3510kV 变电所调试工法.docx
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3510kV变电所调试工法
35/10kV变电所调试工法
中冶集团华冶资源公司天津工业设备安装分公司
王文凯薛玉龙杨千里彭廷生杨小红
1前言
电气调试是变电所投运前的最后一道工序,分为电气设备试验、继电保护调校和开关传动试验。
电气试验能发现电气设备由于制造、运输、安装过程中碰撞、振动等原因而造成绝缘损坏和潜伏性缺陷,继电保护准确调校、开关传动试验是保证设备可靠运行的关键;电气调试质量直接关系到设备的稳定运行。
本工法编写以工厂常用35kV/10kV变电所典型设计为蓝本。
容量为50MVA、35/10kV双圈三相电力变压器2台;35kV线路8回,内桥接线;10kV线路20回;低压变压器3台。
高、低压侧均采用单母线分段的运行方式,开关柜保护配用数字型微机保护测控装置。
2工法特点
2.1采用先进的调试设备,保证了调试精度,降低了劳动强度,节约人力,缩短工期,提高了效率。
2.1.1用互感器伏安特性测试仪代替传统的电流、电压表法;接线简单,操作方便,减少了人为读数的误差。
2.1.2用变比直阻测试仪代替传统的点极性、双电压表法;变压器和电压互感器组别测试和电压比一次测试完成,并能直接读出变比误差。
2.1.3用开关特性测试仪代替传统的录波法;真空断路器主触头的分合闸时间、分合闸速度及同期性测量可一次完成。
2.1.4用微机继电保护校验仪进行保护的调校,一次接线可完成各种特性和保护的测试等。
2.2合理划分调试区域,根据电气设备数量及试验内容,合埋安排调试程序,减少重复劳动,提高效率。
3适用范围
本工法适用于工厂35kV及10kV变电所的电气调试,对其他电压等级的变电所具有指导作用。
4工艺原理
根据调试量的大小,对调试工作进行分解,制定合理的调试程序;采用先进的调试设备,使复杂任务简单化。
5调试程序及操作要点
5.1调试工作总体安排
5.1.1将调试工作分为三个区域:
35kV配电室、10kV配电室、各变压器室;条件具备时,配备足够的调试设备和人员,组织三个区域平行作业。
5.1.25台变压器的试验根据试验内容组织流水作业;配电柜根据柜内设备、元件种类组织流水作业。
5.1.3交流耐压试验按区域统一安排,一次完成一个区域内所有设备的耐压试验。
5.2调试程序
5.2.1变压器调试程序
5.2.2配电柜调试程序
5.3调试方法及操作要点
5.3.1绝缘试验方法及操作要点
每台电气设备投入运行前都要根据规范要求进行绝缘试验,用以判断该设备是是否存在绝缘缺陷或受潮。
电气设备绝缘试验方法一般有绝缘电阻和吸收比测量、直流耐压试验及泄漏电流测量、介质损耗角正切值tgδ测量、交流耐压试验几种,进行电气绝缘的测量和试验时,当只有个别项目达不到规范规定的要求时,要根据全面试验记录进行综合判断,经综合判断认为可以投入运行者,可以投入运行。
1.绝缘电阻、吸收比试验
1)绝缘电阻的测试在交直流耐压前、后,送电前进行测量;测量电气设备的绝缘电阻能灵敏地反映绝缘情况,有效地发现设备局部受潮或整体受潮和赃污,以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。
吸收比和极化指数能反映设备受潮程度,是判断设备是否受潮的一个重要指标。
2)试验仪器的选择
电动绝缘摇表测量精度高,使用方便,有条件时尽量选用电动摇表;电压等级要根据设备额定电压按规范要求选择。
3)试验方法及步骤
根据不同被试品接线测量:
“E”接被试品的接地端,“L”接被试品的高压端,“G”接屏蔽端。
检查兆欧表,短接“L”端和“E”端其指针指零,开路指针指“∞”时,将高压端用绝缘工具接至被试品,同时记录时间分别读取15s和60s时绝缘电阻值。
断开测试线,对试品短接放电并接地。
4)试验接线及注意问题
测量变压器绕组绝缘电阻时,被测绕组各引线端应短接,非被试绕组短接接地。
2.直流耐压试验及泄漏电流测量
1)试验仪器的选择
用直流高压发生器,直流高压发生器为一体化设计结构,接线简单,操作方便;其容量要满足被试设备的要求。
