（最新）变频耐压革新GIS设备安装试验流程“五小”创新成果申报

河北省电力公司“五小”创新成果申报表

申报单位： 邯郸供电公司欣和电建公司

成果名称 发明人姓名或团队名称 成果简介 一、成果提出背景 GIS设备因其集成化程度高、现场安装试验周期短、节省占地等一系列优点后被广泛应用，同时因GIS设备元件安装在封闭外壳内部，规程要求，GIS设备必须进行耐压试验。为避免GIS设备内部的抽压PT、母线PT在工频耐压下发生过激磁损坏，长期以来，现场耐压试验都是分两次进行，PT气室需要进行两次真空处理及充注气体工作，费时费力，重复性工作多，残留气体排向大气，污染环境。 二、成果原理 采用变频耐压试验原理，控制试验频率使其大于131Hz，使得耐压试验时PT内部磁通与正常运行时大小相等，一次性完成GIS设备安装，避免重复充放气，节约人材机费用，有效保护环境。 三、成果实施效果 1、PT随间隔本体一并安装，避免了施工间断，提高了工作效率，缩短工期72小时，作业安全风险大幅降低。 2、PT气室只处理一次，不需使用SF6气体回收装置，减少了真空泵的使用台班，杜绝了SF6气体浪费，避免了第二次真空处理时残余SF6气体排放，实现了绿色环保施工。 3、变频耐压模式下，安装试验流程简洁高效，节约效益突出，根据统计，每个PT间隔可节约1.45万元，该项革新从2007开始先后在68个PT间隔进行应用，累计节约费用98.6万元。 4、该项成果适用于基建和生产专业，应用于生产专业时，效能更加突出。事故抢修时，由于工期大幅缩短，电网运行风险和电量损失大幅降低。 曾获奖励 邯郸供电公司2011年“五小”创新一等奖 生产（ ）基建（√）营销（ ）农电（ ）培训（ ） 财务（ ）科信（ ）集体企业（）其他（ ） 变频耐压革新GIS设备安装试验流程 刘靖峰 申报“五小” 分类 发明成果真实性以及同意在公司系统内无偿推广承诺 发明人是否同意： 同意 所在单位初审意见 同意上报 单位排序 2 注：申报表后请附详细的文字说明，并配以图片、照片。

附件:

变频耐压革新GIS设备安装试验流程 一、成果提出背景

1、GIS设备因其集成化程度高、现场安装试验周期短、节省占地等一系列优点，07年以后被广泛应用。因GIS设备元件安装在封闭外壳内部，规程要求，GIS设备必须进行耐压试验。GIS设备内部的抽压PT、母线PT在工频耐压下会发生过激磁损坏，长期以来，现场耐压试验都是分两次进行，PT气室需要进行两次真空处理及充注气体工作。

2、两次真空处理、充注气体，两次耐压试验，一是，造成大量的人、材、机浪费；二是，施工周期长，重复性工作多，工作人员暴露于危险环境下的频次多，不利于施工安全；三是，PT气室多一次真空处理，残留SF6气体不得不排向大气，不利于环境保护，有悖于绿色施工理念。

3、上述问题在现场长期普遍存在，如果能够得到有效解决，安全效益、经济效益和环保效益非常可观。

4、能否创新一种试验方法来改变这种状况？答案是肯定的。创新的关键在于：提高耐压试验时电压频率，让PT内部的磁通量保持正常运行电压下的水平（下图中膝点位置）。就目前而言，各局、各安装试验公司都配备了变频耐压设备，具备了实施技术革新的硬件基础。

U

Фe Ф

膝点

二、成果原理

1、利用串联谐振原理获得高电压对一次设备进行耐压试验。试验原理接线简图和各元件电压相位关系图如下：

UL

UR UC

I UC UL UC UL UR UR

f= 2π LC

1

U

试验频率可通过公式 进行预测计算。

WL UL

品质因数Q又称作电压放大倍数，可通过 Q= = UR R 进行计算。

利用串联谐振原理进行试验，试验电源仅提供试验回路的有功损耗，设备体积小，重量轻，便于搬运，作业过程不需使用吊车，作业

安全系数高。同时，由于Q值可控制在40以上，试验设备的出口电压可以大幅降低。

2、控制谐振频率，使其大于131Hz，使得试验过程中PT不过激磁损坏。110kV电磁式PT最高长期运行电压为69kV（相电压），组合电器耐压试验电压值为184kV。根据电磁学公式U=4.44NfФ,保持磁通量Ф值不变，提高频率f，即可提高电压U。由此可见，将试验频率控制在131Hz时，PT内磁通密度等同于正常运行时的磁通密度，不会发生过激磁发热损坏。同理，220kV电磁式PT最高长期运行电压为139kV（相电压），组合电器耐压试验电压值为365kV，试验频率控制在131Hz时，PT内磁通密度等同于正常运行时的磁通密度，不会发生过激磁发热损坏。

