Gis設備故障仿真試驗系統的製作方法
2023-10-11 05:37:04 1
Gis設備故障仿真試驗系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於：包括單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置，電源經調壓器調壓後通過氣體試驗變壓器輸出，升流器套在GIS管母外殼處套裝使升流器達到升流的目的，在該種工況下，通過升壓裝置和升流裝置模擬運行工況，在GIS母線試驗段內置入尖端、顆粒等模擬物進行帶電檢測試驗研究，在試驗研究基礎上，提出GIS設備內部典型故障的有效檢測手段及相應判斷依據。利用該套GIS故障仿真試驗系統既可開展額定運行電壓、運行電流下故障復現及帶電檢測工作，還可利用該套試驗裝置進行絕緣特性試驗研究，實現現場絕緣檢測有效手段的驗證研究。
【專利說明】GIS設備故障仿真試驗系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種GIS設備故障仿真試驗系統，屬於電力【技術領域】。
【背景技術】
[0002]SF6氣體絕緣全封閉組合電器簡稱GIS (gas Insulated Switchgear),是變電站設備的重要組成部分。它是由斷路器、母線、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、套管等高壓電器組成。自20世紀80年代開始，GIS電器設備在我國得到迅速發展。雖然GIS設備具有佔地面積小、可靠性高等諸多優點。但由於GIS設備全封閉的特性，也存在一些缺點，如發生事故後，尋找故障點及檢修比較困難，處理故障時停電範圍比傳統敞開式電器設備要大，檢修時間較長。因此研發一套GIS設備故障仿真試驗系統進行GIS內部相關缺陷的仿真研究對發現GIS設備內部缺陷並及時處理具有重要作用。
[0003]利用該套試驗系統進行相關仿真技術研究主要具備以下幾方面的特徵:1.整套試驗系統配備母線和一包括所有典型元件的完整間隔；2.該套系統可以在實驗室實現額定電壓和額定電流下的持續運行；3.該套試驗系統可以完全模擬現場的運行工況；4.該套試驗系統設計了特有的試驗段，可以在該試驗段內進行故障復現；5.可以利用各種檢測手段收集內部缺陷的典型圖譜。
[0004]因此，研發一套利用50Hz工頻電源的升壓裝置和升流裝置分別進行升壓、升流來模擬GIS設備額定運行工況，以及一套具有典型元件的完整間隔的GIS設備，通過故障復現來完成GIS內部典型缺陷的檢測研究的GIS設備故障仿真試驗系統對設備的安全運行至關重要。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是:提供一種GIS設備故障仿真試驗系統，它具有如下優點:試製成套升壓、升流裝置，配置單相完整間隔GIS設備間隔，建立完成GIS設備故障仿真試驗系統，可以滿足模擬GIS設備額定運行工況。利用該套GIS故障仿真試驗系統既可開展額定運行電壓、運行電流下故障復現及帶電檢測工作，還可利用該套試驗裝置進行絕緣特性試驗研究，實現現場絕緣檢測有效手段的驗證研究。
[0006]本實用新型的技術方案是:一種GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:包括單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置，單相完整間隔GIS設備包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器及套管；成套升流裝置包括側面斜開口穿心升流器、柱式電動調壓器和自愈式電容器；成套升壓裝置包括工頻無局放氣體絕緣試驗變壓器、電容分壓器、保護電阻、柱式電動調壓器、低壓開關櫃、補償電抗器、快速恢復過電壓保護裝置和PLC可編程控制臺，所述成套升壓裝置與GIS設備對接在試驗過程中達到對GIS設備升壓且其自身不會對試驗產生幹擾的目的，該套試驗系統的3個主要部分單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置均放置在一個金屬底座上，各組成部分能夠進行整體運輸，在現場能夠實現快速拆裝。[0007]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:在GIS設備內部裝有內置DMS超高頻傳感器2套，方便對設備進行長期連續的檢測。
[0008]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:套管選用複合套管，最小空氣間隙應不小於3500mm，套管長度3800mm，並配備完整的均壓裝置。
[0009]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備隔離開關的操作機構為液壓機構，具備電動操作功能，並配置完整的控制櫃及控制系統二次迴路。
