有关变电站电力设备交接试验的几点交流

有关变电站电力设备交接试验的几点交流

何永桥

（中国能源建设集团天津电力建设有限公司天津300012）

摘要：对近年来华北地区变电站工程建设中的电力设备交接试验过程进行回顾，梳理交接试验中遇到的问题和解决办法，总结经验、教训，供工程建设同行在今后的工作中参考、交流。

关键词：电力设备交接试验，变压器，GIS，高压电缆

1.引言

交接试验是新设备交付运行前，为了发现设备在设计、制造、运输、安装等一系列过程中可能产生的隐患、缺陷，对新设备所进行的检测试验，是电气设备安装、更改后带有验收性质的初次试验，试验合格是判断电力设备允许投入运行的必要条件。交接试验往往与安装工程结合在一起，试验同时也给今后预防性（检修后）试验、运行维护以及其他工程留下纵向、横向的对比资料。

天津电力建设有限公司近年来主要在华北等区域承建变电站工程，电压多为220kV、500kV；这些变电站电力设备交接试验与火电工程升压站的交接试验有一定差别，很多具体规定、验收习惯等也不尽相同，很多方面要求更细致严谨；华北电网有限公司依据DL/T596《电力设备预防性试验规程》及GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准》等近年新颁布的国家标准、行业标准，结合反事故措施要求和在本地区的具体开展情况等，制订了华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》(Q/HBW14701-2008)（简称华北电网《规程》）、冀北电力有限公司《电力设备交接和检修后试验规程》（Q/GDW07001-2013-10501）（简称冀北电网《规程》）。

在近年来变电站施工和两个《规程》的执行过程中，我们遇到了不少问题，通过解决问题积累了一定的经验教训，下面对这些问题进行回顾、梳理，供工程建设同行们参考、交流。

2.变电站工程电力设备交接试验中遇到的问题

2.1有关交接试验的特殊规定

2.1.1大量设备增加局部放电交接试验项目

局部放电检测有助于检查多种绝缘缺陷和绝缘弱点，它是对耐压试验很好的补充；由于现场电磁环境存在干扰、试验结果的判断需要一定的经验以及过去试验手段落后现场试验有困难，因此过去有关规程并未得到严格执行，后来随着试验设备和手段日益进步、电网要求的日趋严格，此项试验添加到规程中来。两个《规程》新增了主变压器、高压并联电容器、SF6断路器及GIS等设备的局部放电试验：

1)110kV及以上变压器要求进行局部放电试验，合格标准为：在线端电压为1.5Um/√3时，放电量一般不大于500pC，在线端电压为1.3Um/√3时，放电量一般不大于300pC；

2)高压并联电容器交接试验时增加抽检局部放电项目，试验合格标准为：1.5Un下局部放电量不大于50pC,局部熄灭电压应不小于1.2Un；试验采用脉冲电流法；局部放电抽检比例为10%，抽检时如发发现局放超标的电容器，则进一步抽检20%，如20%抽检设备全部合格，则除超标那只电容器外其余设备合格；如20%抽检仍发现有超标产品，则整批产品需全部进行局部放电试验。

3)110kV及以上的罐式断路器、GIS、HGIS设备交接试验时要求进行局部放电试验，合格标准为在运行电压下无异常放电，试验方法可采用超声法和超高频测量法。

现场局部放电试验通常是结合工频耐压试验或是老练试验的过程中进行；为了提高局放检测效果，需尽量减少环境电磁干扰，净化电磁“背景”；现场采取的措施主要有：

1）在试验时停用能造成电磁“噪声”的电力电子设备如变频器、直流焊机；

2）试验前检查完善现场均压环、屏蔽环，打磨金具尖端毛刺，试验加压用导线使用专用的防电晕扩径导线以避免高压电晕的发生；

3）充分涂抹超声耦合剂，使超声波探头检测更准确直观。

2.1.2主变压器增加空载试验项目

通过空载试验可以发现变压器以下缺陷：硅钢片间绝缘不良、局部短路烧损或多点接地；硅钢片松动、错位、气隙过大；穿芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分损坏、形成短路；绕组线圈有匝间、层间短路或并联支路匝数不等、安匝不平衡等；使用劣质高耗硅钢片或设计计算有误等。通过空载试验不仅能检验产品的生产制造质量，同时也能考核出今后运行的经济性。

