滞后）。

对同时用于测量和保护的二次绕组，应分别按测量和保护准确级的要求进行试验。

对于测量准确级的试验，应分别在80％、100％和120％的额定电压下进行。

对于保护准确级的试验，应分别在额定电压乘以2％、5％、100％和额定电压因数的电压下进行。

剩余电压绕组在额定电压乘以额定电压因数的电压下试验时接额定负荷，在其他电压下试验时不接负荷。

所需仪器仪表：

角差比差测量仪。

8.2.6测量励磁特性

励磁曲线测量点为额定电压的20%、50%、80%、100%和120%。

对于中性点直接接地的电压互感器（N端接地），电压等级35kV及以下电压等级的电压互感器最高测量点为190%；电压等级66kV及以上的电压互感器最高测量点为150%；

对于额定电压测量点（100%），励磁电流不宜大于其出厂试验报告和型式试验报告的测量值的30%，同批同型号、同规格电压互感器此点的励磁电流不宜相差30%；

所需仪器仪表：

电压表，电流表。

9、电流互感器

9.1电流互感器的交接试验项目如下：

a）测量绕组的绝缘电阻；

b）介质损耗角正切值tanδ；

c）交流耐压试验；

d）测量绕组的直流电阻；

e）误差测量；

f）测量励磁特性曲线；

g）检查变比和极性。

9.2试验要求、标准及方法

9.2.1测量绕组的绝缘电阻

测量绕组的绝缘电阻值，与出厂试验值比较应无明显降低。

检查电流互感器与外界设备的连接确已断开。

将电流互感器一次绕组、二次绕组分别短接，外壳可靠接地。

分别测量一次绕组对二次绕组、一次绕组对末屏、末屏对地、末屏对二次绕组、二次绕组对地及二次绕组之间的绝缘电阻。

所需仪器仪表：

2500V兆欧表。

9.2.2介质损耗角正切值tanδ

一次绕组/末屏，使用正接法，施加试验电压10kV。

介损电桥高压线的屏蔽线接至一次绕组L1、L2（L1、L2短路），末屏接介损电桥CX芯线，二次绕组短路与铁芯等接地，（末屏与地的连接线折除）。

末屏/地，使用反接法，施加试验电压2kV，一次绕组L1和L2端子短接后接于屏蔽“E”，介损电桥高压线芯线接至末屏。

所需仪器仪表：

智能型介损测试仪。

9.2.3交流耐压试验

电流互感器交流耐压试验按出厂试验电压的80%进行。

电流互感器被试绕组短接与试验变压器的高压输出端连接，非被试试绕组短接与外壳接地,末屏接地，如下图所示。

检查器具布置和接线，调压器应置零位。

调整过压保护球隙，使其放电电压值为试验电压的115%~120%。

调整时应拆除变压器与被试品的连接线，并将京毫安表短接，然后合上电源缓慢升压，直至球隙放电，调整球隙，使3次放电电压值均接近要求的整定值，然后将电压降至试验电压值，持续1min，球隙应不放电。

球隙放电时，过流保护应能可靠动作。

恢复试验变压器与电流互感器间的连线，将调压器置零位，然后合上电源，速度均匀地将电压升至试验电压，立即开始计时，持续1min，迅速而均匀地将电压降至零，断开试验电源，挂上接地线。

所需仪器仪表：

变压器，电压表。

9.2.4测量绕组的直流电阻

同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差异不

宜大于10%。

当有怀疑，应提高施加的测量电流，测量电流（直流值）一般不宜超过额定电流（方均根值）的50%。

所需仪器仪表：

QJ44直流电阻测试仪。

9.2.4误差测量

试验对互感器的每一个二次绕组分别进行，负荷的功率因数为0.8（滞后）。

对同时用于测量和保护的二次绕组，应分别按测量和保护准确级的要求进行试验。

对于测量准确级的试验，应分别在80％、100％和120％的额定电压下进行。

对于保护准确级的试验，应分别在额定电压乘以2％、5％、100％和额定电压因数的电压下进行。

剩余电压绕组在额定电压乘以额定电压因数的电压下试验时接额定负荷，在其他电压下试验时不接负荷。

所需仪器仪表：

角差比差测量仪。

9.2.5测量励磁特性曲线

试验时一次绕组开路，二次绕组施加额定频率的实际正弦波电压，对应励磁电流的各点测量所施加的电压，电压最终加到二次极限感应电势时，测量励磁电流。

（一次绕组开路，二次绕组施加工频电压，电流升至额定5A，分别记录（0、0.5、1、2、3、4、5A）下的各点电压，然后绘制励磁特性曲线。

所需仪器仪表：

电压表，电流表。

9.2.6检查变比和极性

电流互感器的变比和极性应与铭牌上标注的相符。

用3V直流电源接于电流互感器的一次侧（正极接输入，负极接输出），在二次侧每组端子间串联电流表，电流表正负极与电源侧对应。

电流表正偏说明是（-）极性，电流表负偏说明是（+）极性。

所需仪器仪表：

电流表。

10、氧化锌避雷器

10.1氧化锌避雷器的交接试验项目如下：

a）绝缘电阻测量；

b）持续电流测量；

c）工频参考电压测量；

d）放电计数器、监测装置动作性能及避雷器基座绝缘检查。

10.2试验要求、标准及方法

10.2.1绝缘电阻测量

测量避雷器的绝缘电阻值，与出厂试验值比较应无明显降低。

使用5000V兆欧表测量避雷器的绝缘电阻值，注意每次测完后应将被试品充分放电，放电时间应大于充电时间，以利于将剩余电荷放尽。

所需仪器仪表：

5000V兆欧表。

10.2.2持续电流测量

测量避雷器在运行电压下的持续电流，其持续电流值应符合产品技术条件的规定。

对试品施加持续运行电压，测量通过试品的全电流和阻性电流。

所需仪器仪表：

变压器、电压表、电流表。

10.2.3工频参考电压测量

对应于工频参考电流下的工频参考电压，整支或分节进行的测试值，应符合产品技术条件的规定。

对避雷器施加工频电压，当通过试品的阻性电流等于工频参考电流时，测出试品上的工频电压峰值。

参考电压是该工频电压峰值除以

。

所需仪器仪表：

变压器、电压表、电流表。

10.2.4放电计数器、监测装置动作性能及避雷器基座绝缘检查

使用避雷器放电计数器检测仪，在避雷器上加入放电电流，以及连续两次冲击电

流时间间隔为1s的情况下，对放电计数器进行放电检查。

使用2500V兆欧表测量避雷器基座的绝缘电阻值。

所需仪器仪表：

大电流发生器、2500V兆欧表。

11、所用变压器

11.1.所用变压器的交接试验项目如下：

a）测量绕组连同套管的直流电阻。

b）检查所有分接头的电压比。

c）检查变压器的接线组别。

d）测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比和极化指数。

e）测量绕组连同套管的介质损耗角正切值