[0010]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備配備完整的電流互感器氣室，其中一個電流互感器不需配置線圈，但應完整保留屏蔽罩；另一個電流互感器變比按照3150A:1A設計。
[0011]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備一次電壓輸入有兩種方式:套管進線，或通過母線筒直接與變壓器相連。
[0012]如上所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:為了整套系統運輸及安裝方便，在整套試驗系統設計時在各主要部件上都設計了吊環，並在升壓裝置本體的底座出設計了四個螺孔方便與GIS設備對接時與GIS設備在一個平面上。
[0013]本實用新型的有益效果是:利用50Hz工頻電源通過升壓及升流裝置使整套GIS設備達到升壓、升流並使之到達額定運行工況，可以滿足該套GIS設備故障仿真試驗系統試驗研究需要。採用成套升壓、升流裝置模擬運行工況，運用綜合檢測手段，在試驗研究基礎上，提出GIS內部典型故障的有效檢測手段及相應判斷依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例的主迴路示意圖。
[0015]圖2是本實用新型實施例GIS設備的主視圖。
[0016]圖3是本實用新型實施例GIS設備的俯視圖。
[0017]圖4是本實用新型實施例升壓裝置本體的主視圖。
[0018]圖5是本實用新型實施例升壓裝置本體的左視圖。
[0019]圖6是本實用新型實施例升壓裝置本體的俯視圖。
【具體實施方式】
[0020]為了更好地理解本實用新型，下面結合實施例進一步闡明本實用新型的內容，但本實用新型的內容不僅僅局限於下面的實施例。本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定範圍之內。
[0021]附圖中的符號說明:1-電容分壓器；2_變壓器；3_保護電阻；4_保護電阻過渡罐。
[0022]本實用新型提供的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:包括單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置。GIS設備配置單相完整間隔，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器及套管等高壓電器；升流裝置包括側面斜開口穿心升流器、柱式電動調壓器和自愈式電容器；成套升壓裝置主要包括工頻無局放氣體絕緣試驗變壓器、電容分壓器、保護電阻、柱式電動調壓器、低壓開關櫃、補償電抗器、快速恢復過電壓保護裝置和PLC可編程控制臺，該套升壓裝置主體與GIS對接在試驗過程中達到對GIS升壓且其自身不會對試驗產生幹擾的目的。[0023]在GIS設備內部裝有內置DMS超高頻傳感器(2套)，方便對設備進行長期連續的檢測。
[0024]套管選用複合套管，最小空氣間隙應不小於3500mm，套管長度3800mm，並配備完整的均壓裝置。
[0025]GIS設備開關操作機構為液壓機構，具備電動操作功能，並配置完整的控制櫃及控制系統二次迴路。
[0026]GIS設備配備完整的電流互感器氣室，其中一個電流互感器不需配置線圈，但應完整保留剩餘部件(如屏蔽罩等)；另一個電流互感器變比按照3150A:1A設計。
[0027]考慮到試驗裝置需要頻繁的拆裝，本工程使用的是帶金屬環的盆式絕緣子，盆子不容易受到損傷，方便現場拆裝。
[0028]升流裝置採用電磁感應原理在GIS管母外殼處套裝使升流器達到升流的目的，在實際檢測過程中電流應升至額定運行電流，因此在GIS設備迴路中有一處開斷點(弱絕緣隔離)。
[0029]在隔離開關設計中，機構拐臂與止位螺釘標準產品設計中有一定間隙，在設計時考慮到本裝置以手動操作為主，對間隙無法準確掌握，因此，通過對內部和止位螺釘的調整，將間隙變為0，方便操作。
[0030]整套363kVGIS設備一次電壓輸入有兩種方式，一種為套管進線，另一種類似於油氣套管，通過母線筒直接與變壓器相連。實現了多功能輸入，為不同類型研究奠定基礎。
[0031]本實用新型的工作原理是:電源經調壓器調壓後通過氣體試驗變壓器輸出，升流器套在GIS管母外殼處套裝使升流器達到升流的目的，在該種工況下，通過升壓裝置和升流裝置模擬運行工況，在GIS母線試驗段內置入尖端、顆粒等模擬物進行帶電檢測試驗研究，獲得典型圖譜，並進行內部電場的仿真計算，在試驗研究基礎上，提出GIS設備內部典型故障的有效檢測手段及相應判斷依據。