试验合格标准为与出厂值比较无明显变化，220kV及以下变压器试验电压应达到额定电压；500kV变压器试验电压应不小于80%额定电压。

因获取较高的试验电压和进行电压的连续调节困难，难以从高、中压侧加压试验，现场空载试验只能通过低压侧感应法实现。为了避免“容升”给试验带来的影响，在试验时应采用在试验变高压侧监测电压。

2.1.3断路器及GIS设备增加速度特性测试

断路器只有保证适当的分、合闸速度，才能充分发挥开断电流能力；刚分、刚合速度降低若接通或切断短路故障时甚至会引发爆炸事故；分合闸速度过高时将造成触头弹跳时间超标，同时运动机构受力过度寿命缩短。

过去有关规程规定“现场无条件安装采样装置的断路器，可不进行本试验”，一般现场均未进行此项试验，但近华北电网、冀北公司两个《规程》执行以来，各地区供电公司均一致严格要求，目前近年我单位承建所有220kV、500kV变电站均设法进行了此项试验。

由于断路器的灭弧室难以打开，不能对动触头进行直接测试；通常是对断路器机构的可动部分进行测速，试验时根据断路器的具体结构，将传感头固定在适当位置，由于各断路器厂家操作机构差别很大，因此各厂家配备的传感器也不同，此项试验的关键是往往生产厂家配合，取得合适的采样传感装置。

2.2关于试验标准及相关规定的执行问题

有关SF6新气的全分析抽检比例问题，相关标准有着诸多不同规定：

1)《电力设备预防性试验规程》（DL/T596-1996）中规定：“SF6新气的验收按30%的抽检率进行”；

2)《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006）中规定：“SF6新气的验收按10%的抽检率进行”；

3)华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》（2008年版）（Q/HBW14701-2008）规定“SF6新气到货后，充入设备前应按GB12022验收，每批产品按十分之三的抽检率复核主要技术指标”；

4)《工业六氟化硫》GB12022中规定的抽检率为：“每批气瓶数为1瓶时，最少抽检1瓶，每批气瓶数为2-40瓶时，最少抽检2瓶，每批气瓶数为41-70瓶时，最少抽检3瓶，每批气瓶数为71瓶以上时，最少抽检4瓶”；

5)《关于印发协调统一基建类和生产类标准差异条款（变电部分）的通知》（办基建[2008]20号）规定“目前常用的新气钢瓶抽检率按《工业六氟化硫》GB12022中规定的抽检率执行，采用较低的抽检率。新SF6气体充入电气设备前应对钢瓶中气体的质量进行抽检，其它每瓶只测定含水量”；

6)《关于印发〈协调统一基建类和生产类标准差异条款〉的通知》（国家电网科[2011]12号）规定“按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006）执行”，即“SF6新气的验收按10%的抽检率进行”。

7)考虑到SF6新气成份检测成本非常高，我们在工程实际中，根据各项标准的颁布单位、颁布时间对其时效进行甄别，区别执行。

2.3特殊设计造成的电缆出线变压器及其电缆的试验问题

出于节约土地、造价以及现场环境等方面原因，220kV变电站工程越来越多室内布置型式，高压配电装置采用GIS，GIS与主变高、中压（220、110kV）侧联结往往采用电缆，因此其安装、试验均与以往架空线进线的变压器有着一些不同。

