摘 要：【目的】通過研究制定可行的耐壓試驗方案，在保證鄭州機場二期（T2航站樓、GTC、信息中心、飛行區(qū)等）正常運行的前提下，確保三期擴建工程北貨運區(qū)及飛行區(qū)配套工程按時完工?！痉椒ā苦嵵輽C場110 kV航空變電站GIS同頻同相耐壓試驗全程可分為三個階段：第一階段由試驗單位采用常規(guī)串聯(lián)諧振耐壓方式對3#主變間隔出線側的隔離開關斷口進行交流耐壓試驗；第二階段由試驗單位采用常規(guī)串聯(lián)諧振耐壓方式對3#主變間隔斷路器的斷口進行交流耐壓試驗；第三階由試驗單位采用同頻同相耐壓方式對擴建的3#主變間隔（母刀下端頭至電纜倉）A、B、C三相進行整體對地和相間的交流耐壓試驗?！窘Y果】本次同頻同相耐壓試驗已按既定方案開展并順利完成，開創(chuàng)了全國民航系統(tǒng)和河南電力系統(tǒng)同類耐壓試驗的“雙首例”，為今后同等級高壓設備的擴建或檢修開展不停電試驗積累了寶貴經(jīng)驗?！窘Y論】本次同頻同相耐壓試驗所采用的試驗方案，有效避免了常規(guī)停電耐壓試驗帶來的操作復雜、斷電損失等不利影響，能夠在GIS高壓設備雙母線帶電工況下完成既定的試驗目標。

關鍵詞：110 kV變電站；GIS高壓設備；耐壓試驗；雙母線停電；同頻同相

中圖分類號：TM595 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）15-0017-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.15.004

Discussion on GIS Same Frequency and Same Phase Withstand Voltage Test Scheme

—Taking Zhengzhou Airport 110 kV Aviation Transformer as an Example

CAI Peiyuan NIE Yupeng ZHANG Quan

（Henan Airport Group Co.， Ltd.，Zhengzhou 450000，China）

Abstract： [Purposes] By studying and formulating a feasible withstand voltage test scheme， and on the premise of the normal operation of Zhengzhou Airport Phase Ⅱ（ T2 Terminal， GTC， Information Center， FlightGzmKycI0RELmXCLPM31ckAgai89wvWzoBL7D14uS6OQ= Area， etc.）， this paper aims to ensure the timely completion of the North Cargo Area and Flight Area Supporting Works of Phase Ⅲ Expansion Project.[Methods] The entire process of the same frequency and same phase withstand voltage test plan for the 110 kV aviation substation GIS of Zhengzhou Airport can be divided into three stages： the first stage is to conduct AC withstand voltage test on the break of the isolation switch on the outgoing side of the 3# main transformer bay using the conventional series resonance withstand voltage method by the testing unit; in the second stage， the testing unit will conduct an AC withstand voltage test on the break of the 3# main transformer bay circuit breaker using the conventional series resonance withstand voltage method; in the third stage， the testing unit will conduct an overall phase to ground and phase to phase AC withstand voltage test on the A， B， and C phases of the expanded 3# main transformer bay （from the lower end of the busbar to the cable compartment） using the same frequency and phase to phase withstand voltage method.[Findings] The same frequency and same phase withstand voltage test has been carried out and successfully completed according to the established plan， creating the "double first case" of similar withstand voltage tests in the national civil aviation system and Henan power system， accumulating valuable experience for conducting non power outage tests after expansion or maintenance of high-voltage equipment of the same level. [Conclusions] Practice has shown that the test plan adopted in this same frequency and same phase withstand voltage test effectively avoids the adverse effects of conventional power outage withstand voltage test， such as complex operation and power outage losses， and can achieve the established test objectives under the live working condition of double busbars of GIS high-voltage equipment.

keywords： 110 kv substation; GIS high-voltage equipment; withstand voltage test; double busbar power outage; same frequency and same phase

0 引言

鄭州機場110 kV航空變電站位于河南省鄭州市航空港區(qū)，是機場二期建設的唯一正式電源。站內110 kV開關設備為戶內GIS組合電器布置，采用雙母線接線方式，現(xiàn)I、Ⅱ段母線均處于運行狀態(tài)。本次耐壓試驗對象為鄭州機場三期擴建北貨運區(qū)和飛行區(qū)的供電工程，航空變電站增容改造部分新增3#主變間隔，該間隔出線通過110 kV電力電纜與3#主變110 kV側相連。為了檢驗新增設備是否具備投運條件，依據(jù)相關試驗規(guī)程，須在其投運前進行耐壓試驗，以檢驗其內部是否清潔、絕緣強度是否滿足標準要求。

1 同頻同相試驗原理

同頻同相交流耐壓試驗技術是一種常見的高壓電子產(chǎn)品測試方法，由國網(wǎng)重慶電力科學研究院于2012年提出并成功研制出試驗設備，至2015年底已在重慶、廣東等地得到大量實際應用［1］。該技術可以有效地測試高壓設備的耐壓性能，并保證設備在高壓狀態(tài)下的運轉安全。

