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1000kVGIS(修改)


交流 1000kV 特高压示范工程
一次主设备技术条件与试验规范
1000kVGIS













2005 年 9 月





前言………………………………………………………………………………………… II 前言 1 2 3 4 5 6 7 范围…………………………………… ………………………………………………… 1 引用标准………………………………………… ………………………………………… 1 环境条件…………………………………………………… ……………………………… 1 系统概况…………………………………………………………………………………… 2 基本技术参数……………………………………………………………………………… 2 技术性能要求……………………………………………………………………………… 5 试验………………………………………………………………………………………… 7

2


装和试验等方面的技术要求。



本技术规范适用于 1000kV GIS,它提出了 GIS 的功能设计、结构、性能、安 由于现行国标、行标和企业标准等一般未涉及 1000kV 电压等级设备的内容, 为使 1000kV 变电所工程设备选择工作有所遵循,特此编制本技术规范。本技术规 范提出的技术性能参数基于有关 1000kV 电压等级的科研结论及参考国内外超高 压设备的现有设计运行经验。 本规范的技术要求针对西北电网 750kV 官亭和兰州东变电所实际条件提出, 其他工程应根据所址环境条件和系统条件分析研究这些技术要求的适用性。 本技术规范是同时编制的七个 1000kV 设备技术规范之一,这七个技术规范分 别是: 1.750kV 系统用主变压器技术规范 2.750kV 系统用油浸式并联电抗器技术规范 3.750kV 系统用高压交流断路器技术规范 4.750kV 系统用高压交流隔离开关技术规范 5.750kV 系统用电流互感器技术规范 6.750kV 系统用电压互感器技术规范 7.750kV 系统用金属氧化物避雷器技术规范 各单位在使用本技术规范过程中要注意积累资料,及时总结经验,如发现不妥 和需要补充之处请随时函告编制单位。 本规范主要起草单位: 本规范参加起草单位: 本规范主要起草人:

本规范解释权属国家电网公司。 本规范解释权属国家电网公司。

3

1 范围

1.1 本设备技术规范书适用于 800kV 交流高压断路器。它提出了该设备的功能 设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本设备技术规范提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规 定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合工业标准和本规范的 优质产品。 1.3 1.4 本设备技术规范所使用的标准当与制造厂所执行的标准不一致时,按较高标 750kV 系统用的交流高压断路器,除应符合现行的有关国家标准和电力行业 准执行。 标准的规定外,同时还应执行本规范。

2 引用标准

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。 凡是注日期的引用 标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本标准,然 而,鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是 不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本规定。 GB311.1 DL/T402 DL/T593 DL/T620 GB 1984 GB2900 GB5273 GB5582 GB/T 11022 GB/T19001 《高压输变电设备的绝缘配合》 《交流高压断路器订货技术条件》 《高压开关设备的共用订货技术导则》 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 《高压交流断路器》 《电工名词术语》 《变压器、高压电器和套管的接线端子》 《高压电力设备外绝缘污秽等级》 《高压开关设备和控制设备的共用技术要求》 《质量管理体系 要求》

GB/T 13540 《抗地震性能试验》

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3

环境条件

3.1

周围空气温度 最高温度: 最低温度: 最大日温差: 日照强度: 40 ℃ -25 32 K 0.1 W/cm2(风速 0.5m/s) 2000 m 34 m/s 90 % 95% 0.2 g 0.13 g

3.2 3.3 3.4

海拔高度: 50 年一遇,10 米高、10 分钟平均风速: 环境相对湿度(在 25℃时) 最大月平均值: 日平均湿度:

3.5

地震设防烈度: 地面水平加速度: 地面垂直加速度:

3.6 3.7

污秽等级:外绝缘爬电比距 25mm/kV(海拔 2000m 时) 覆冰厚度:10 mm(风速不大于 15m/s 时)

