AC-resonanttestsysteem in grote onderstations: specifieke projectervaring delen

1. Achtergrond van de sector: technische uitdagingen bij AC-tests in grote onderstations

Bij de bouw, uitbreiding en onderhoud van grote onderstations,AC is bestand tegen spanningstestsis eenkritische stapvoor het verifiëren van de isolatieprestaties van elektrische apparatuur. Of het nu gaat om inbedrijfstellingstests van nieuw geïnstalleerde apparatuur of preventieve tests na onderhoud, primaire apparatuur zoals stroomonderbrekers, GIS, stroomkabels en transformatoren moeten worden onderworpen aan AC-testspanningen die hoger zijn dan de nominale spanning om de isolatiesterkte te verifiëren.

Het testen op locatie in grote substations heeft echter te maken met tal van praktische uitdagingen:

Hoge testspanning, grote uitrustingscapaciteit: Voor substations van 500 kV en hoger vereisen schakelapparatuur, GIS en transformatoren vaak testspanningen van honderden kilovolt of meer. Traditionele testtransformatoren zijn niet alleen omvangrijk en zwaar, maar vereisen ook een extreem hoge stroomcapaciteit op locatie.

Beperkte ruimte op-site: Onderstations hebben een dichte uitrustingsindeling en smalle toegangswegen. Vooral in indoor GIS-substations is het hanteren en positioneren van grote testapparatuur uiterst moeilijk.

Strakke testschema's: De tijdlijnen voor de inbedrijfstelling van onderstations zijn doorgaans erg compact, waardoor er beperkte tijd overblijft voor testen op locatie-. Het verkorten van testcycli met behoud van kwaliteit is een echte uitdaging.

Hoge veiligheidsrisico's: Hoogspanningstests op zich brengen aanzienlijke risico's met zich mee. Traditionele apparatuur vereist uitgebreide handmatige handelingen en kraan-ondersteund tillen, met aanzienlijke gevaren voor mechanisch letsel en elektrische schokken tot gevolg.

Het is tegen deze achtergrond dat deAC-resonant testsysteem-met zijn unieke voordelen vanhet bereiken van een grote testcapaciteit met een kleine voeding, lichtgewicht uitrusting, Enuitstekende golfvormkwaliteit-is devoorkeur voor technische oplossingom op-site tests in grote onderstations te doorstaan. Dit artikel deelt praktische toepassingservaringen van deSerie resonantietestsysteemin grote substations gebaseerd op meerdere echte- projecten.

2. Technische analyse: hoe serieresonantie efficiënt testen in onderstations mogelijk maakt

2.1 Basiswerkprincipe van serieresonantie

Het kernprincipe van deAC-resonant testsysteemisserie resonantie. In een serieschakeling bestaande uit een hoog-spanningsreactor (inductantie L) en het testobject (capaciteit C), treedt resonantie op als de uitgangsfrequentie van de voeding met variabele frequentie aan de volgende voorwaarde voldoet:

f=1 / (2π√LC)

Op dit punt heffen de inductieve reactantie van de reactor en de capacitieve reactantie van het testobject elkaar op, en lijkt het circuit puur resistief. De voeding hoeft alleen de actieve verliezen van het testcircuit te leveren, terwijl het testobject een testspanning ontvangtQ keerde voedingsspanning (Q is de kwaliteitsfactor).

De technische waarde van dit principe is opmerkelijk:een zeer kleine voeding kan een zeer hoge testspanning bereiken. Voor capacitieve apparatuur zoals GIS en kabels in onderstations bereikt de benodigde testcapaciteit vaak meerdere MVA, terwijl een serieresonantiesysteem slechts1/Qvan de testcapaciteit. Hierdoor worden de afmetingen en het gewicht van de apparatuur aanzienlijk verminderd, doorgaans tot slechts één1/10van traditionele testapparatuur.