[0032]該套試驗系統的本體主要由3部分組成:單相完整間隔GIS設備、工頻無局放升壓裝置及升流裝置。本實用新型3個主要的主要部分均放置在一個金屬底座上，各組成部分的可進行整體運輸，在現場可實現快速拆裝，大大節約了安裝及拆卸的時間。本實用新型具有分體使用功能，可單獨利用工頻無局放升壓裝置對GIS設備、單獨利用升流裝置對GIS設備及工頻無局放升壓及環形升流裝置對GIS設備進行相關研究，可根據現場模擬各種不同的典型缺陷類型及其主要因素的需要來決定所需使用的部分，減少了電源的損耗。
[0033]在GIS設備內部裝有內置DMS超高頻傳感器(2套)，方便對設備進行長期連續的監測。並且將母線氣室分割成兩個氣室(I個用於套裝環形鐵心升流器進行升流，另一個安裝有手孔用於對GIS內部典型缺陷進行模擬檢測)。
[0034]為了整套系統運輸及安裝方便，在整套試驗系統設計時在各主要部件上都設計了吊環，並在升壓裝置本體的底座出設計了四個螺孔方便與GIS設備對接時與GIS設備在一個平面上。
[0035]升壓裝置的操作採用了 PLC控制系統配備了控制臺。該套控制系統的控制迴路電壓:220V、2.5A、具有手動和自動控制功能，時間設定可計時，電流可任意設定，並具有恆壓閉鎖功能，自動控制時，控制臺有精密的基準電壓(即試驗電壓預置值)，其不穩定性不大於1%，實際電壓與基準電壓的誤差不大於1%，調壓精度可達1%;安裝有過壓及防止試品擊穿時電壓反擊防雷器件措施。
[0036]測控系統採用計算機遠程控制，同時具有手動控制和自動控制兩種控制方式。控制桌上擺放工業控制計算機和LCD屏，除此之外所有控制和測量單元均放置在標準屏櫃中，通過光纖或電纜與工控機相連，實現在工控機上能完成系統所有設定、運行、測量等參數，同時工控機也能通過LCD屏實時顯示和監控整個系統的運行狀態，控制桌具有控制電源總開關(帶鎖)和緊急跳閘按鈕。
[0037]本實用新型實施例主要參數(以363kV GIS設備故障仿真試驗系統為例):
[0038](I)GIS參數主要參數
[0039]
【權利要求】
1.一種GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:包括單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置，單相完整間隔GIS設備包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器及套管；成套升流裝置包括側面斜開口穿心升流器、柱式電動調壓器和自愈式電容器；成套升壓裝置包括工頻無局放氣體絕緣試驗變壓器、電容分壓器、保護電阻、柱式電動調壓器、低壓開關櫃、補償電抗器、快速恢復過電壓保護裝置和PLC可編程控制臺，所述成套升壓裝置與GIS設備對接在試驗過程中達到對GIS設備升壓且其自身不會對試驗產生幹擾的目的，該套試驗系統的3個主要部分單相完整間隔GIS設備、成套升流裝置、成套升壓裝置均放置在一個金屬底座上，各組成部分可進行整體運輸，在現場可實現快速拆裝。
2.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:在GIS設備內部裝有內置DMS超高頻傳感器2套，方便對設備進行長期連續的檢測。
3.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:套管選用複合套管，最小空氣間隙應不小於3500mm，套管長度3800mm，並配備完整的均壓裝置。
4.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備隔離開關的操作機構為液壓機構，具備電動操作功能，並配置完整的控制櫃及控制系統二次迴路。
5.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備配備完整的電流互感器氣室，其中一個電流互感器不需配置線圈，但應完整保留屏蔽罩；另一個電流互感器變比按照3150A:1A設計。
6.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:GIS設備一次電壓輸入有兩種方式:套管進線，或通過母線筒直接與變壓器相連。
7.根據權利要求1所述的GIS設備故障仿真試驗系統，其特徵在於:為了整套系統運輸及安裝方便，在整套試驗系統設計時在各主要部件上都設計了吊環，並在升壓裝置本體的底座出設計了四個螺孔方便與GIS設備對接時與GIS設備在一個平面上。
【文檔編號】G01R31/12GK203465360SQ201320306057
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】康鈞, 李淵, 楊小庫, 章述漢, 高小武, 錢進, 黃天順, 曲全磊, 李秋陽, 沈潔, 李玉海, 孟可風, 謝彭盛, 王生傑 申請人:國家電網公司, 青海省電力公司, 青海電力科學試驗研究院, 青海電研科技有限責任公司