高压回路的限流电阻的选择原则,应将短路电流限制在二极管短时容许电流的范围内,又不致于造成过大的压降,并能保证过流继电器可靠动作;当被试品击穿时,过流继电器应在0.02s内切断电源;一般按每100kV选0.5~1MΩ电阻。
2)试验接线
按试验设备说明书进行接线,对于电缆、变压器等被试品,其测试耐压端(绕组)要短接,非测试耐压端(绕组)应短接接地。
见图5.3-1。
图5.3.1-1直流耐压试验及泄漏电流测量接线图
3)试验方法及步骤
试验应在干燥的天气条件下进行,将被试品表面擦拭干净,试验场地应保持清洁、有序;按设备说明书接线图进行接线,注意试品及高压连线必须与周围物体有足够的安全距离;试验前要将被试品对地直接放电5min以上。
直流耐压与泄漏电流试验结合同时进行,即在直流耐压过程中随着电压的升高,分段读取泄漏电流值最后进行直流耐压,升压速度应均匀,以每秒3KV为宜,施加电压应符合规范要求。
检查接线正确后,接通电源,进行升压操作。
试验过程中,若有击穿、闪络、微安表大幅度摆动或电流突变等异常情况发生,应立即降压,断开电源,并查明原因处理后再进行试验。
试验完毕,降压、切断电源;将被试品对地充分放电,对周围可感应静电电压的设备,必要时也应进行对地放电。
放电时应先用放电棒放电电阻端放电,放电时应带好劳保用品。
4)试验注意事项
高压接线应选择绝缘良好的导线,微安表应使用屏蔽导线,以减小试验误差。
微安表接于高压侧时,绝缘支柱应牢固可靠、防止摇摆倾倒。
对于分相试验设备,非试验相线圈应短接接地。
被试设备及高压导线应与其他物体及大地保持足够的安全距离,避免高压导线对地泄漏电流的影响。
试验完毕或中途检查时,必须牢记降压后切断电源,并充分放电,时间应在5min以上。
因电力电缆、变压器对地电容大,必须先经适当的放电电阻对试品进行放电,如果直接对地放电,可能产生频率极高的振荡过电压,对试品的绝缘有危害。
放电电阻视试验电压高低和试品的电容而定,电阻值可按每千伏试验电压200~500Ω选择。
5)试验结果分析
耐压电压保持到规定时间,如无破坏性放电使微安表指示突然增大,则认为直流耐压通过。
泄漏电流应符合允许的标准,并与同条件同方法的以往试验进行比较。
泄漏电流的数值,不仅和绝缘的性质、状态有关,而且与其绝缘结构、设备容量有关,因此不能仅从泄漏电流值来判断绝缘是否良好,重要的是观察其温度特性、时间特性、电压特性及长期以来的变化趋势进行综合判断。
3.介质损耗角正切值tgδ试验
1)试验设备采用数字式自动介损测试仪,使用方便,测量的数据人为影响较小,测量精度及可靠性较高。
2)试验接线
数字式自动介损测量仪为一体化设计结构,按设备使用说明书接线。
3)试验操作步骤
试验线接完检查无误后,给上电源,设定好测试电压值,按启动按钮,即可自动测试。
4)被测绕组的介质损耗角应符合规范规定或产品要求。
4.交流耐压试验
在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值测量合格后进行。
如在这些非破坏试验中已查明绝缘有缺陷,则应设法消除,并重新试验合格后才能进行交流耐压试验。
1)交流耐压试验设备的选择
试验设备通常有试验变压器、调压设备、过流保护装置、过压保护装置、保护球间隙、保护电阻等。
试验设备的容量要根据被试设备的电容电流来选择,一般不得超载运行;调压设备要有过流和过压保护装置。
大容量变压器一般采用串联或并联谐振法进行耐压试验。
保护电阻按0.1~0.5Ω/V选取,不宜太大或太小。
2)试验接线见图5.3.1-2。
图5.3.1-2工频交流耐压试验接线图
3)试验方法
多绕组的被试品进行耐压试验时,应将被试绕组自身的两个端子短接,非被试绕组应短接并与外壳连接接地。
交流耐压试压时加压至试验电压后的持续时间,凡无特殊说明者,均为1min。
升压必须从零开始,切不可冲击合闸。
升压速度在40%试验电压以内可不受限制,其后应均匀升压,速度约为每秒3%的试验电压。
任何被试品在交流耐压前,应先进行其他绝缘试验,合格后方可进行交流耐压试验。
充油设备经滤油或运输时,耐压试验前还应将试品静置一段时间,以排除内部可能残存的空气。