2.2 Typische samenstelling van een resonantiesysteem met variabele frequentiereeks

A Serie resonantietestsysteemtoegepast in onderstations bestaat doorgaans uit de volgende kerncomponenten:

2.3 Belangrijkste technische voordelen in veldtoepassingen op onderstations

(1) Minimale vereiste capaciteit van de stroomvoorziening: Een serieresonant systeem tekent alleen1/Qvan de teststroom uit het net. Voor een GIS-test van 500 kV vereisen traditionele methoden verschillende MVA aan stroomcapaciteit, terwijl een serieresonant systeem slechts tientallen tot honderden kVA nodig heeft.

(2) Inherente Flashover-zelfbescherming-: Wanneer er een flashover optreedt in het testobject, wordt de resonantietoestand verstoord en daalt de foutstroom automatisch tot bijna nul. Deze inherente eigenschap maakt het serieresonante systeem veel veiliger dan traditionele testtransformatoren.

(3) Uitstekende golfvormkwaliteit: Het serieresonantiecircuit zelf is eenresonantiestroomfiltercircuitdie de golfvormvervorming van de voeding kan verbeteren en een betere sinusoïdale spanningsgolfvorm kan verkrijgen, waardoor effectief wordt voorkomen dat harmonische pieken het testobject beschadigen.

(4) Flexibele modulaire combinatie: Door serie- en parallelle combinaties van meerdere reactoren kan hetzelfde systeem zich aanpassen aan verschillende spanningsniveaus en verschillende capaciteitstestobjecten.

3. Toepassingsscenario 1: AC-stroomonderbreker van 500 kV onderstation is bestand tegen testen

3.1 Projectachtergrond

Qingyuan 500kV-onderstationis een cruciaal knooppunt in het Noord-Chinese elektriciteitsnet. In 2025 moest de bus van de 5013-stroomonderbreker op dit station worden vervangen, waarna het testen van de wisselspanning verplicht was om de isolatieprestaties te verifiëren.

500 kV-stroomonderbrekers zijn dat welhoge-spanning, lage-capaciteitapparatuur met testspanningen die honderden kilovolt bereiken, wat een extreem hoge uitgangsspanning van het testapparaat vereist. Traditionele weerstandstestapparatuur is omvangrijk, -intensief in elkaar gezet en brengt hoge hefrisico's met zich mee.

3.2 Technische oplossing en implementatie

State Grid Hebei Electric Power Research Institute heeft eenzelf-ontwikkelde hoge--integratie 750 kV-serie resonant AC-bestendig spanningstestapparaat. Het apparaat beschikt over de volgende uitstekende kenmerken in ontwerp en implementatie:

Geïntegreerd ontwerp: Door het compacte ontwerp en de gestandaardiseerde opstelling van de voedingsdraden zijn kerncomponenten, waaronder de voeding met variabele frequentie, de bekrachtigingstransformator, de reactor en de capacitieve spanningsdeler, in hoge mate geïntegreerd met behulp van eencondensator-reactor geïntegreerd ontwerp. De testvoetafdruk wordt met ongeveer verminderd25%vergeleken met traditionele methoden, waardoor succesvolle implementatie binnen de beperkte werkruimte van het Qingyuan-onderstation mogelijk is.

Intelligente bediening: Een innovatiefhydraulisch hefmechanisme van het hoog-raket-typemaakt het automatisch optillen en nauwkeurig positioneren van belangrijke testapparatuur mogelijk, waardoor het risico op mechanisch letsel aanzienlijk wordt verminderd. Op-site zijn alleen essentiële aansluitingen nodig, zoals anti-corona-meetsnoeren en stroomkabels, waardoor het bedradingsproces aanzienlijk wordt vereenvoudigd.

Hoog-efficiënte apparaten: De voeding met variabele frequentie gebruiktnieuwe siliciumcarbide (SiC) voedingsapparaten, waardoor een efficiënt, compact ontwerp wordt bereikt met een aanzienlijk verbeterde vermogensdichtheid en algehele efficiëntie. Het apparaat beschikt ook over intelligente automatische frequentieafstemming, waardoor de testefficiëntie nog verder wordt verbeterd.