3、试验频率的控制可通过组合匹配试验电抗器，改变现场试验接线来实现。试验前测定组合电器电容量，选择合理的加压试验地点。公式中的L是指试验设备中谐振电抗器的电感量，C是指被试设备电容量，选择电感量时需根据试验范围统计试验设备的电容量，利用频率公式，确定电感量的经济合理数值，因试验频率与被试回路的电抗量和电容量的乘积成反函数关系，所以电感量容易确定，并具有普适性。

三、成果实施效果

1、革新GIS安装试验工艺流程，避免了大量的重复性工作。 工频耐压（或频率低于131Hz）下安装试验流程： 工作 开始GIS本体安装 GIS本体抽真空 GIS间 隔内各气室测微水含量 GIS本体充气静止 工频试验电压检验PT安装质量 GIS工频耐压试验 GIS母线PT、抽压PT气室气体回收 GIS母线PT、抽压PT安装 工作结束 GIS母线PT、抽压PT气室充气静止 GIS母线PT、抽压PT气室抽真空

变频耐压试验下安装试验流程：

工 作开 始 GIS本体安装 GIS 母线PT、 抽压 PT 安装 GIS设备抽真空 GIS设备充气静止 GIS变频耐压试验 GIS间 隔内各气室测微水含量 工作结束

对比而言，变频耐压试验模式下减少了四个安装试验环节（填充黄色底纹环节），消除了重复性工作。以抽压PT气室为例，演示两种试验模式下作业过程。

工频耐压（或频率低于131Hz的变频耐压）下作业过程： ①检修专业安装GIS间隔本体，对抽压PT气室（红框内部分）进行抽真空处理，完毕后充入SF6气体，并静止24小时。 对该气室进行抽真空、充气处理 ②检修专业撤场，高压专业进入，从套管加压 进行耐压试验。 从套管处加入高电压进行试验

③试验结束后，高压专业撤场，检修专业回收抽压PT气室内的SF6气体。受装备水平限制，气体只能回收到1000pa，回收气体需返厂进行净化去脂处理，不能直接使用。处理成本和往返运输费用与批量购置气体费用基本相当。 使用SF6回收装置回收该气室气体 ④检修专业安装抽压PT，并对抽压PT气室进行抽真空、充气处理。抽真空时，残留在该气室内的SF6气体排向大气，直接造成环境污染。 安装抽压PT 对该气室进行抽真空充气处理

⑤充气结束后，检修专业撤场，高压专业从组合电器套管处施加运行电压，验证PT安装合格后，工作结束。 从套管处加运行电压，检验PT安装质量 变频耐压（频率高于131Hz）下作业过程： ①检修专业安装GIS间隔本体，安装抽压PT，对抽压PT 气室进行抽真空充气处理，工作完毕后撤场。 ②高压专业进场，从套管加压试验，控制试验 频率大于131Hz，电压升至额定电压后检测PT二次 电压，验证PT安装合格后，升至耐压电压，试验完毕后 工作全部结束。 从套管处加压进行变频耐压试验，试验频率大于131Hz 对该气室进行抽真空、充气处理

2、GIS设备安装工作一次完成，避免了施工间断，提高了人员、机械使用效率，节约工期72小时，缩短了工作人员暴露在危险环境下的频次，从另一个角度为现场安全做出了贡献。

3、减少了车辆、试验设备、施工机具使用台班，节约了SF6气体，最大限度避免了残余SF6气体排放，同时有效的保护了环境。

4、安全高效，经济效益非常可观。根据统计，该项成果从2007年12月启用，已在32个变电站68个间隔进行应用，累计节约费用约98万元。

5、该项成果适用于基建和生产，应用于生产时，效能更加突出。事故抢修时，由于工期大幅缩短，电网运行风险和电量损失大幅降低。

6、经济效益分析对比表如下：

试验 工频耐压方法 试验 消耗 人 20工日 变频耐压试验 经济效益分析 单间隔 累计施节约费用节约 工间隔 总计 1、人：15工日，每工日100元，共计1500元； 2、材：节约1.5瓶SF6气体，每瓶6000元，共计9000元； 3、机:5吨解放、 8吨吊车每台班600元；双排每台班400元，真空泵每台班400元，SF668个 回收装置每台班600元，共计节约4000元。 4、单个GIS间隔共计节约14500元。 5工日 材 SF6气体 1.5瓶 5吨解放、8吨吊车各2台班；真空泵、SF6气体回收装置各2个台班 无 98.6万元 机 双排1 台班 7、现场应用展示

中华站220kV、110kV组合电器变频耐压试验

郭场110kV线路抽压PT应用变频耐压试验技术，该气室很大，需要耗费2瓶SF6气体，该工程2010年1月29日投运

南屯头110kV组合电器母线PT应用变频耐压试验技术，该工程2011年1月16日投运

中华站110kV组合电器母线PT气室应用变频耐压试验技术，该工程2011年6月3日投运

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