15.8.1 电力供电及牵引供电变配所试验
牵引供电系统变电部分包含牵引变电所、分区所、开闭所和AT所,都要进行各种设备的单体试验,其中牵引变电所的设备最多。设备单体试验的主要内容为变压器(AT变压器、所用变压器)试验、220 kV六氟化硫气体绝缘断路器、55 kV和27.5 kV真空断路器试验、互感器试验、隔离开关、负荷开关及高压熔断器试验、避雷器试验和接地装置试验。
15.8.1.1 变压器(AT变压器、所用变压器)试验
①绝缘电阻及吸收比测试。试验标准是与出厂值比较常温下吸收比不小于1.3(35 kV、4000 kVA及以上时测量)。试验方法是用绝缘电阻表耐压前后测试。
②绕组连同套管的直流电阻测试。试验标准是与同温下设备出厂值比较不大于2%。试验方法是用速测欧姆计测试。
③绕组接线组别及极性检查。试验标准是与设备铭牌一致。试验方法使用自动变比测试仪测试。
④变压比测量。试验标准是与铭牌比无明显差别,在额定分接头位置时为±0.5%。试验方法是使用自动变比测试仪测试。
⑤变压器绕组变形试验。试验标准是与设备出厂原始数据比较。试验方法是采用低电压短路阻抗法试验。
⑥工频耐压试验。试验标准是根据不同变压器的电压等级,按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150-2016)表7.0.13-1中的电压标准执行。试验方法是使用交流试验变压器试验。
⑦额定电压下冲击合闸试验。试验标准是:进行5次,每次间隔5 min,无异常现象,中性点必须接地;干式变压器可进行3次。试验方法是低压侧空载,高压侧合闸。
⑧相位检查。试验标准是与电网相位一致。试验方法是用相序表检查。
15.8.1.2 20 kV六氟化硫气体绝缘断路器试验
①绝缘电阻测量。试验标准是与设备的出厂值比较。试验方法是用绝缘电阻表测试。
②每相导电回路电阻测量。试验标准是应符合产品技术条件的规定。试验方法是用接触电阻测试仪加入10 A电流测试。
③断路器分、合闸时间,分、合闸速度,主、辅触头分、合闸的同期性及配合时间测量。试验标准是应符合产品技术条件的规定。试验方法是用高压开关测试仪进行测试。
④断路器合闸电阻的电阻值测量。试验标准是应符合产品技术条件的规定。试验方法是用直流电阻测试仪测量。
⑤断路器操动机构的试验。试验标准是符合厂家技术要求。试验方法是电气操作。
⑥断路器合闸、分闸线圈最低动作电压试验。试验标准是直流操作电压在(85%~110%)Un范围内时,断路器应可靠合闸,直流操作电压大于65%Un时,断路器应可靠分闸,小于30%Un时,不应分闸,同时符合厂家技术要求。试验方法是使用继电保护测试仪进行测试。
⑦断路器内六氟化硫气体的含水量测量。试验标准是测量断路器内 SF6的气体含水量(20℃的体积分数)应符合下列规定:
Ⅰ.与灭弧室相通的气室,应小于150 μL/L。
Ⅱ.不与灭弧室相通的气室,应小于250 μL/L。
Ⅲ.SF6气体含水量的测定应在断路器充气48 h后进行。
试验方法是用微水仪或者露点仪测量。
⑧密封性试验。试验方法是:
Ⅰ.采用灵敏度不低于1X10-6(体积比)的检漏仪对断路器各密封部位、管道接头等处进行检测时,检漏仪不应报警。
Ⅱ.泄漏值的测量应在断路器充气24h后进行。
试验标准是用检漏仪测试。
15.8.1.3 55 kV和27.5 kV真空断路器试验
①绝缘电阻测量。试验标准是参照制造厂技术要求。试验方法是耐压前后用兆欧表测试。
②交流耐压试验。试验标准是按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150—2016)的表10.0.5的规定或按出厂试验电压值80%进行。试验方法是用交流试验变压器测试。
③每相导电回路电阻测量。试验标准是满足厂家技术要求。试验方法是使用接触电阻测试仪加人100 A电流测试。
④测量断路器主触头分、合闸时间,分、合闸同期性,测量合闸时触头的弹跳时间。试验标准是符合厂家技术要求。试验方法是用高压开关测试仪进行测试。
⑤测量分、合闸线圈及合闸接触器线圈的绝缘电阻和直流电阻。试验标准是符合厂家技术要求。试验方法是用50 V兆欧姆表和直流电阻测试仪测量。
⑥断路器操动机构的试验。试验标准是符合厂家技术要求。试验方法是电气操作。
15.8.1.4 互感器试验
变电所互感器分为电压互感器和电流互感器,其试验项目及方法如下:
①测量绕组的绝缘电阻。试验标准是绝缘电阻不宜低于1000 MΩ。试验方法是耐压前后用2500 V兆欧表测量。
②电压等级35 kV及以上互感器的介质损耗角正切值 tanδ。试验标准是tanδ 不应大于国家标准《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准GB 50150—2016)表9.0.3中数据。试验方法是用介损测试仪测试,其中互感器的绕组tanδ测量电压应在10 kV,末屏tanδ测量电压为2 kV。