3.3 Implementatieresultaten

Het apparaat heeft met succes de AC-weerstandsspanningstest van de 5013-stroomonderbreker voltooid na vervanging van de bussen in het Qingyuan 500 kV-onderstation. Vergeleken met traditionele testmethoden:

Personeel verminderd: Testpersoneel verminderd van5 tot 3

Duur verkort: Totale testtijd verminderd met50%

De efficiëntie is verbeterd: Arbeids- en tijdkosten effectief verlaagd

Het apparaat kan worden uitgebreid tot500 kV en lageronderstations en opstapstations voor energiecentrales, geschikt voor inbedrijfstellingstests en preventieve onderhoudstests na- schakelapparatuur.

4. Toepassingsscenario 2: 220 kV GIS op-site AC-bestendigheidstests

4.1 Projectachtergrond

GIS-aanbiedingen (gas-geïsoleerde metalen-omsloten schakelapparatuur).kleine footprint, hoge operationele betrouwbaarheid en sterke anti-flashover-capaciteit tegen vervuilingvergeleken met conventionele open- schakelapparatuur, en is de afgelopen jaren op grote schaal toegepast in energiesystemen. GIS-isolatieniveau iseen van de belangrijkste items bij inbedrijfstellingstests op locatie-en serieresonantietests worden over het algemeen gebruikt om GIS-isolatieniveaus te verifiëren.

Kazachstan Chimkent PKOP-raffinaderij B80220kV-onderstationis een typisch internationaal engineeringproject. Na de installatie van de 220 kV GIS-apparatuur moesten er- wisselspanningstests ter plaatse worden uitgevoerd om de kwaliteit van de installatie te verifiëren.

4.2 Technische oplossing en implementatie

Het project heeft gewerktserie met variabele frequentie, resonant, bestand tegen spanningstesttechnologievoor wisselstroom op locatie- die bestand is tegen het testen van de 220 kV GIS-apparatuur. Bij de implementatie hebben de volgende aspecten bijzondere aandacht gekregen:

Beoordeling van de locatieomgeving: Uitgebreide beoordeling van de omstandigheden in de ruimte- op locatie, de omstandigheden van de stroomvoorziening en omgevingsfactoren om een ​​gericht testplan te ontwikkelen.

Voorbereiding en combinatie van apparatuur: Bepaal op basis van de capaciteits- en testspanningsvereisten van het 220 kV GIS de serie/parallelle combinatie van reactoren. Voor 220kV GIS-testen,2-3 reactoren in seriewordt doorgaans gebruikt.

Testmethode: Serieresonantie met variabele frequentie wordt gebruikt-door de uitgangsfrequentie van de voeding met variabele frequentie aan te passen, bereikt het circuit resonantie en wordt de vereiste AC-testspanning toegepast op het te testen GIS.

Veiligheidsmaatregelen: Inclusief isolatie en waarschuwing van het hoog-testgebied, betrouwbaarheidsverificatie van het aardingssysteem en realtime- monitoring tijdens de test.

4.3 Implementatieresultaten

Het project is met succes afgerond op-het AC-bestand op locatie, waarbij de 220 kV GIS-apparatuur werd getest, waarbij de integriteit van de isolatie na de installatie werd geverifieerd. De succesvolle toepassing vanserieresonantietechnologie met variabele frequentiein een internationaal onderstationproject demonstreert zijn brede aanpassingsvermogenverschillende standaardsystemen en verschillende locatieomstandigheden.

5. Toepassingsscenario 3: HV-kabel AC van onderstation is bestand tegen testen

5.1 Projectachtergrond

HV XLPE-kabels zijn belangrijke componenten voor inkomende/uitgaande lijnen en apparatuurverbindingen van onderstations. On-wisselstroombestendig testen van kabels op locatie is destandaardmethode voor het verifiëren van de isolatiesterkte van kabels en accessoires.

