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CN106374380B - Gis母线备用间隔不停电扩建功能模块及扩建方法 - Google Patents

Gis母线备用间隔不停电扩建功能模块及扩建方法 Download PDF

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CN106374380B
CN106374380B CN201611013637.XA CN201611013637A CN106374380B CN 106374380 B CN106374380 B CN 106374380B CN 201611013637 A CN201611013637 A CN 201611013637A CN 106374380 B CN106374380 B CN 106374380B
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张长虹
吕金壮
李万民
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China Southern Power Grid Corp Ultra High Voltage Transmission Co Electric Power Research Institute
China Southern Power Grid Co Ltd
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Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co
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Abstract

GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，用于布置在GIS的第一母线与第二母线上，包括第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)、第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)、扩建端、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室；包括第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)结构相同，第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)的两侧均设有两个隔离断口，并能实现同时分闸或合闸。优点是，在双母线的布置方式中，仅需要一个集成模块，即可以保证GIS母线在新建间隔整个扩建施工以及交接耐压试验全过程不停电且安全可靠运行。

Description

GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块及扩建方法
技术领域
本发明涉及220kV及以上电压等级的换流站/变电站技术领域，更具体地说，涉及一种GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块及使用方法。
背景技术
随着电力技术的进步以及国民经济的发展，GIS产品在市场上依靠自身结构占地面积小，运行故障率低、重量轻、免维护等一系列优势得到越来越多的应用。
目前从国内外各大主流GIS设备厂家对于备用间隔扩建结构的设计来看，备用扩建间隔与运行母线中间只有一个隔离断口，因此在进行GIS备用间隔扩建安装以及交接耐压试验时均需对原运行母线进行停电处理，避免对接安装时隔离断口放电击穿造成的人身伤害，同时防止交接试验时隔离断口两端反向叠加过电压导致放电击穿的设备安全事故的发生。对于运行单位来说，协调变电站母线停电意味着工程进度的延误、人力物力的浪费以及停电带来的直接或间接的经济损失。据粗略估算，对于一个500kV变电站，停电一天的直接经济损失可达数百万元以上，更有一些变电站，由于上下游客户的特殊性，如大型冶炼工厂、重要政府机关部门等，导致协调母线停电的难度极高，严重影响工程的投运时间，间接造成巨大的经济损失。因此在项目招标初期，很多业主已经在GIS的技术规范书中明确：GIS备用间隔设计方案需满足在GIS在后期扩建过程中不停运行母线的要求。
已有部分运维单位尝试使用新型的GIS方案以及试验方法来解决以上GIS扩建不停电的要求。目前，主要措施有下面两种方式：
一、采用波纹管对接GIS母线技术。这种方式仅仅达到对扩建设备进行工频耐压交接试验时不停运行母线的目的，但在波纹管对接安装过程中仍然需要对GIS运行母线进行停电处理。因此，这种方式未能完美解决GIS扩建设备时不停母线的问题，同时，也存在一定的安全隐患，例如：波纹管对接段是无法参与工频耐压交接试验考核的，只能通过对其带电运行24小时进行绝缘考核，如果波纹管对接段腔体内部存在粉尘颗粒物或者尖端毛刺，仅仅以运行相电压进行考核是存在盲区的；
二、采用GIS同频同相交流耐压试验技术并研制出相应的耐压试验装置。该技术以相邻设备运行电压(如取母线电压互感器二次侧电压)作为参考电压，通过调感串联谐振方式产生试验电压。该技术对相位角控制的精度要求极高，而且试验过程中隔离断口一旦出现击穿故障，仍然会影响母线的正常带电运行，从而造成电网事故。因此，同频同相耐压技术的推广受到极大的限制，要求在耐压过程中母线隔离断口不能出现任何的放电故障，否则，会导致电网停电事故，存在非常高的风险。