接上试品,接通电源,开始升压,升压过程中应密切监视高压回路,监听被试品有无异响,升至试验电压时,开始计时。
耐压试验后,迅速均匀降压到零,并切断电源。
在升压和耐压过程中,如发现电压表指针摆动很大,电流表指示急剧增加,被试品冒烟、焦臭、闪络、燃烧或发出击穿响声,应立即停止升压,降压停电后查明原因。
这些现象如查明是绝缘部分出现的,则认为被试品交流耐压试验不合格,如确定被试品的表面闪络是由于空气湿度或表面脏污等所致,应将被试品清洁干燥后再进行试验。
4)试验注意事项
如被试品为有机绝缘材料,经试验后,应立即进行触摸,如出现普遍或局部发热,需经处理,在行试压。
升压前应检查调压器是否在零位,若在零位方可加压。
试验结束拆线,或中间试验检查接线,必须降压,断开电源,并挂接地后方可进行高压侧拆线或检查。
应注意谐振(电压、电流)及波形畸变对试验及试验设备的影响,对于重要的及大容量的设备,在进行交流耐压时,必须在高压侧测量电压。
5.3.2变压器试验内容、方法及操作要点
变压器绝缘试验方法和操作要点见5.3.1,不再叙述。
1.变压器油试验
准备注入变压器或设备内的绝缘油,按规范要求进行击穿电压试验、简化分析试验或全分析试验。
绝缘油当需要混合时,在混合前,应按混油的实际使用比例先取混油样进行分析,混油后还应按规定进行绝缘油试验。
2.测量绕组连同套管的直流电阻
用双臂电桥或直阻测试仪测量;测量应在各分接头的所有位置上进行。
3.检查变压器接线组别和所有分接头的电压比
用变压比电桥检查,不同设备厂家要求不一样,接线和操作按厂家说明书要求进行。
4.测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比
5.测量绕组连同套管的直流泄漏电流
6.测量绕组连同套管的介质损耗角正切值
7.交流工频耐压试验
8.冲击合闸试验
冲击合闸试验在额定电压下进行,应进行5次,每次间隔时间宜为5min,应无异常现象;对中性点接地的电力系统,试验时变压器中性点必须接地。
9.相位检查
送电正常后,用标准电压表测量三相电压值,用相序表检查变压器的相位,三相电压和相位必须与电网一致。
5.3.3配电柜内设备试验内容、方法及操作要点
绝缘试验方法和操作要点见5.3.1,不再叙述。
1.电流互感器试验
1)绝缘电阻测量
2)绕组直流电阻测量。
采用回路电阻测试仪,应测量每个绕组的直流电阻;同型号、同规格、同批次的直流电阻和平均值的差异不宜大于10%。
3)互感器励磁特性试验。
用一体化伏安特性测试仪进行测试,按说明书接线,无误后,接通电源,设定参数,升压测试。
4)电流比检查。
用电流表法检查,成套大电流发生器升流。
试验时,为了减少设备的搬运、接线,可将电流线加至主母线上,短接本柜开关下口接火点,进行升流测量。
5)互感器介质损耗角正切值测量。
6)工频耐压试验。
与成套柜内其他设备一起进行。
2.电压互感器试验
1)绕组直流电阻测量。
2)绕组绝缘电阻测量。
3)35kV电压互感器的介质损耗角正切值测量。
4)工频交流耐压试验。
5)变比测量、接线组别和极性测试。
三相互感器一、二次绕组连接后用变压器变比组别测试仪整体测试。
3.无间隙金属氧化物避雷器试验
1)测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻。
2)测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流。
3)测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流。
4)工频放电电压试验。
工频放电电压试验时,放电后应快速切断电源时间不大于0.5s,过流保护动作电流控制在0.2~0.7A。
4.二次回路检查
1)测量绝缘电阻。
用500V兆欧表测量二次回路每一支路和操动机构电源回路的绝缘电阻,均不应低于1MΩ。
2)交流耐压试验。
当回路绝缘电阻低于10MΩ时,应进行交流耐压试验,试验电压为1000V,时间1min。
5.微机综合保护测控装置试验
用微机继电保护测试仪校验,不同生产厂家,接线、测试和定值设定也不同,根据调试大纲的要求进行试验。
