南方电网500kV气体绝缘金属封闭开关设备GIS技术规范.doc
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1、中国南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG500kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)技术规范20111014实施20111014发布中国南方电网有限责任公司 发 布Q/CSG 123003.2-20111目 次前 言I1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 使用条件24.1 正常使用条件24.2 特殊使用条件45 技术要求55.1 技术参数要求55.2 设计和结构要求116 试验296.1型式试验296.2 出厂试验306.3 现场交接试验327 产品对环境的影响348 备品备件及专用工具348.1 备品备件348.2 专用工具359 技术文件3610监造、包装、运输、储存3811
2、 附则39附录A 500kV GIS技术参数表(规范性附录)40附录B LCC相关资料要求49附录C 500kV变电站500kV GIS设备CT、PT配置示意图54 前 言为规范500kV全部采用SF6气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)技术标准和要求,指导南方电网公司所属变电站(发电厂)GIS建设、改造和运行管理工作,依据国家和行业的有关标准、规程和规范,特制定本规范。本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。本规范起草单位:广东电网公司电力科学研究院。本规范主要起草人:卢启付、吴琼、李端姣、吕鸿、王红斌、陈锦清。本规范主要审查人:皇甫学真、陈建福、
3、黄志伟、刘辉、谢植飚、黄星、赵现平、赵小渔、刘岩。本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。本规范自发布之日起实施。执行中的问题和意见,请及时反馈至中国南方电网有限责任公司生产技术部。500kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)技术规范1 范围本规范适用于中国南方电网公司所属变电站(发电厂)新建、扩建及改造工程,安装在户内或户外并运行在频率为50Hz、500kV电压等级的GIS及其操动机构和辅助设备。本规范规定了500kV电压等级的GIS本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。本技术规范提出的是最低限度的技术要求。凡本技术规范未规定,但在相关设备的国家标准、行
4、业标准或IEC标准中有规定的规范条文,应按上述标准条文中的最高技术要求执行。接入南方电网的用户设备其配置、选型可参照本规范要求执行。2 规范性引用文件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。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是未注明日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。GB 156-2007 额定电压GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB 1207-2006 电磁式电压互感器GB 1208-2006 电流互感器GB 1984-2003 高压
5、交流断路器GB 1985-2004 高压交流隔离开关和接地开关GB 4208-1993 外壳防护等级(1P代码)GB 7354 局部放电测量GB 7674-2008 额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备GB 11032-2006 交流无间隙金属氧化物避雷器GB 50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB/T 311.2-2002 绝缘配合 第2部分:高压输变电设备的绝缘配合使用导则GB/T 2900.20 电工术语 高压开关设备GB/T 5582-1993 高压电力设备外绝缘污秽等级GB/T 8905 六氟化硫电气设备中气体管理和检查导则GB/T 16935.
6、1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验GB/T 22381-2008 额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备与充流体及挤包绝缘电力电缆的连接 充流体及干式电缆终端GB/T 22382-2008 额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备与电力变压器之间的直接连接 DL/T 402-2007 交流高压断路器订货技术条件DL/T 486-2000 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件DL/T 555 气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则DL/T 593-2006 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求DL/T 617-2010 气体绝缘
7、金属封闭开关设备技术条件DL/T 618 气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程DL/T 728-2000 气体绝缘金属封闭开关设备订货技术导则DL/T 978-2005 气体绝缘金属封闭输电线路技术条件Q/CSG 1 0007-2004 电力设备预防性试验规程Q CSG 11401-2010 气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)局部放电特高频检测技术规范变电设备状态监测和带电测试配置原则本技术规范执行期间,新颁布的国家标准和行业标准(不含上述引用文件中未注明日期的标准的修订版)均不适用于本规范。然而,鼓励根据本规范研究是否可使用这些文件的最新版本。” 3 术语和定义GB 7674-2008第
8、三章的术语和定义适用于本规范。4 使用条件除非另有规定,GIS及其操动机构和辅助设备,要在本条列出的使用条件下使用。如果实际使用条件不同于本条使用条件,制造厂应尽可能按用户提出的特殊要求设计产品,或者应与用户达成适当的协议。4.1 正常使用条件4.1.1 周围空气温度年最高温度不超过40,最热月的日平均温度不超过35。年最低温度不低于-10。4.1.2 环境相对湿度(在25时)日相对湿度平均值不大于95%;月相对湿度平均值不大于90%。应考虑凝露对设备的影响。4.1.3 太阳辐射强度户内GIS的阳光辐射强度可以忽略;户外GIS应考虑阳光辐射强度的影响,晴天中午的辐射强度为1000W/m2。4.