综上，为满足GIS间隔扩建安装及交接耐压试验时不停母线停电的需求，急需设计一种新型的GIS不停电扩建功能模块，既保证扩建过程中以及交接耐压试验时原GIS运行设备不需停电，又能够降低了对接安装过程中对接新旧SF6气室的风险，有效节省GIS扩建工期，提高施工效率，避免由于母线停电带来的各种损失。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种能够在母线不停电的前提下进行母线备用间隔进行扩建以及交接耐压试验的，且满足安全检测需要，安全性高的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块及使用方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，用于布置在GIS的第一母线与第二母线上，包括第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)、第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)、扩建端、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室；包括第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)结构相同，第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)的两侧均设有两个隔离断口，并能实现同时分闸或合闸；连接在第一母线的分支电路依次通过第一气室、第二气室、第五气室、第四气室、第三气室后与第二母线连接，形成分支回路；第一双断口隔离开关(DDS1)设置在第一气室的分支回路上，第一接地开关(ES1)与第一双断口隔离开关(DDS1)连接；第二双断口隔离开关(DDS2)设置在第三气室的分支回路上，第二接地开关(ES2)与第二双断口隔离开关(DDS2)连接；第三接地开关(ES3)与第二气室的分支回路连接；扩建端与第五气室的分支回路连接。
在双母线的布置方式中，仅需要一个集成模块，即可以保证备用间隔在整个扩建施工以及交接耐压试验全过程不停电且安全可靠运行。
作为方案一的改进，气室之间通过盆式绝缘子隔离。
作为方案一的改进，第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)均为三相机械联动。
双断口隔离开关采用机械联动，稳定性高且安全可靠。
作为方案一的改进，第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)采用手动的临时接地刀闸。
双断口隔离开关和接地开关分别由两个操作机构控制动作，该设计有利于优化及简化刀闸操作时序，避免误操作。
一种基于方案一至四任一项GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块的扩建方法，其方法步骤如下：
1)一期工程建设，在GIS母线备用间隔安装功能模块；
2)对功能模块的备用间隔与母线进行工频耐压交接试验，完成工频耐压交接试验考核通过后，所有设备带电运行，一期工程建设完毕；
3)二期工程建设，扩建间隔与备用间隔通过功能模块进行对接安装，母线保持通电状态；
4)对扩建间隔进行工频耐压试验，母线保持通电状态；
5)通过步骤4工频耐压试验后，一期工程的设备与二期工程的设备带电运行。
作为方案五的改进，对备用间隔进行工频耐压交接试验的具体步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)以及第三接地开关(ES3)操作为分闸状态；
3)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态；
4)将一期工程安装完毕的完整间隔中的第三接地开关(ES3)、第四接地开关(ES4)操作为分闸状态，将完整间隔中的第一隔离刀闸(DS1)、第二隔离刀闸(DS2)、第一隔离刀闸(DS3)操作为合闸状态，断路器(CB)操作为合闸状态；
5)通过工频耐压装置与完整间隔的出线端套管连接，进行工频耐压交接试验；试验电压通过母线使带扩建功能模块的备用间隔带电，一起进行工频耐压交接试验；
6)工频耐压交接试验完成后，将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作为分闸状态，再将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)以及第三接地开关(ES3)操作为合闸状态。
作为方案五的改进，步骤3中对接安装的具体步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至分闸状态，第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)处于合闸接地状态；
3)第三接地开关(ES3)操作为合闸接地状态；
4)将第二气室、第四气室的气体气压从额定气压降低为安全气压；
5)回收第五气室的气体气压至大气气压；
6)拆开扩建端的密封盖进行对接安装扩建间隔；
7)进行扩建间隔的对接安装；
8)安装完成后，将第二气室、第四气室以及第五气室的气体压力充入额定压力的SF6气体；
9)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)处于分闸状态，将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态，扩建间隔可正常带电。
作为方案五的改进，步骤4中工频耐压试验步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)对扩建间隔也充入额定压力的SF6气体；
3)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至分闸状态；
4)第三接地开关(ES3)操作为分闸状态；
5)第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)操作为合闸接地状态；
6)扩建间隔的出线端与工频耐压装置的高压引线相连接；
7)工频耐压装置升压至试验方案要求值，开始1min的工频耐压试验考核；
若绝缘试验考核不通过，隔离断口被击穿，可以通过临时接地ES1、ES2形成击穿放电回路，不影响第一、第二母线的正常运行。
8)交接试验结束后拆除高压引线。