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(huán)技術對其頻率和相位進行實時動態(tài)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(tài)［2］。在此狀態(tài)下，隔離開關斷口電壓波形如圖1所示。圖中 [U1]為耐壓試驗電壓、[U2]為母線運行電壓、[ΔU]為斷口電壓。

2 GIS耐壓試驗方案選取

GIS耐壓試驗兩種方案的對比情況見表1。

綜合對比上述兩種方案均符合相關規(guī)范性條文要求。但是相較方案一（雙母線停電試驗），方案二（同頻同相試驗）的技術路線能夠保證機場的基本運行，且試驗期間產(chǎn)生的瞬時電壓差值較小，具備一定的安全性。

3 GIS耐壓試驗

3.1 前期準備

①確認被試品完全安裝完畢，并充以合格的SF6氣體，氣體密度應保持在額定值，且須靜置24 h后，測量SF6氣體壓力、純度和微水含量。

②確認除耐壓試驗外，被試品應已完成現(xiàn)場各項常規(guī)試驗項目。

③試驗前施工單位確認被試設備GIS上所有電流互感器的二次繞組應短路并接地。

3.2 試驗階段

3.2.1 第一階段出線側隔離開關斷口耐壓試驗一次設備受電及開關設備分、合狀態(tài)如圖2所示。第一階段試驗回路開關設備需滿足狀態(tài)見表2。

第一階段具體實施步驟。由試驗人員合上試驗電源，將輸出電壓0起升至63.5 kV（試驗電流不大于2 A），保持5 min，此過程中由施工單位采用

特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，監(jiān)測擴建間隔母線隔離開關氣室，無異常后再將電壓逐漸升至145 kV，保持3 min，最后將電壓升至耐壓值220 kV保持1 min［3］。

3.2.2 第二階段斷路器斷口耐壓試驗一次設備受電示意及開關設備分、合狀態(tài)如圖3所示。第二階段試驗回路開關設備需滿足狀態(tài)見表3。

第二階段具體實施步驟。由試驗人員合上試驗電源，將輸出電壓0起升至 63.5 kV，保持5 min，此過程中由施工單位采用特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，監(jiān)測擴建間隔母線隔離開關氣室，無異常后再將電壓逐漸升至145 kV，保持3 min，最后將電壓升至耐壓值220 kV保持1 min。

1 min耐壓結束后，配合施工單位的局放測試人員將試驗電壓降壓至100 kV進行局部放電測試，局部放電測試結束后，由試驗人員將電壓降至零，斷開試驗電源，并將被試回路高壓端掛接地線。

3.2.3 第三階段（斷路器合閘狀態(tài)）耐壓試驗一次設備受電示意圖及開關設備分、合狀態(tài)如圖4所示。第三階段試驗回路開關設備需滿足狀態(tài)見表4。

第三階段具體實施步驟。由試驗人員先合上試驗電源，再合上PT二次側空開，通過調節(jié)試驗電抗器將試驗回路調至諧振狀態(tài)。在此過程中，高壓輸出電壓控制在50 kV以下，同時由施工單位準備一套110 kV等級核相儀，并指派2～3人進行一次核相。方法是使用核相儀的其中一測試探頭靠近鄰近的帶電運行間隔的出線套管A相（以A相為例），另一測試探頭靠近試驗回路被試A相加壓套管，兩路遙測信號通過采樣（核相儀上?。y試終端進行相位比較判斷。如果儀器顯示結果為同相，相位為0°左右，則表示被試相別與取樣相別為同一相；反之則為異相，相位顯示為120°或240°。待核相無誤后，由試驗人員將試驗電壓歸零，并切斷試驗電源，而后通知核相人員撤離至安全區(qū)。

由試驗人員合上試驗電源，將輸出電壓0起升至63.5 kV，保持60 min，此過程中由施工單位采用特高頻、超聲波等局部放電帶電測試方法，在試驗開始前、中、后期全程監(jiān)測擴建間隔母線隔離開關氣室局放量。測試結束后，由試驗人員將電壓降至零，斷開試驗電源，并將被試回路高壓端掛接地線［4］。

4 結語

本次鄭州機場110 kV航空變電站GIS同頻同相耐壓試驗方案，依據(jù)國家電網(wǎng)《氣體絕緣金屬封閉開關設備同頻同相交流耐壓試驗導則》等文件進行設計，并結合設備、運行工況進行了優(yōu)化，能夠在保證機場安全運行的同時，達到試驗目標要求。

參考文獻：

［1］馬云龍，郝金鵬，李秀廣，等.GIS同頻同相交流耐壓技術的研究與應用［J］.電氣技術，2016，17（10）：111-114.

［2］印華，王謙，龍英凱.GIS同頻同相交流耐壓試驗技術解析［J］.智能電網(wǎng)，2015，3（7）：679-682.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準：GB 50150—2016 ［S］.北京：中國計劃出版社，2016.

［4］電力行業(yè)氣體絕緣金屬封閉電器標準化技術委員會.氣體絕緣金屬封閉開關設備現(xiàn)場交接試驗規(guī)程：DL/T 618—2022 ［S］.北京：中國電力出版社，2022.