Wisselstroom op locatie- is bestand tegen het testen van een 110 kV-stroomkabel na foutreparatie op een onderstationis een typisch scenario. Na reparatie van kabelfouten is het testen van AC-bestendigheid verplicht om de kwaliteit van de reparatie te verifiëren en een veilige inbedrijfstelling te garanderen.

5.2 Technische oplossing en implementatie

Het project maakte gebruik van eenserie resonantie systeemvoor AC-bestendigheidstests op locatie-. De belangrijkste taken tijdens de test waren onder meer:

Parameterselectie: Bereken de capaciteit op basis van de kabelspanning, lengte en dwarsdoorsnede-, en bepaal vervolgens de reactorconfiguratie en het testfrequentiebereik. Voor 110 kV-kabels is de testspanning normaal gesproken:2U₀(U₀ is nominale fasespanning), met duur volgens GB 50150.

Testbedrading: Eén fase van de te testen kabel is aangesloten op de wisselstroomhoog-spanningsbron, terwijl de andere twee fasen en de metalen mantel zijn geaard, en aan het andere uiteinde van de kabel zijn alle drie de fasen open.

Resonante frequentieaanpassing: Pas de uitgangsfrequentie aan via de voeding met variabele frequentie totdat het circuit resonantie bereikt. Bij resonantie is de spanning op de kabel de testspanning.

5.3 Implementatieresultaten

De test heeft met succes de isolatieprestaties van de kabel na foutreparatie geverifieerd. Deze zaak laat zien dat deserie resonantie systeemis niet alleen toepasbaar voor de inbedrijfstelling van nieuwe kabels, maar ook voorverificatietesten na foutreparatie-een onmisbaar testhulpmiddel gedurende de gehele levenscyclus van de kabel.

6. Toepassingsscenario 4: AC-bestendig testen van hoofdtransformator van onderstation

6.1 Projectachtergrond

De hoofdtransformator is dekernuitrustingvan een onderstation, en de betrouwbaarheid van de isolatie heeft rechtstreeks invloed op de veilige werking van het gehele onderstation. Het ter plaatse testen van AC-bestendigheid van transformatoren-is een belangrijk onderdeel van de testinbedrijfstelling en preventieve tests.

Neutraalpunt-bestendigheidstest en busbar-bestendigheidstest van een hoofdtransformator van een 220 kV-onderstationis een typische resonantietoepassing uit de transformatorserie. Na installatie van de 220 kV-hoofdtransformator was een AC-bestendigheidstest via serieresonantie vereist om de isolatieprestaties te verifiëren.

6.2 Technische oplossing en implementatie

Het project maakte gebruik van eenresonantietestapparaat met variabele frequentieserievoor testen. De belangrijkste kenmerken zijn onder meer:

Automatische testmodus: Het serieresonante apparaat kan worden ingesteld op de automatische testmodus voor een zeer gemakkelijke bediening. Het systeem voltooit automatisch het frequentievegen, het verhogen van de spanning, de timing, het verlagen van de spanning en het hele proces.

Twee testitems: deze test bestond uit twee items-Het neutrale punt van de hoofdtransformator van 220 kV doorstaat de testEn220 kV-rail is bestand tegen test. Hetzelfde serieresonante systeem voltooide, door reactorcombinaties en testparameters aan te passen, beide verschillende testitems.

6.3 Implementatieresultaten

Tijdens beide tests functioneerde de apparatuur normaal zonder ontlading. Testresultaten bevestigden dat de transformator en de rail voldeden aan de prestatie-eisen en veilig in gebruik konden worden genomen.

Deze casus toont de toepasbaarheid aan van deAC-resonant testsysteemvoor het testen van transformatorapparatuur. Transformatorisolatiestructuren hebben aanzienlijke capaciteitscomponenten. In combinatie met reactoren om een ​​serieresonantiecircuit te vormen, kan de vereiste AC-testspanning over de transformatorwikkelingen worden aangelegd. Het systeem kan ook samenwerken metTransformatortestapparatuurvoor uitgebreide isolatiediagnostiek.