9、1.4 海拔高度适用于设备的外绝缘,绝缘水平的设计规定海拔高度不超过1000m。4.1.5 污秽对于III级以下污秽等级的地区统一按III级防污选取设备的爬电比距。III级及以上污秽等级的地区统一按IV级防污选取设备的爬电比距。III级外绝缘爬电比距规定为:相对地:不小于25mm/kV。4.1.6 覆冰厚度不超过10mm。4.1.7 降雨量年最大:2600mm日最大:300mm4.1.8 风速正常使用条件:不超过34m/s(相应于圆柱表面上的700Pa)4.1.9 振动耐受地震烈度规定为8度:水平分量 0.25g垂直分量 0.125g本设备应能承受用三周正弦波的0.25g水平加速度和0.125
10、g垂直加速度同时施加于支持结构最低部分时,在共振条件下所发生的动态地震应力,并且安全系数应大于1.67。4.1.10 共模电压由于主回路的开合操作,在辅助和控制回路上所感应的共模电压幅值不超过1.6kV。4.2 特殊使用条件凡不满足4.1条正常使用条件之外的特殊条件,如环境温度、海拔、污秽等级等应在订货时说明。4.2.1 周围空气温度和湿度对于酷热气候,应优先选用的年最低和年最高温度的范围规定为:-25+55。日相对湿度平均值能达到98%。4.2.2 海拔高度对于使用在海拔高于1000m处的GIS,其外绝缘在标准参考大气条件下的绝缘水平是将适用场所要求的绝缘耐受电压乘以海拔修正系数Ka。系数K
11、a可按下式计算:式中:H为GIS安装地点的海拔高度,以m为单位。注1:在任一海拔处,内绝缘的绝缘特性是相同的,不需采取特别的措施。关于外绝缘和内绝缘的定义见GB/T 311.2。注2:对于低压辅助设备和控制设备,海拔低于2000m时, 不需采取特别措施。如用于2000m以上海拔,需采取的措施见GB/T 16935.1。注3:海拔高度可参照下列要求确定:a. 海拔在10002000m范围,设备外绝缘水平按2000m海拔修正;b. 海拔在20002500m范围,设备外绝缘水平按2500m海拔修正;c. 海拔在25003000m范围,设备外绝缘水平按3000m海拔修正;d. 海拔高于3000m,应考
12、虑实际运行地点的环境,经专题研究后确定。4.2.3 污秽对于III级污秽地区,考虑到未来调整爬距困难,可按IV级选取设备爬电比距, IV级外绝缘爬电比距规定为:相对地:不小于31mm/kV。4.2.4 覆冰厚度覆冰对20级不超过20mm,对30级不超过30mm。4.2.5 其它参数设备在其它特殊使用条件下使用时,用户应参照GB/T 4796、GB/T 4797、GB/T 4798的规定提出其环境参数。5 技术要求5.1 技术参数要求5.1.1 额定电压(Ur):550kV。5.1.2 额定绝缘水平 GIS的额定绝缘水平见表1。表1中的耐受电压适用于GB311.1中规定的标准参考大气条件(温度、
13、压力、湿度)。额定绝缘水平用相对地额定雷电冲击耐受电压来表示。表1 500kV GIS的额定绝缘水平额定电压Ur kV(有效值)额定短时工频耐受电压UdkV(有效值)额定操作冲击耐受电压UskV(峰值)额定雷电冲击耐受电压Up kV(峰值)相对地及相间开关断口及隔离断口相对地相间开关断口及隔离断口相对地 及相间开关断口及隔离断口(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)550740740(+315)130019501175(+450)16751675(+315)注1:本表项(3)括号内的数值为1.0Ur/,是加在对侧端子上的工频电压有效值;注2: 项(6)中括号内的数值为1.0Ur,是加
14、在对侧端子上的工频电压峰值,项(8)中括号内的数值为0.7Ur,是加在对侧端子上的工频电压峰值。注3:项(2)中的值适用于: 对于型式试验,相对地和相间 对于出厂试验,相对地、相间和开关装置断口间。5.1.3 额定频率(fr):50Hz。5.1.4 额定电流与温升5.1.4.1额定电流(Ir)GIS的额定电流是在规定的使用和性能条件下能持续通过的电流的有效值。本技术规范优先从下列数值中选取: 3150A、4000A、5000A、6300A。注:GIS的主回路(例如母线、馈电回路等)可具有不同的额定电流值。5.1.4.2温升在温升试验规定的条件下,当周围空气温度不超过40时,GIS设备任何部分的
15、温升不应该超过DL/T 593中表3规定的温升极限。对运行人员易接触的外壳,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做出明显高温标记。5.1.5 额定短时耐受电流(Ik)在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,GIS在合闸状态下能够承载的电流的有效值。GIS额定短时耐受电流等于其额定短路开断电流。优先从下列数值中选取50kA、63kA。5.1.6 额定短路持续时间(tk)GIS在合闸状态下能够承载额定短时耐受电流的时间间隔。500kV GIS的额定短路持续时间规定