4

系统概况

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

系统标称电压: 系统最高运行电压: 系统额定频率: 安装地点:户外

750kV 800kV, 50Hz

系统中性点接地方式: 直接接地

4.6 安装方式:支持式

1. 通用条件
1.1 环境条件
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(1) 海拔高度:≤1000 m (2) 环境温度 a. 最高气温:40 ℃ b. 最低气温:-25 ℃ c. 最热月平均温度:30℃ d. 最高年平均温度:20℃ (3) 计算风速: 34m/s (4) 月平均最高相对湿度:90 %(25℃下) (5) 日照强度:0.1W/cm2(风速 0.5m/s) (6) 覆冰厚度:10mm/20mm (7) 污秽等级: Ⅲ级 (8) 耐地震能力: 地面水平加速度: 3.0m/s2,1.5m/s2 地面垂直加速度: 1.5m/s2,0.75m/s2 1.2 基本技术要求 (1) 系统额定频率: 50 Hz (2) 系统标称电压: 高压:1000kV 中压:500kV 低压:110kV (3) 系统最高运行电压: 高压:1100kV 中压:550kV 低压:126kV (4) 短路电流水平: 高压:50kA 中压:63kA 低压:40kA (5) 中性点接地方式:
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高压及中压-中性点直接接地 低压:暂按中性点不接地方式考虑 (6) 1000kV 最小空气间隙的初步建议: 相-地净距:6.7m 相间净距:9.3m (7) 无线电干扰水平:≤500?V (隔离开关按 2000(V) 2. 主要技术参数 2.1 总体技术要求 (1)额定电压:1100kV (2)相数:_3_相 (3)接线型式:主回路-3/2 断路器 (4)额定电流:3/2 断路器接线串中_4000 并联电抗器回路_ 2500 A 主母线_ 6300 分支母线_ 4000 A A A

(5)额定短时耐受电流:50 kA(持续时间 2s) (6)峰值耐受电流(主回路和接地回路):125 kA(峰值) (7)额定绝缘水平(kV): 额定雷电冲击耐受 电压 (峰值) 相对地 1000 1100 2400 断口间 额定操作冲击耐受 电压 (峰值) 相对地 断口间 额定工频 1min 耐受电 压 (有效值) 相对地 1100 断口间 1100 (+635)

标称 电压

最高 电压

2400 1675 1800 (+630) (+900) (8)SF6 气体的压力密度:(20℃下)(表压) 断路器室(额定/报警/闭锁): 0.6 MPa 其它气室(额定/报警): MPa

(9)SF6 气体湿度(在额定气压下):
7





交接验收值 μl/l μl/l

长期运行允许值 μl/l μl/l

有电弧分解物气室 其它气室 (10)使用寿命:不小于 30 年

(11)局部放电量: GIS 在额定电压下,每个间隔局放量不大于 10pC,每单个元 件局放量不大于 3pC,电磁式电压互感器局放量小于 5pC,套管局放量小于 5pC, 电流互感器的局放量小于 5pC。 (12)对绝缘气体及漏气率的要求:新装的 SF6 气体的质量应符合 IEC600376 出 版物的规定以及 600376a 和 600376b 出版物的要求。对批量提供的气体应附毒性 检验合格证。 GIS 中 SF6 气体允许湿度: 有电弧分解物的间隔 μl/l(长期运行允许值),无电弧分解物的间隔 ?l/l 交接值) ( 、 μl/l(长

?l/l(交接值)、

期运行允许值)。每个气隔的漏气率应不大于 0.5%/年。 (13)温升:GIS 组成元件的温升应不超过各元件相应标准规定的允许温升。对运 行人员可接触的外壳,其温升不应超过 30K,对运行人员易接近,但正常操作时 不需接触的外壳,其温升不超过 40K,对运行人员不接触的部位,允许温升可提 高到 65K,但应保证周围绝缘材料不致损坏并需作出明显高温标记。 (14)GIS 自振频率: Hz