10)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)处于分闸状态，第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态，扩建间隔可以正常带电。
本发明具有以下有益效果：在功能模块安装成功后，对备用间隔的扩建或进行工频耐压交接试验均不用对母线进行停电，避免停电带来的各种损失，且扩建操作简单，安全可靠。另外，该功能模块可大幅度降低GIS气室对接安装过程中的作业风险，大幅节省了SF6气体的充放处理时间，有效提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块的接线示意图。
图2为本发明的对备用间隔进行工频耐压交接试验的接线示意图。
图3为本发明的扩建间隔与备用间隔通过功能模块进行对接安装的接线示意图。
图4为本发明的对扩建间隔进行工频耐压试验的接线示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，用于布置在GIS的第一母线与第二母线上，包括第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2、第一接地开关ES1、第二接地开关ES2、第三接地开关ES3、扩建端、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室；包括第一双断口隔离开关DDS1与第二双断口隔离开关DDS2结构相同，第一双断口隔离开关DDS1与第二双断口隔离开关DDS2的两侧均设有两个隔离断口，并能实现同时分闸或合闸；连接在第一母线的分支电路依次通过第一气室、第二气室、第五气室、第四气室、第三气室后与第二母线连接，形成分支回路；第一双断口隔离开关DDS1设置在第一气室的分支回路上，第一接地开关ES1与第一双断口隔离开关DDS1连接；第二双断口隔离开关DDS2设置在第三气室的分支回路上，第二接地开关ES2与第二双断口隔离开关DDS2连接；第三接地开关ES3与第二气室的分支回路连接；扩建端与第五气室的分支回路连接。气室之间通过盆式绝缘子隔离。第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2均为三相机械联动。第一接地开关ES1、第二接地开关ES2、第三接地开关ES3采用手动的临时接地刀闸。
一种GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块的扩建方法，其方法步骤如下：
1、一期工程建设，在GIS母线备用间隔安装功能模块；
2、对功能模块的备用间隔与母线进行工频耐压交接试验，完成工频耐压交接试验考核通过后，所有设备带电运行，一期工程建设完毕；
3、二期工程建设，扩建间隔与备用间隔通过功能模块进行对接安装，母线保持通电状态；
4、对扩建间隔进行工频耐压试验，母线保持通电状态；
5、通过步骤4工频耐压试验后，一期工程的设备与二期工程的设备带电运行。
如图2所示，其中对备用间隔进行工频耐压交接试验的具体步骤如下：
1、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2、将第一接地开关ES1、第二接地开关ES2以及第三接地开关ES3操作为分闸状态；
3、将第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作至合闸状态；
4、将一期工程安装完毕的完整间隔中的第三接地开关ES3、第四接地开关ES4操作为分闸状态，将完整间隔中的第一隔离刀闸DS1、第二隔离刀闸DS2、第一隔离刀闸DS3操作为合闸状态，断路器CB操作为合闸状态；
5、工频耐压装置通过高压引线与完整间隔的出线端套管连接，进行工频耐压交接试验；
6、工频耐压交接试验完成后，将第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作为分闸状态，再将第一接地开关ES1、第二接地开关ES2以及第三接地开关ES3操作为合闸状态。
如图3所示，其中扩建间隔与备用间隔通过功能模块进行对接安装的具体步骤如下：
1、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2、将第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作至分闸状态，第一接地开关ES1、第二接地开关ES2处于合闸接地状态；
3、第三接地开关ES3操作为合闸接地状态；
4、将第二气室、第四气室的气体气压从额定气压降低为安全气压；
5、回收第五气室的气体气压至大气气压；
6、拆开扩建端的密封盖进行对接安装扩建间隔；
7、进行扩建间隔的对接安装；
8、安装完成后，将第二气室、第四气室以及第五气室的气体压力充入额定压力的SF6气体；
9、将第一接地开关ES1、第二接地开关ES2、第三接地开关ES3处于分闸状态，将第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作至合闸状态，扩建间隔可正常带电。
如图4所示，其中对扩建间隔进行工频耐压试验的具体步骤如下：
1、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2、对扩建间隔也充入额定压力的SF6气体；
3、将第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作至分闸状态；
4、第一接地开关ES1、第二接地开关ES2操作为合闸接地状态；
5、第三接地开关ES3操作为分闸状态；
6、扩建间隔的出线端与工频耐压装置的高压引线相连接；
7工频耐压装置升压至试验方案要求值，开始1min的工频耐压试验考核；
8、交接试验结束后拆除高压引线。
