[发明专利]一种GIS同频同相交流耐压试验控制保护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种GIS同频同相交流耐压试验控制保护方法及系统。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)在电力系统中应用越来越广泛，但GIS在间隔扩建和检修后(特别是双母线接线GIS)，均需要在原有运行部分停电的情况下进行耐压试验。GIS扩建间隔或解体检修间隔与相邻运行部分仅通过隔离开关断开，若运行部分不停电，则交流耐压时隔离开关断口处可能会发生试验电压与运行电压反向叠加导致隔离断口击穿进而危及运行设备的情况，因此DL/T555、DL/T617、DL/T618等标准规定GIS耐压试验时相邻设备应断电并接地，否则应考虑由于突然击穿对原有部分造成的损坏采取措施。

而对于一些重要的枢纽变电站以及带有电铁牵引站等重要负荷的GIS变电站，特别是双母线GIS，这些变电站对供电可靠性要求很高，很难在全站停电的情况下进行耐压试验。为解决此问题，特提出了GIS同频同相交流耐压试验方法。

GIS同频同相交流耐压试验技术采用相邻设备运行电压(如取母线电压互感器二次侧电压)作为参考电压，通过谐振方式获取试验电压，并利用锁相环技术对其频率和相位进行实时动态跟踪，使试验电压与运行电压的频率和相位处于同频同相状态。

在同频同相状态下，运行部分与被试间隔连接处的隔离开关断口处所承受的电压为运行电压和试验电压之差，如图1所示，隔离开关断口处承受的电压幅值实为两侧电压绝对值之差，远小于隔离开关断口的工频击穿电压，因而不会导致该隔离开关断口击穿，也不会对其它处于带电运行状态的GIS设备产生影响。其中，U1表示试验电压；U2表示运行电压；△U表示断口电压；同频同相耐压试验是在相邻部分带电的条件下进行的，其安全性和可靠性尤为重要。为了避免在试验中出现各种突发事件使得频率相位不同步或隔离断口击穿而对相邻运行部分产生不利影响以及对实验设备和人身造成危险，就要求同频同相耐压试验控制保护装置足够可靠。

之前广泛采用的GIS耐压试验对试验电压频率和相位没有要求，相应的控制保护装置主要是通过过压保护和闪络保护两种方式来进行保护，切断电源输出。过压保护是指采集试验电压，当试验电压高于设定值时，保护动作切断电源；闪络保护，即失压保护，当由于闪络导致电压降低时，保护动作切断电源。

但上述的常规保护方式无法满足同频同相耐压试验的保护要求，在上述保护方式下，若试验过程中同频同相失败(即试验电压和参考电压频率相位发生变化，不同步)，严重情况下试验电压和参考电压反向可能导致隔离刀闸击穿导致带电运行部分故障。在这种情况下，保护不会动作，无法对设备进行保护。

因此，如何对同频同相耐压试验进行保护，避免运行设备、试验设备及人员在断口击穿等条件下受到损害，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供的一种同频同相耐压试验控制保护方法及系统，解决了常规保护方式无法对同频同相耐压试验进行保护的问题。

本发明的目的之一是提出一种GIS同频同相试验控制保护方法；本发明的目的之二是提出一种GIS同频同相试验控制保护系统。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种GIS同频同相试验控制保护方法，包括以下步骤：

S100：获取参考电压和试验电压；

S200：计算参考电压与试验电压的电压值、频率差和相位差；

S300：获取待试设备的额定电压、预设保护定值；

S400：将参考电压与试验电压的电压值、频率差和相位差与预设保护定值进行比较，判断频率相位保护、高压过压保护和高压闪络保护是否动作；如果各参量超过预设保护定值，则相应保护动作，切断电源；如果没有超过预设保护定值，则保护不动作；

S500：如果不满足保护动作条件，则同频同相试验装置正常工作。

进一步，所述步骤S400中的频率相位保护具体比较判断包括以下步骤：

A)当试验系统额定电压为110kV时：

S401：当试验电压≤60kV,频率相位保护不动作；

S402：当试验电压≤100kV且相位差超过60°时，则频率相位保护动作；

S403：当试验电压＞100kV且相位差超过30°时，则频率相位保护动作；

B)当试验系统额定电压为220kV时：

S404：当试验电压≤120kV,频率相位保护不动作；

S405：当试验电压≤180kV且相位差超过60°时，则频率相位动作；