(15)结构型式:主母线:______ 分支母线:______ 其它隔室:______ (16)噪音:开关操作时,距开关 2 m 处测量噪音水平<_110 dB。 (17)壳体: (a)壳体材质:铝合金或不锈钢 (b)内部燃弧壳体烧穿时间:≥100ms 铝合金, ≥300ms 不锈钢, (c)接地:GIS 接地的设计应使设备外壳、构架及易接触部位在正常运行条件下 感应电压不超过 24V,在故障条件下感应电压不超过 100V。

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2.2 断路器 (1)额定参数 a. 断口数: 4 或 2 b. 额定电流:4000A, (有效值) c. 额定短路开断电流:50 kA (有效值) 首相开断系数:_1.3_ d. 额定短路开断电流:50 kA (有效值) e. 额定峰值耐受电流:125 kA (峰值) f. 断路器时间参量: (a). 开断时间: ≤40 ms (b). 分闸时间: ≤20 ms (c). 合闸时间: ≤40 ms (e). 重合闸的无电流间隙时间: ≤300ms (f). 合分时间: ≤40 ms (g). 分闸不同期性不大于: 相 间: 3 ms

同相断口间: 2 ms (h). 合闸不同期性不大于: 相 间: 5 ms

同相断口间: 3 ms g. 额定操作顺序:0—0.3s—CO—180s—CO h. 开断能力 (a). 开断 100%额定短路电流不需维修的连续开断次数不少于 12,16 次。 (b). 开合空载变压器励磁电流的能力: A

(c). 分、合并联电抗器电感电流的能力:450~960Mvar (d). 开、合空载架空线路充电电流的能力: 1200 A (e). 近区故障下的开、合能力: 近区故障下的开断电流为额定短路开断电流的 90%,75%。
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操作方式:O—0.3s—CO—180s—CO (f). 失步状态下的开断能力: 失步开断电流为额定短路开断电流的 25%;对于中性点接地系统工频恢复电 压为额定相电压的 2 倍。 i. 合闸电阻 (a). 每相合闸电阻值_400~600_?,允许偏差_____%。 (b). 合闸电阻提前接入时间: 8-11 ms (c). 合闸电阻的热容量: j. 噪音水平 在操作设备时测量噪音水平,噪音测点应在距声源直线距离 2m 对地高度 1.5m 处允许的噪音水平为:不超过 110 dB。 (2)机械性能要求 a. 断路器的操动机构可为液压式、气动式、弹簧式。 b. 机械寿命:机械型式试验连续合分 5000 次,在整个循环过程中不允许更 换或修理部件,不允许调整。

2.3 隔离开关和接地开关 (1)额定参数 a. 型式:_ ____ b. 额定电流 _4000A c. 时间参数: (a). 合闸时间:______ms (b). 分闸时间:______ms (c). 合闸速度:______m/s (d). 分闸速度:______m/s d. 额定短路关合电流:125 kA(峰值) (仅对具有额定短路关合能力的接地开关而言) e. 分、合容性小电流能力:______A(有效值) f. 分、合感性小电流能力:______A(有效值)
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g. 分、合母线转换电流能力:______A 恢复电压______V,开断电流为______A 时分、合次数_____次 h. 接地开关开合感应电流的能力 (2)操动机构: 隔离开关和接地开关的操动机构型式:电动,能远方及就地操作。 (3)机械特性: 不进行任何修理与调整的三相操作次数:≥2000 次。 A(容性) A(感性)

2.4

避雷器

(1)电压 a. 额定电压:828kV, 888 kV b. 持续运行电压:638kV, 684 kV (2)保护水平 a. 标称放电电流(8/20?s):_20_kA b. 陡波冲击电流下残压≤(1/10?s):________kV(峰值) c. 雷电冲击电流下残压≤(8/20?s): 1620 kV, 1700kV(峰值) d. 2 kA 操作冲击电流下残压≤(30/60?s):1460 kV, 1500kV(峰值)