检验内容一般包括:
1)外观及配置、接线检查。
保护装置外观应清洁良好,无明显损坏及变形现象;端子排连接应可靠,且标号清晰正确;切换开关、按钮、键盘等应操作灵活,手感良好。
2)绝缘电阻检测。
3)通电检验。
调整日期与时钟,软件版本及装置系列号核查。
4)定值整定。
定值输入,定值组切换检验,定值失电保护检验。
5)开关量输入回路的检查。
调出开关量显示状态,依次进行开关量的输入和断开,监视所显示开关量的变化情况。
6)模拟量输入的精度检验。
保护装置进入测量子菜单,将三相电压、电流通入装置中,检查显示的测量值是否与输入值相符。
7)保护定值检验。
测量各种保护的最小动作值和动作时间。
8)装置整组试验。
整组动作时间测量,测量从模拟故障至断路器跳闸回路动作的保护整组动作时间;逻辑检验和开关量输出检查,装置按整定书要求投入,整定值也按整定书要求设置,模拟各种形式故障,检查保护装置的输出接点动作的正确性。
9)断路器联动试验。
保护装置的保护功能按整定书要求投入,整定值也按整定书要求设置。
投入保护装置的跳、合闸压板。
模拟各种保护故障进行试验。
10)带负荷试验。
保护装置在正常运行状态下,进入测量子菜单,查看三相电流和三相电压幅值和相位,确定电流回路和电压回路接线的正确性。
11)试验结束后,复归所有故障存储记录,恢复在试验中根据需要改变的整定值。
清除故障记录和开关跳投次数的存储,检验实时时钟的校正和同步。
6.真空断路器试验
为试验方便,在开关传动试验后再进行真空断路器的分合闸时间、速度及同期性等特性试验。
试验项目包括:
绝缘电阻测量,每相导电回路电阻测量,交流耐压试验,主触头的分、合闸时间,分、合闸速度及同期性测量,操动机构试验。
开关特性测量采用开关动特性测试仪,试验接线和操作要按设备使用说明书要求进行。
7.高压电缆试验
1)试验项目:
绝缘电阻测量,直流耐压试验及泄漏电流测量,测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比,检查电缆两端的相位。
2)试验设备的选择:
金属屏蔽层电阻和导体电阻比用回路电阻测试仪测量;相位检查用万用表或信号指示灯;直流耐压试验采用成套直流高压发生器。
试验时,试验设备外壳及非被试相要可靠接地,具体见5.3.1直流耐压试验和泄漏电流测量相关内容。
8.系统交流耐压试验
1)试验方法。
按母线分段分开试验,试验时A、B、C三相分别进行。
除电压互感器、真空断路器断口、避雷器单独进行耐压试验外,柜内绝缘子、穿墙套管、电流互感器、真空断路器、带电显示装置联在一起进行试验
2)试验电压值采用连接的各种设备中的最低标准,试验时间为1min。
3)试验设备的选择和方法见5.3.1交流耐压试验。
4)试验前后均要测量绝缘电阻值,不应有明显差别。
9.送电试运行
1)系统内各电气设备全部试验合格后,才能进行送电试验。
送电前先测试主母线各相间及对地绝缘电阻,符合送电条件才能进行送电操作。
2)母线送电试验要分段进行,先用一回线路给本段母线送电,再通过分段开关给另一段母线送电;两段母线送电完成后,断开分断开关,再按运行要求将另一回线路投入运行。
3)母线核相试验。
两段母线按运行要求投入运行后,进行核相试验,先用数字万用表在电压互感器二次侧核相,再用高压核相仪在一次侧核相。
6材料与设备
6.1电气调试辅助材料表
35kV变电所调试辅助材料表见表6.1-1。
表6.1-135kV变电所调试辅助材料表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
绝缘手套
35kV
副
1
2
绝缘手套
10kV
副
1
3
绝缘靴
35kV
双
1
4
绝缘靴
10kV
双
1
5
放电棒
只
1
6
连接导线
套
2
7
警示牌
只
5
8
围拦绳
米
50
6.2电气调试试验设备表
35kV变电所电气调试需用设备表见表6.2-1。
表6.2-135kV变电所电气调试设备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
工频试验变压器
TDM(JZ)30KVA/100KV
套
1
2
工频试验变压器
