[發明專利]一種GIS同頻同相交流耐壓試驗控制保護方法及系統

有效

• 申請號: 201410536439.6
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104242255A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 王謙;龍英凱;吳高林;伏進;肖前波;葛凱;何寧;印華
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/22
• 分類號: H02H7/22;G01R31/327
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 裴娜

技術領域

本發明涉及電力技術領域，特別涉及一種GIS同頻同相交流耐壓試驗控制保護方法及系統。

背景技術

氣體絕緣金屬封閉開關設備(以下簡稱GIS)在電力系統中應用越來越廣泛，但GIS在間隔擴建和檢修后(特別是雙母線接線GIS)，均需要在原有運行部分停電的情況下進行耐壓試驗。GIS擴建間隔或解體檢修間隔與相鄰運行部分僅通過隔離開關斷開，若運行部分不停電，則交流耐壓時隔離開關斷口處可能會發生試驗電壓與運行電壓反向疊加導致隔離斷口擊穿進而危及運行設備的情況，因此DL/T555、DL/T617、DL/T618等標準規定GIS耐壓試驗時相鄰設備應斷電并接地，否則應考慮由于突然擊穿對原有部分造成的損壞采取措施。

而對于一些重要的樞紐變電站以及帶有電鐵牽引站等重要負荷的GIS變電站，特別是雙母線GIS，這些變電站對供電可靠性要求很高，很難在全站停電的情況下進行耐壓試驗。為解決此問題，特提出了GIS同頻同相交流耐壓試驗方法。

GIS同頻同相交流耐壓試驗技術采用相鄰設備運行電壓(如取母線電壓互感器二次側電壓)作為參考電壓，通過諧振方式獲取試驗電壓，并利用鎖相環技術對其頻率和相位進行實時動態跟蹤，使試驗電壓與運行電壓的頻率和相位處于同頻同相狀態。

在同頻同相狀態下，運行部分與被試間隔連接處的隔離開關斷口處所承受的電壓為運行電壓和試驗電壓之差，如圖1所示，隔離開關斷口處承受的電壓幅值實為兩側電壓絕對值之差，遠小于隔離開關斷口的工頻擊穿電壓，因而不會導致該隔離開關斷口擊穿，也不會對其它處于帶電運行狀態的GIS設備產生影響。其中，U1表示試驗電壓；U2表示運行電壓；△U表示斷口電壓；同頻同相耐壓試驗是在相鄰部分帶電的條件下進行的，其安全性和可靠性尤為重要。為了避免在試驗中出現各種突發事件使得頻率相位不同步或隔離斷口擊穿而對相鄰運行部分產生不利影響以及對實驗設備和人身造成危險，就要求同頻同相耐壓試驗控制保護裝置足夠可靠。

之前廣泛采用的GIS耐壓試驗對試驗電壓頻率和相位沒有要求，相應的控制保護裝置主要是通過過壓保護和閃絡保護兩種方式來進行保護，切斷電源輸出。過壓保護是指采集試驗電壓，當試驗電壓高于設定值時，保護動作切斷電源；閃絡保護，即失壓保護，當由于閃絡導致電壓降低時，保護動作切斷電源。

但上述的常規保護方式無法滿足同頻同相耐壓試驗的保護要求，在上述保護方式下，若試驗過程中同頻同相失敗(即試驗電壓和參考電壓頻率相位發生變化，不同步)，嚴重情況下試驗電壓和參考電壓反向可能導致隔離刀閘擊穿導致帶電運行部分故障。在這種情況下，保護不會動作，無法對設備進行保護。

因此，如何對同頻同相耐壓試驗進行保護，避免運行設備、試驗設備及人員在斷口擊穿等條件下受到損害，是目前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供的一種同頻同相耐壓試驗控制保護方法及系統，解決了常規保護方式無法對同頻同相耐壓試驗進行保護的問題。

本發明的目的之一是提出一種GIS同頻同相試驗控制保護方法；本發明的目的之二是提出一種GIS同頻同相試驗控制保護系統。

本發明的目的之一是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護方法，包括以下步驟：

S100：獲取參考電壓和試驗電壓；

S200：計算參考電壓與試驗電壓的電壓值、頻率差和相位差；

S300：獲取待試設備的額定電壓、預設保護定值；

S400：將參考電壓與試驗電壓的電壓值、頻率差和相位差與預設保護定值進行比較，判斷頻率相位保護、高壓過壓保護和高壓閃絡保護是否動作；如果各參量超過預設保護定值，則相應保護動作，切斷電源；如果沒有超過預設保護定值，則保護不動作；

S500：如果不滿足保護動作條件，則同頻同相試驗裝置正常工作。

進一步，所述步驟S400中的頻率相位保護具體比較判斷包括以下步驟：

A)當試驗系統額定電壓為110kV時：

S401：當試驗電壓≤60kV,頻率相位保護不動作；

S402：當試驗電壓≤100kV且相位差超過60°時，則頻率相位保護動作；

S403：當試驗電壓＞100kV且相位差超過30°時，則頻率相位保護動作；

B)當試驗系統額定電壓為220kV時：

S404：當試驗電壓≤120kV,頻率相位保護不動作；

S405：當試驗電壓≤180kV且相位差超過60°時，則頻率相位動作；