③局部放电测量。试验标准是测量电压及视在放电量应满足《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150—2016)表9.0.4中数据的规定。试验方法是用局部放电测试仪测试,且应与交流耐压同时进行。
④交流耐压试验。试验标准是:
Ⅰ.按出厂试验电压的80%进行。
Ⅱ.电磁式电压互感器(包括电容式电压互感器的电磁单元)在遇到铁心磁密较高的情况下,按国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150—2016)规定进行感应耐压试验。
试验方法用交流试验变压器或者倍频感应耐压试验仪测试。
⑤绝缘介质性能试验。试验标准是对绝缘性能有怀疑的互感器,检测其绝缘介质性能。试验方法是化学分析。
⑥绕组直流电阻测量。试验标准是:
Ⅰ.电压互感器:一次绕组直流电阻测量值,与换算到同一温度下的出厂值比较,相差不宜大于10%;二次绕组直流电阻测量值,与换算到同一温度下的出厂值比较,相差不宜大于15%。
Ⅱ.电流互感器:同型号、同规格、同批次电流互感器一、二次绕组的直流电阻和平均值的差异不宜大于10%。试验方法是用直流电阻测试仪测量。
⑦检查接线组别和扱性。试验标准是必须符合设计要求,并应与铭牌和标志相符。方法是用互感器校验仪或变比电桥。
⑧互感器误差测量。试验标准是与制造厂铭牌值相符。试验方法是用互感器校验仪或变比电桥。
⑨测量电流互感器的励磁特性曲线。试验标准是测量后核对是否符合产品要求,核对方法见国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2016)附录E。试验方法是用电流表、电压表法测量。
⑩测量电磁式电压互感器的励磁特性。试验标准是对于额定电压测量点(100%),励磁电流不宜大于其出厂试验报告和型式试验报告的测量值的30%,同批次同型号、间规格电压互感器此点的励磁电流不宜相差30%。试验方法是用电流表、电压表法测量。
电容式电压互感器(CVT)的检测。试验标准是:
Ⅰ.CVT电容分压器电容量和介质损耗角tanδ的测量结果:用容量与出厂值比较其变化量超过5%或10%时要引起注意,tanδ不应大于0.5%;条作许可时测量单节电容器在10 kV至额定电压范围内,电容量的变化量大于1%时判为不合格。
Ⅱ.交流耐压试验参照电磁式电压互感器施加电压按出厂试验的80%执行。试验方法是用CVT介损测试仪和交流试验变压器。
密封性能检查。试验标准是:
Ⅰ.油浸式互感器外表应无可见油渍现象。
Ⅱ.SF6气体绝缘互感器定性检漏无泄漏点。试验方法是观察或用检漏仪测试。
测量铁心夹紧螺栓的绝缘电阻。试验标准是试验时间1 min,应无闪络及击穿现象。试验方法是用2500 V兆欧表测量。
15.8.1.5 隔离开关、负荷开关及高压熔断器试验
①绝缘电阻测量。试验标准是按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150—2016)的表10.0.2的规定进行。试验方法是耐压前后用兆欧表测试。
②测量高压限流熔丝管熔丝的直流电阻。试验标准是与同型号产品相比不应有明显差别。试验方法是用直流电阻测试仪测量。
③测量负荷开关导电回路的电阻。试验标准是满足厂家技术要求。试验方法是使用回路电阻测试仪100 A电流挡测试。
④交流耐压试验。试验标准是试验电压应符合国标《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2016)表10.0.5的规定。试验方法是用交流试验变压器测试。
⑤检查操动机构线圈的最低动作电压。试验标准是符合厂家技术要求。试验方法是用继电保护测试仪检查。
⑥操动机构的试验。试验标准是试验电压应符合国标《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2016)的规定。试验方法是电气操作。
15.8.1.6 避雷器试验
避雷器试验主要项目是绝缘电阻、直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流、检查放电计数器动作情况及监视电流表指示。
①测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻。试验标准是:
Ⅰ.35 kV以上电压;用5000 V兆欧表,绝缘电阻不小于2500 MΩ。
Ⅱ.35kV及以下电压;用2500 V兆欧表,绝缘电阻不小于1000 MΩ。
Ⅲ.基座绝缘电阻不低于5 MΩ。
试验方法是用兆欧表测试。
②测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参者中压下的泄漏电流试验标准是:
Ⅰ.金属氧化物避雷器对应于直流参考电流下的直流参考电压,实测值与制造厂规定值比较,变化不应大于±5%。