7. Industrietrends en toekomstperspectieven

7.1 Hoge integratie: van 'Gesplitst-Type' naar 'Geïntegreerd'

Traditionele serieresonante systemen bestaan ​​uit afzonderlijke eenheden, waaronder een voeding met variabele frequentie, een bekrachtigingstransformator, een reactor en een spanningsdeler, waardoor omslachtige montage ter plaatse- vereist is. Het 750kV-apparaat met hoge-integratie van het State Grid Hebei Electric Power Research Institute gebruiktcondensator-reactor geïntegreerd ontwerpmet sterk geïntegreerde kerncomponenten, waardoor de voetafdruk met 25% wordt verkleind-wat de ontwikkelingsrichting van de sector vertegenwoordigt.

7.2 Intelligentie: van ‘handmatige bediening’ naar ‘automatisch testen’

ModernAC-resonante testsystemenevolueren snel naarvolledig automatisch en intelligentoperatie. Automatische frequentie-sweeping, automatisch volgen van resonante punten, automatische spanningsverhoging, automatische timing, automatische spanningsreductie en automatische rapportgeneratie zijn standaardfuncties geworden op geavanceerde apparatuur-. De trends van verminderde personeelsbehoefte en kortere testduur zullen zich blijven verdiepen.

7.3 Hogere capaciteit: dekking voor hogere spanningsniveaus

Naarmate de netspanningsniveaus stijgen naar1000 kV en hogerblijven de spanningswaarden en capaciteiten van serieresonante systemen toenemen. On-AC-tests op locatie van UHV GIS maken ook gebruik van serieresonantie, maar met hogere testspanningen, grotere apparatuurcapaciteiten en grotere implementatie-uitdagingen.

7.4 Gecombineerde weerstands- en PD-tests

Volgende-generatieSerie resonantietestsystemenzijn diep aan het integrerenAC is bestand tegen testenmetdetectie van gedeeltelijke ontlading. Via twee-sensordetectietechnologie (HFCT+UHF) kan bewaking van gedeeltelijke ontlading gelijktijdig worden uitgevoerd tijdens het testen, waardoor "één spanningstoepassing, meerdere diagnostiek".

8. Conclusie

De toepassing van deAC-resonant testsysteemin grote onderstations is gevalideerd door middel van uitgebreide technische praktijk. Van deQingyuan 500 kV-onderstationstroomonderbreker doorstaat de test, naar deKazachstan 220kV onderstationGIS-veldtest; van de verificatietest na reparatie van een 110 kV-kabelfout tot de inbedrijfstellingstest van de 220 kV-hoofdtransformator-deSerie resonantietestsysteem, met zijn unieke voordelen vanhet bereiken van een grote testcapaciteit met een kleine voeding, lichtgewicht uitrusting, uitstekende golfvormkwaliteit, Eninherente zelfbescherming tegen flashover-, is gewordenvoorkeur voor technische oplossingom op-site tests in grote onderstations te doorstaan.

Terwijl technologieën op het gebied van hoge integratie, intelligentie en hogere capaciteit zich blijven ontwikkelen, zullen deAC-resonant testsysteemzal een steeds crucialere rol spelen bij het testen van de isolatie van onderstationapparatuur, waardoor sterkere technische ondersteuning wordt geboden voor de veilige en stabiele werking van elektriciteitsnetten.

🔗 Gerelateerde producten en oplossingen

Ultra-laagfrequente tester (VLF-tester)- Ideaal voor midden-spanningskabels met ultra-lage frequenties die bestand zijn tegen testen

Testsysteem voor gedeeltelijke ontlading- Online-PD-bewaking en diagnostiek voor hoogspanningsapparatuur

Transformatortestapparatuur - Uitgebreide testoplossingen voor transformatoren

CT PT-analysator- Nauwkeurige parametertests voor stroom- en spanningstransformatoren

Isolatieweerstandstester - Isolatieweerstandstests voor kabels, transformatoren en motoren

Impulsspanningsgenerator- Testen van bliksemimpulsen en schakelimpulsspanningen