(3)其它技术参数 a. 直流 4mA 参考电压:________kV(峰值) b. 75%直流 4mA 参考电压下的漏电流 c. 工频参考电压(峰值/ 2 ) d. 工频参考电流(峰值) e. 避雷器的持续电流 (a) 全电流(有效值)It (b) 阻性电流(峰值)It f. 长持续时间电流冲击耐受 (a)线路放电等级: 5级 mA μA mA kV μA

(b)方波电流冲击(2ms)A 6000~8000A g. 大电流冲击耐受 4X100 k A(峰值,应提供大电流冲击时的残压)
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h. 动作负载 i. 工频电压耐受时间特性 j. 避雷器每千伏额定电压吸收能力 k. 局部放电量≤__10_pC l. 压力释放能力: 大电流:100 kA ,(峰值) 小电流:_______kA(峰值) (4)绝缘水平(kV)
标称 电压 最高 电压 额定雷电冲击 耐受电压 (相对地峰值) 2400 额定操作冲击 耐受电压 (相对地峰值) 1800 额定 1min 工频 耐受电压 (相对地有效值) 1100

kJ/kV

1000

1100

(5)避雷器在两次操作过程中吸收的总能量暂按 40MJ 考虑。 (6)避雷器电流不均匀系数不应大于 10%。 (7)避雷器工频电压耐受特性至少应满足系统暂时过电压为 1.4p.u.时持续时间为 0.5s 的要求。 (8)工频参考电压不应低于避雷器的额定电压。

2.5

电压互感器

2.6

电流互感器

2.7

SF6/air 套管

(1)额定电流:GIS:4000A H-GIS:4000A (2)一次接线端子应承受的静态拉力:(进一步核算) a. 水平拉力 纵向 5000N 横向 5000N
12

b. 垂直力 3000N 静态安全系数不小于 2.75,事故状态下安全系数不小于 1.67。

2.8

SF6 气体

(1)SF6 气体质量: a. SF6 气体空气含量允许值(质量分数):投产时_______% 投产后_______% b. 四氟化碳含量:≤0.05% ?g/g

c. SF6 气体湿度含量允许值:≤8?g/g d. 酸度( 以 EF 计) :≤0.3?g/g e. 可水解氟化物(EF 计):≤1.0?g/g f. 矿物油:≤10 ?g/g g. 纯度:≥99.8% (重量比)