Ⅱ.0.75倍直流参考电压下的泄漏电流值不应大于50μA,或符合产品技术条件的规定。试验方法是用直流高压发生器测量。
③检查放电计数器动作情况及监视电流表指示。试验标准是检查放电计数器的动作应可靠,避雷器监视电流表指示应良好。试验方法是用雷击棒检测。
15.8.1.7 接地装置试验
接地装置符合设计要求,是变电所安全运行的保障,其试验工作责任重大。接地装置试验包括接地网电气完整性测试和接地阻抗测量。接地网电气完整性测试可以用接地网电气完整性测试仪测量,接地阻抗测量的测量方法较多,这里介绍两种常用的大地网接地阻抗测量方法。
1.直线法(https://www.daowen.com)
电流线和电位线同方向(同路径)放设称为三极法中的直线法。大型接地装置一般不宜采用直线法测试,如果条件所限而必须采用时,注意使电流线和电位线保持尽量远的距离,以减小互感耦合对测试结果的影响。
2.夹角法
只要条件允许,大型接地装置接地阻抗的测试一般都采用电流—电位线实角布置的方式。
①电气设备的绝缘性能试验宜在良好天气,被试物与环境温度不低于+5℃,空气相对湿度不高于80%的条件下进行。
②工频交流耐压试验持续时间,无特殊说明时均为1 min。
③绝缘电阻值为采用兆欧表摇测60 s时的绝缘电阻值。
④主要电气设备的绝缘特性试验,其试验有效期宜为6个月。
⑤电气设备的绝缘性能,当只有个别项目达不到有关标准规定时,则根据全面试验结果进行综合判断,经综合判断认为可以投入运行时,可以投入运行。
⑥国外进口电气设备或标准无明确规定的电气设备,其试验标准按合同中的技术规定及厂家制造标准执行。
15.8.1.8 保护及整组试验
AT供电方式的牵引供电系统变电部分包含牵引变电所、分区所、开闭所和AT所,都要进行保护和整组试验,其中牵引变电所工作量和难度最大,其试验工作也最重要,这里只介绍牵引变电所的保护和整组试验。
牵引变电所的保护和整组试验的主要内容如下:
(1)自动投切功能试验
包含进线自动投切和主变自动投切功能试验。
变电所的进线自动投切和主变自动投切功能由主变测控装置来实现,其主要功能如下:
1)测量功能。
①高压侧三相电压。
②高压侧三相电流。
③低压侧α、β相电压。
④低压侧α、β相电流。
⑤地回流。
⑥轨回流。
⑦系统频率。
2)控制功能
①备用电源/主变自投功能。
②高、低压侧断路器和电动隔离开关控制功能。
3)状态量采集功能。
①相关断路器、隔离开关位置信号。
②监视断路器、主変工作状态的信号。
③自投动作信号。
④装置工作状态信号。
试验时,首先利用继电保护测试仪检查主变测控装置的各种数据采集精度是否符合要求;然后实际操作各个开关及断路器,检查各种状态量采集是否正常;最后利用继电保护测试仪模拟实际故障发生情况,检查各种自动投切功能是否满足设计要求。
(2)并补保护测控装置试验
一套并联保护测控装置完成一相并补支路的保护、测量与控制功能。
1)保护配置。配置九种保护,分别为:
①电流速断保护。
②过电流保护。
③过电压保护。
④低电压保护。
⑤差电流保护。
⑥差电压保护。
⑦谐波阻抗保护。
⑧电抗器保护。
⑨非电量保护。
2)测量功能。
①母线电压。
②并联电容补偿支路总电流。
3)控制功能。断路器控制。
4)状态量采集。
①断路器、隔离开关位置信号。
②断路器控制回路断线信号。
③各种保护动作信号。
④装置工作状态信号。
试验时,首先是利用继电保护测试仪对并补保护测控装置的各种保护进行试验,其试验方法是按照保护的基本原理进行模拟试验,检查保护功能和数据精度是否符合相关要求。
然后实际操作各个开关及断路器,检查各种状态量采集是否正常。
最后利用继电保护测试仪模拟实际故障发生情况,检查并补保护测控装置各种保护是否满足设计要求,各种回路是否正确。
(3)动力变压器保护测控装置试验
1)保护配置。配置六种保护,分别为:
①电流速断保护。
②过电流保护。
③失电压保护。
④反时限过负荷保护。
⑤瓦斯保护。
⑥温度保护。
2)测量功能。
①母线电压。
②变压器进线电流。
3)控制功能。断路器控制。
4)状态量采集。
①断路器位置信号。
②断路器控制回路断线信号。
③各种保护动作信号。
④装置工作状态信号。
试验时,首先利用继电保护测试仪对动力变压器保护测控装置的电流速断保护、过电流保护、失电压保护和反时限过负荷保护进行试验,其试验方法是按照保护的基本原理进行模拟试验,检查保护功能和数据精度是否符合相关要求;分别模拟瓦斯保护和温度保护动作,检查保护功能是否正常。
然后实际操作各个开关及断路器,检查各种状态量采集是否正常。
最后利用继电保护测试仪模拟实际故障发生情况,检查动力变压器保护测控装置各种保护是否满足设计要求,各种回路是否正确,在变压器瓦斯继电器处和温度继电器处模拟瓦斯和温度保护动作,检查保护动作情况是否符合要求。(有的变压器不设温度保护,有的除了有温度保护,还设有压力保护,试验时应根据设计要求进行相应试验)。
(4)AT变压器保护装置试验
AT变压器保护装置和动力变压器保护测控装置类似,其试验方法也类似。