9、将第一接地开关ES1、第二接地开关ES2、第三接地开关ES3处于分闸状态，第一双断口隔离开关DDS1、第二双断口隔离开关DDS2操作至合闸状态，扩建间隔可以正常带电。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，用于布置在GIS的第一母线与第二母线上，其特征在于：包括第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)、第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)、扩建端、第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室；所述的包括第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)结构相同，第一双断口隔离开关(DDS1)与第二双断口隔离开关(DDS2)的两侧均设有两个隔离断口，并能实现同时分闸或合闸；
连接在所述的第一母线的分支电路依次通过第一气室、第二气室、第五气室、第四气室、第三气室后与所述的第二母线连接，形成分支回路；
所述的第一双断口隔离开关(DDS1)设置在第一气室的分支回路上，第一接地开关(ES1)与第一双断口隔离开关(DDS1)连接；
所述的第二双断口隔离开关(DDS2)设置在第三气室的分支回路上，第二接地开关(ES2)与第二双断口隔离开关(DDS2)连接；
所述的第三接地开关(ES3)与第二气室的分支回路连接；
所述的扩建端与第五气室的分支回路连接。
2.根据权利要求1所述的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，其特征在于：所述的气室之间通过盆式绝缘子隔离。
3.根据权利要求1所述的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，其特征在于：所述的第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)均为三相机械联动。
4.根据权利要求1所述的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块，其特征在于：所述的第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)采用手动的临时接地刀闸。
5.一种基于权利要求1至4任一项所述的GIS母线备用间隔不停电扩建功能模块的扩建方法，其特征在于：
方法步骤如下：
1)一期工程建设，在GIS母线备用间隔安装功能模块；
2)对功能模块的备用间隔与母线进行工频耐压交接试验，完成工频耐压交接试验考核通过后，所有设备带电运行，一期工程建设完毕；
3)二期工程建设，扩建间隔与备用间隔通过功能模块进行对接安装，母线保持通电状态；
4)对扩建间隔进行工频耐压试验，母线保持通电状态；
5)通过步骤4工频耐压试验后，一期工程的设备与二期工程的设备带电运行。
6.根据权利要求5所述的扩建方法，其特征在于：所述的步骤2中对备用间隔进行工频耐压交接试验的具体步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)以及第三接地开关(ES3)操作为分闸状态；
3)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态；
4)将一期工程安装完毕的完整间隔中的第三接地开关(ES3)、第四接地开关(ES4)操作为分闸状态，将完整间隔中的第一隔离刀闸(DS1)、第二隔离刀闸(DS2)、第一隔离刀闸(DS3)操作为合闸状态，断路器(CB)操作为合闸状态；
5)通过工频耐压装置与完整间隔的出线端套管连接，进行工频耐压交接试验；
6)工频耐压交接试验完成后，将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作为分闸状态，再将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)以及第三接地开关(ES3)操作为合闸状态。
7.根据权利要求5所述的扩建方法，其特征在于：所述的步骤3中对接安装的具体步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至分闸状态，第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)处于合闸接地状态；
3)第三接地开关(ES3)操作为合闸接地状态；
4)将第二气室、第四气室的气体气压从额定气压降低为安全气压；
5)回收第五气室的气体气压至大气气压；
6)拆开扩建端的密封盖进行对接安装扩建间隔；
7)进行扩建间隔的对接安装；
8)安装完成后，将第二气室、第四气室以及第五气室的气体压力充入额定压力的SF6气体；
9)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)处于分闸状态，将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态，扩建间隔可正常带电。
8.根据权利要求5所述的扩建方法，其特征在于：所述的步骤4中工频耐压试验步骤如下：
1)第一气室、第二气室、第三气室、第四气室、第五气室中充入额定压力的SF6气体；
2)对扩建间隔也充入额定压力的SF6气体；
3)将第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至分闸状态；
4)第三接地开关(ES3)操作为分闸状态；
5)第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)操作为合闸接地状态；
6)扩建间隔的出线端与工频耐压装置的高压引线相连接；
7)工频耐压装置升压至试验方案要求值，开始1min的工频耐压试验考核；
8)交接试验结束后拆除高压引线；
9)将第一接地开关(ES1)、第二接地开关(ES2)、第三接地开关(ES3)处于分闸状态，第一双断口隔离开关(DDS1)、第二双断口隔离开关(DDS2)操作至合闸状态，扩建间隔可以正常带电。
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