GIS設備在變電站的應用.ppt

GIS設備在變電站的應用,一、 GIS設備的應用及其優(yōu)越性,SF6氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)具有體積小、技術性能優(yōu)良的特點。 GIS的主要優(yōu)點在于： a）占地面積小，一般220 kV GIS設備的占地面積為常規(guī)設備的37%；110 kV GIS設備占地面積為常規(guī)設備的46%左右，符合我國節(jié)約用地的基本國策，減少了征地、拆遷、賠償等昂貴的前期費用。 b）由于GIS設備的元件是全封閉式的，因此不受污染、鹽霧、潮濕等環(huán)境的影響。GIS設備的導電部分外殼屏蔽，接地良好，導電體產生的輻射、電場干擾、斷路器開斷的噪音均被外殼屏蔽了，而且GIS設備被牢固地安裝在基礎預埋件上，產品重心低，強度高 ，具有優(yōu)良的耐震性能，尤其適合在城市中心或居民區(qū)使用。與常規(guī)設備相比，GIS更容易滿足城市環(huán)保的要求。,c）SF6氣體作為絕緣介質，氣體本身不燃燒，防火性能好，而且具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能，運行安全可靠，維護工作量少，檢修周期長，適合于變電站無人值班,達到減人增效的目的。 d）施工工期短。GIS設備的各個元件通用性強，采用積木式結構，組裝在一個運輸單元中，運到施工現場就位固定。現場安裝的工作量比常規(guī)設備減少了80%左右。,二、 GIS設備主接線的選擇,GIS設備主接線的選擇應遵守變電站電氣主接線的設計原則可靠性、靈活性及經濟性。根據GIS設備具有故障少、檢修周期長、運行可靠性高的特點，其主接線可以簡化。例如110 kV和220kV配電裝置一般可以不用旁路母線，但GIS設備發(fā)生故障時，其停電范圍比常規(guī)設備大的特點。當GIS設備局部發(fā)生故障后，檢修故障元件時，必須把故障氣室的SF6氣體全部抽出來，而GIS設備導電觸頭之間的距離是按充有一定壓力的SF6氣體設計的，距離比空氣絕緣時小的多，因此該氣室的母線必須停電才能進行檢修。這就要求變電站運行維護和檢修人員對GIS的工作原理和結構比較熟悉，否則極易發(fā)生誤操作或人為內部短路事故，為此，GIS設備的主接線不能過分簡單，110 kV母線和220 kV母線都應采用分段的接線方式，避免局部故障造成母線全停，擴大故障范圍。,目前大型樞紐變電站110 kV，220 kV的GIS設備多數采用單母線分段或雙母線分段的接線方式。單母線分段接線具有簡單、經濟、方便的特點，適用于110 kV，220 kV饋線為4回的變電站；雙母線分段接線可以輪流檢修母線，調度靈活，擴建方便，便于試驗，適用于110 kV，220kV饋線在6回以上的變電站。對于一般的220 kV終端變電站，220 kV側可采用線路變壓器組接線方式，110 kV側采用單母線分段的接線方式。110kV終端變電站的110 kV GIS設備仍考慮采用線路變壓器組的接線方式，終端變電站的10 kV部分采用單母線分段，互為備用。,三、 變電站GIS設計及運行中應注意的問題,1 總體布置 室內布置時，GIS室的寬度由GIS設備的寬度和通道寬度決定。工作通道寬度應考慮當采用電纜作為進出線時，由于GIS設備與高壓電纜的交流耐壓試驗的標準值不同，現場耐壓試驗需要裝設臨時SF6空氣套管，必須注意帶電體與墻壁之間的安全距離，同時還要考慮移動式SF6氣體回收裝置的寬度及轉彎半徑，檢修和搬運,GIS組件所需要的寬度。GIS室的高度必須考慮設備運輸、安裝、大修和試驗的可能性，檢修時應可以整體起吊斷路器及其他組件，并注意現場耐壓試驗時帶電體與房頂的安全距離。戶外布置GIS時，通道的寬度和通道上架空跳線的高度應考慮開進汽車起吊等作業(yè)，一般距GIS外緣不得小于3.5 m。 進行GIS總體布置時還必須考慮電力電纜敷設、架空線走向、控制和繼電保護盤的布置等因素。,2 GIS室的通風,有關標準規(guī)定：GIS室里的SF6氣體的體積分數1000 mL/m3，空氣中的含氧量不得低于18%，所以在GIS室內必須裝設通風設備，其通風量為GIS室空間體積的35倍。一方面考慮正常情況下運行人員進入GIS室前對室內進行換氣，另一方面在GIS外殼發(fā)生爆裂后應能可靠排出SF6氣體。根據發(fā)熱通風的要求，室內通風通常將出風口布置于室內的上部，但由于SF6氣體的比重約為空氣的5倍，SF6氣體沉積于電纜溝或接近地板的底層空間 ，所以通風設備的出風口應考慮設在GIS室的下部，以便迅速可靠地排出外逸的SF6氣體。,3 GIS設備的土建設計,GIS設備是由剛性的各個元件用螺栓連接起來的，為了防止SF6氣體泄漏，母線管法蘭連接時的垂直誤差不能超過0.5 mm，基礎預埋槽鋼之間的水平誤差不能超過2 mm。 為了施工安裝的方便，應在GIS室的兩端和適當位置預埋地錨鉤，以便GIS設備的就位。GIS室的室內裝飾目的是以防潮、防塵為主，在GIS現場安裝、檢修過程中，空氣中含塵量一般不得超過0.1 mg/m3，空氣的相對濕度不宜超過70%。因此GIS室不宜采用容易起灰的水泥地面和石灰墻面，并應盡量減少不必要的門窗。,GIS設備的故障,GIS是運行可靠性高、維護工作量少、檢修周期長的高壓電氣設備，其故障率只有常規(guī)設備的20%40%，但GIS也有其固有的缺點，由于SF6氣體的泄漏、外部水分的滲入、導電雜質的存在、絕緣子老化等因素影響，都可能導致GIS內部閃絡故障。GIS的全密封結構使故障的定位及檢修比較困難，檢修工作繁雜，事故后平均停電檢修時間比常規(guī)設備長，其停電范圍大，常涉及非故障元件。,GIS設備的內部閃絡故障通常發(fā)生在安裝或大修后投入運行的一年內，根據統(tǒng)計資料，第一年設備運行的故障率為053次/間隔，第二年則下降到0.06次/間隔，以后趨于平穩(wěn)。根據運行經驗，隔離開關和盆型絕緣子的故障率最高，分別為30%及26.6%；母線故障率為15%；電壓互感器故障率為11.66%；斷路器故障率為10%；其他元件故障率為6.74%。因此在運行的