16、为2s。5.1.7 额定峰值耐受电流(Ip)在规定的使用和性能条件下,GIS在合闸状态下能够承载的额定短时耐受电流的第一个大半波的电流峰值。额定峰值耐受电流等于额定短路关合电流。优先从下列数值中选取125kA、160kA。注:在某些使用条件下,系统特性决定的直流时间系数可能比45ms大,对于特殊系统其值一般为60ms、75ms和120ms,这取决于系统的额定电压。在这些情况下,额定峰值耐受电流建议选用2.7倍额定短时耐受电流。5.1.8 合闸和分闸装置及辅助和控制回路的额定电源电压(Ua)合闸和分闸装置及其辅助和控制回路的额定电源电压应该理解为:当设备操作时在其回路的端子上测得的电压。如果需要
17、,还包括制造厂提供或要求的与回路串联的辅助电阻或元件,但不包括连接到电源的导线。额定电源电压值应从表2和表3给出的标准值中选取。表2 直流电压直流电压 V110220表3 交流电压三相三线或四线制系统 V单相三线制系统 V单相二线制系统 V220/380230/4002202202301 第一栏中的较低值是对中性点的电压,较高值是相间电压。第二栏较低值是对中性点的电压,较高值是线间电压;2 230/400V将是唯一的标准值,并推荐在新的系统中采用。3 保护和测量用互感器的二次电压不受本标准的约束。5.1.9合闸和分闸装置及辅助和控制回路的额定电源频率额定电源频率的标准值为交流50Hz或直流。5
18、.1.10最大允许局部放电量(1.2倍额定相电压下) 每个间隔局部放电量不应超过5pC。上述规定值适用于独立的元件以及包含这些元件的分装。但是,某些设备,例如液体、浸入或固体绝缘的电压互感器,按照它们相关的标准具有可接受的局部放电量高于5pC。如果局部放电量不超过10pC,所有包含允许局部放电量高于5pC的元件的分装应认为是可接受的。这样的元件应单独试验且不应放在进行试验的分装内。盆式绝缘子、绝缘拉杆等绝缘件最大允许局部放电量应小于3pC。5.1.11 GIS各组成元件额定值5.1.11.1 断路器a) 断路器时间参量与额定操作顺序额定操作顺序为O-0.3s-CO-180s-CO开断时间、合-
19、分时间和分、合闸时间上下限依产品技术条件规定。分闸不同期性:同相断口间小于2ms;相间小于3ms。合闸不同期性:同相断口间小于3ms;相间小于5ms。b) 开断能力参数:按DL/T 402要求执行。额定短路开断电流:优先从下列数值中选取:50kA、63kA;近区故障开断额定参数(包括90%、75%和60%);额定线路充电开断电流(应无重燃):500A;额定失步关合和开断电流:额定失步开断电流为额定短路开断电流的25%。额定失步关合电流应为额定失步开断电流的峰值。此时的工频恢复电压,应为2.0550/kV;额定电缆充电开断电流:500A;额定短路开断电流开断次数应不小于20次。c) 机械稳定性次
20、数5000次。d) 并联电容器:电容值允许偏差为5%。工频耐压应大于2倍相电压。最高运行温度下的tan(介质损耗)由依产品技术条件规定。e) 合闸电阻:合闸电阻值由制造厂给定,偏差为5%,预插入时间依产品技术条件规定。在最高温度时阻值变化应在-5%+5%范围内。工作方式为1.3倍额定相电压下CO4次(时间间隔CO- 30min-CO-30min-CO-30min-CO),或1.3倍额定相电压下CO-30min-2倍额定相电压下CO。f) 主回路电阻值:依产品技术条件规定。g) 无线电干扰电压:在1.1550/kV电压下,小于500V。h) 操动机构:型式分液压(液压弹簧)、弹簧等。制造厂应提供
21、正常、最高、最低工作压力及24h压缩机或油泵最大启动次数(一般不超过2次)和不启动压缩机或油泵情况下的允许操作次数。要求在压力降到自动重合闸闭锁压力前,还能连续进行2次CO或O-0.3s-CO操作顺序。分、合闸线圈应包括工作电压、频率、直流电阻值和稳态电流。分闸线圈应为2只。i) 操动机构的防护等级:一般应达IP5X(见GB 4208)。5.1.11.2 隔离开关a) 时间参数:分、合闸时间和分、合闸速度由依产品技术条件规定。b) 开断性能。开断母线转移电流能力:为其额定电流的80%,但不超过1600A。开断容性感性电流能力:550kV超过0.5A,由使用部门提出要求。当断路器分闸状态时,隔离
22、开关操作,不应因断路器断口间电容而产生危及变压器端部绝缘的特高频过电压。c) 机械稳定性次数: 5000次。d) 操动机构:型式为电动,分相操作。5.1.11.3 快速接地开关a) 时间参数:分、合闸时间上、下限依产品技术条件规定;合闸时间应不超过0.1s;分、合闸速度能保证其开断及关合性能。b) 开断和关合能力。额定关合短路电流应与断路器一致,关合次数为2次。开、合感应电流按设计具体要求从下表中选取:表4 快速接地开关的额定感应电流和额定感应电压额定电压Ur/kV电磁耦合静电耦合额定感应电流/A(有效值)额定感应电压/kV(有效值)额定感应电流/A(有效值)额定感应电压/kV(有效值)类别类
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