h. 生物毒性试验:无毒 (2)供货商应提交 SF6 气体合格证书及分析报告。

7 试验

7.1

强制的型式试验项目

7.1.1 绝缘试验 7.1.2 无线电干扰电压试验 7.1.3 主回路电阻测量 7.1.4 温升试验 7.1.5 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 7.1.6 7.1.6 密封试验 7.1.7 EMC 试验 7.1.8 常温下的机械试验 7.1.9 短路电流关合和开断试验 7.1.10 容性电流开合试验:线路充电电流开合试验 7.1.11 端子静负载试验
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7.1.12 近区故障试验 7.1.13 失步关合和开断试验 7.1.14 耐地震试验 7.1.15 套管式电流互感器特性试验 7.1.16 绝缘试验 GB/T 1984 的 6.2 适用。 对于在高海拔地区使用的断路器,既有外绝缘又有内绝缘,且外绝缘又至关 重要。为了避免内绝缘受到过高的电压,绝缘试验的细节应该由制造厂和用户商 定。一般情况下,如果已确认外绝缘性能良好(例如已有对外绝缘部件事先进行 过相应的绝缘试验报告),则可不考虑修正系数。 7.1.17 无线电干扰电压试验 GB/T 1984 的 6.3 适用。 7.1.18 主回路电阻的测量 GB/T 11022 的 6.4 适用。 7.1.19 温升试验 GB/T 1984 的 6.5 适用。 7.1.20 短时耐受电流和峰值耐受电流试验 GB/T 1984 的 6.6 适用。 7.1.21 密封试验 GB/T 11022 的 6.8 适用。 7.1.22 电磁兼容性(EMC)试验 GB/T 11022 的 6.9 适用。 7.1.23 周围空气温度(常温)下的机械操作试验 GB/T 1984 的 6.101.2.1 至 6.101.2.3 和 6.101.2.5 适用。 7.1.24 端子静负载试验 GB/T 1984 的 6.101.6 适用。应指明,在 5.110.4 中对于 800kV 断路器接线 端允许的机械负荷是根据本规范 2.5.8 条的要求提出的。 7.1.25 短路电流关合和开断试验 GB/T 1984 的 6.102 至 6.106 适用。 7.1.26 近区故障试验 GB/T 1984 的 6.109 适用。 7.1.27 失步关合和开断试验
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GB/T 1984 的 6.110 适用。 7.1.28 线路充电电流开合试验 GB/T 1984 中的 6.111 有关规定适用。 7.1.29 耐地震试验 试验按 GB/T 13540《高压开关设备抗地震性能试验》的规定进行。 水平加速度为 0.2g,垂直加速度为 0.13g。 7.1.30 套管式电流互感器试验(适用时) 按电流互感器相关标准进行。 7.2 7.2 出厂试验 GB/T 1984 第 7 章适用,并作如下补充。每台断路器均应在工厂内进行整台 组装并进行出厂试验,出厂试验的技术数据应随产品一起交付需方。产品在拆装 前对关键的连接部位和部件应做好标记。 7.2.1 主回路的绝缘试验 GB/T 1984 的 7.1 适用。 7.2.2 辅助和控制回路的绝缘试验 GB/T 11022 的 7.2 适用。 7.2.3 主回路电阻的测量 GB/T 11022 的 7.3 适用。 7.2.4 密封性试验 GB/T 11022 的 7.4 适用。 7.2.5 设计和外观检查 GB/T 1984 的 7.5 适用。 7.2.6 机械操作试验 GB/T 1984 的 7.101 适用,并作如下明确和补充:断路器应连续进行如下方 式的 50 次合分操作而不得发生拒、误动或损坏; a) 在操作和控制回路最高电压及最低液压下进行 10 次; b) 在操作和控制回路最低电压及最高液压下进行 10 次; c) 在操作和控制回路最高电压及最高液压下进行 10 次; d) 在操作和控制回路最低电压及最低液压下进行 10 次; e) 在操作和控制回路额定电压和液压下进行 5 次合分-0.3s-合分; f) 检查断路器联锁装置的可靠性,如防跳,高、低压闭锁,非全相合闸, 防止失压慢分等;
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g) 操作试验中应记录下列参数: 1) 操作压力、电压及变化范围,分合闸线圈中的电流值; 2) 主、辅触头的分合闸速度和特性曲线; 3) 主、辅触头的行程、超程及极间和断口间的同期性; 4) 分、合闸时间,线圈中电流的持续时间,主、辅触头的时间配合。 7.3 现场交接验收试验 现场交接验收试验在断路器安装完毕后进行。试验时供方应派代表参加,所 有试验结果均应符合产品的技术规范。 GB/T 1984 的 10.2.101 和 10.2.102 适用,并作如下明确和补充相关试验项 目: 7.3.1 测量绝缘拉杆的绝缘电阻 7.3.2 测量每极导电回路的电阻 7.3.3 交流耐压试验 7.3.4 断路器电容器的试验 7.3.5 测量断路器的分闸时间、合闸时间、分闸同期性、合闸同期性、分-合及合 -分时间 7.3.6 测量断路器的分、合闸速度 7.3.7 测量断路器合闸电阻的投入时间和电阻值 7.3.8 测量断路器分、合闸线圈绝缘电阻及直流电阻 7.3.9 断路器操动机构的试验 7.3.10 密封性试验 7.3.11 测量断路器内 SF6 气体微量水分含量 7.3.12 7.3.12 气体密度继电器、压力表和压力动作阀的校验 7.3.13 套管式电流互感器的试验(适用时)

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