2.3.1电缆联结主变及其联结电缆试验中的困难

由于主变、GIS均为电缆进、出线，导致相关设备试验出现很大困难：

1)主变高、中压侧没有户外接线套管（引线瓷套管尺寸很小，不具备试验电压所需的外绝缘距离，只能在运行工况即浸泡在绝缘油中进行耐压试验），无法按正常方法对主变外施工频试验电压进行耐压和局部放电试验；

2)一般高、中压侧电缆均设计一端安装在GIS电缆仓内，一端安装在主变“п”形电缆油仓中，两端电缆终端尺寸均较小，没有足够表面爬电距离，无法按正常方法对电缆外施变频试验电压；

3)部分工程的GIS设备也没有引出套管，而是全部采用电缆出线，同样无法按正常方法外施试验电压。

2.3.2解决方法

针对上述困难，我们每个现场都召集各主要设备生产厂家、监理、业主基建、生技、运维检修等部门组织专题讨论会，多方协商后，结合现场实际，采取非常措施，达到试验目的，通常做法如下：

1)对于主变交流耐压、局部放电试验无法直接施加高压的问题，我们采用从低压侧加压进行感应耐压的办法来实现（这也是新试验规程推荐的试验方法）；

需要注意的是，对各侧绕组的接线方式（低压角形接线的加压端选取，高、中压侧中性点接地与否、高中压侧接地端的选择）、试验所考核的绝缘部位等均需精心策划设计；对试验变压器高压端电压值和有载调压开关档位等均需精确计算。

2)对电缆试验问题，我们都是通过GIS户外套管向电缆加压。如GIS系统没有户外套管，则需向GIS生产厂家协调专用试验套管，在GIS整体耐压试验合格后（包括未装电缆终端的电缆仓），回收仓内SF6气体，将试验套管安装在电缆仓上部，再抽真空注气，为保证相间、相对地距离，一般3相试验套管分3次安装或分别装在不同间隔的不同相，此方法试验安全有效且最为严谨，但也最为繁琐；

有的工程协调试验套管有困难，业主又同意缩短对电缆的交流变频谐振耐压时间，在取得GIS厂家许可，确认不会对GIS设备造成危害后，可以通过GIS户外引线套管向GIS、电缆施加试验电压；此方法一方面对GIS长时间施加电缆试验电压可能造成设备潜在损伤，另一方面缩短电缆试验时间，不完全满足交接试验规程要求；

上述方案在正式实施前，还需经设备生产厂家、业主专业部门审核确认，防止遗漏试验考核部位或试验电压不能达到考核标准，更要防止试验电压、时长超过允许值造成设备不可恢复损伤。

为达到上述试验目的，需反复进行主变和GIS设备的注放油、充放气、抽真空，多次拆装GIS试验套管、主变油仓电联结，花费大量资金和人力，但最终达到了交接试验对设备的考核目的。

3.总结

在近几年的变电站工程实施中，我们现场的施工、试验人员，克服诸多困难，努力创造条件实施交接试验，及时发现和处理了多起设备缺陷，没有一起工程出现因试验不到位造成设备带病投运，承建的变电站工程几乎全部获评国家电网公司及以上等级的优质工程奖项，向业主移交了一大批“平安工程”、“放心工程”，得到各地区业主一致好评。通过这些工程，我们的项目管理人员对电力设备交接试验有了更深入的认识，对试验规程尤其是各地方电力公司《电力设备交接和检修后试验规程》有了更深更全面的理解，确保在今后的工程中，更好地服务于工程。

参考文献

[1]《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－2006、2016）

[2]原华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》(Q/HBW14701-2008)

[3]冀北电力有限公司《电力设备交接和检修后试验规程》（Q/GDW0701-2013-10501）

[4]《SFSZ-240MVA/220kV安装与维护手册》上海阿海珐变压器有限公司

[5]《ZF11-252（L）气体绝缘金属封闭开关设备安装使用说明书》河南平高电器股份有限公司