YD20kV/100kV
套
1
3
高压直流发生器
ZGF-120KV/2mA
套
2
4
互感器伏安特性测试仪
HGY
套
1
5
智能化介质损耗测试仪
JSY-03
套
1
6
高压开关机械特性测试仪
KJTC-1V
套
1
7
微机继电保护测试仪
TGST6630
套
1
8
全自动变比组别测试仪
BZC
套
1
9
回路电阻测试仪
HLY-111(200A)
套
1
10
标准电流互感器
0.2级
台
2
11
标准电压表
0-600V
台
2
12
标准电流表
0-5-10A
台
2
13
钳形多功能查线仪
ML-100
块
1
14
高压核相仪(10kV)
YSB888
套
1
15
高压核相仪(35kV)
DHX
套
1
16
氧化锌避雷器测试仪
YBL-111
套
1
17
钳形接地电阻测试仪
YSB856
套
1
18
数字兆欧表
BY2671
块
2
19
数字万用表
F8840A/059
块
4
7质量控制
7.1执行的规程、规范
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150-2006)
调试设备使用说明书
电气设备随机资料
7.2质量控制措施
7.2.1进行设备绝缘试验时要记录气象情况、环境温度、湿度、被试设备温度、试验日期及使用仪表。
7.2.2试验设备必须检定合格并在有效周检期内。
7.2.3调试人员持证上岗。
7.2.4检查测量结果及时与出厂报告和规范要求比较,有问题时及时检查处理再进行下步试验。
7.2.5各项试验前应对所有参加试验的人员进行技术和安全措施交底。
8安全措施
8.1进行电气试验作业应严格执行电力作业安全操作规程。
8.2试验前由试验技术负责人向试验人员及监护人员进行安全教育,强调安全注意事项。
8.3电气高压试验试验电压等级较高,试验工作不得少于两人,并设专人监护。
8.4试验装置的金属外壳可靠接地,高压引线尽量缩短,必要时用绝缘物支挂牢固。
8.5试验现场装设遮拦或围栏,悬挂“止步,高压危险!
”的标志牌,并专人看护。
8.6高压试验加压前认真检查试验接线,然后通知有关人员离开被试设备,取得试验负责人许可后加压,加压过程中要有人监护。
高压试验人员在加压全过程中,要精力集中随时警戒异常现象发生,操作人员站在绝缘板上。
8.7变更接线或试验结束时,先断开试验电源,放电,并将升压设备的高压部分短路接地。
8.8试验结束时,试验人员应拆除自装的接地短路线,对被试设备进行检查并清理现场。
8.9调试人员应熟悉供配电系统,保证送电部位准确,送电设备要做明显标识。
8.10送电操作严格执行送电操作票制度。
9环保措施
9.1施工现场的环境管理保护符合国家《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》等法律法规的规定。
9.2试验人员着装统一,干净整洁。
9.3配电室内禁止吸烟及乱扔杂物,保持室内干净;
9.4试验设备摆放整齐、有序;
9.5带电设备挂上有电危险、禁止靠近等安全警示牌;
9.6绝缘油样品试验完成后,回收至指定位置,不能随地抛撒,污染土壤;
9.7保持配电室内试验和出入的通道畅通。
10效益分析
本工法采用国内先进的调试设备,科学合理地安排施工顺序,加快了施工进度,保证了调试质量和设备的可靠运行。
与传统的调试方法相比,调试时间能缩短三分之一,作业人员的数量和劳动强度也有明显减少。
11应用实例
天钢东移二期工程包括鼓风机站、烧结配套工程、原料厂工程,有变电所(配电室)12个,调试工作量75万元,采用本工法后,工期提前15天,节约调试人工费约18万元。
天钢双棒材工程10kV变电所2个,采用本工法后,工期提前8天,人工费节约4万元。
黄骅中铁高炉、烧结项目,变电所及配电室12个,调试工作量55万元,采用本工法后,工期提前10天,人工费节约8万元。
天钢高速线材工程变电所3个,工期提前8天,人工费节约6万元。
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- 关 键 词:
- 3510kV 变电所调试工法 3510 kV 变电所 调试