GIS六氟化硫封閉式組合電器

GIS修間隔長(zhǎng)，無(wú)觸電事故和電噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。SF6GISSF6六氟化硫封閉式組合電器(GIS)六氟化硫封閉式組合電器，國(guó)際上稱為“氣體絕緣開關(guān)設(shè)備”〔GaslnsulatedSwitchgearGIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體。GIS度縮小變電站的體積，實(shí)現(xiàn)小型化。SF6外具有優(yōu)良的抗地震性能。SF6為不燃燒氣體，所以無(wú)火災(zāi)危急。噪音小，抗無(wú)線電干擾力量強(qiáng)。元或間隔的形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因此可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，又能提高牢靠性。此日常維護(hù)便利。1GIS的現(xiàn)狀及進(jìn)展動(dòng)向GIS是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。與常規(guī)變電站(AIS)相比，GIS具有如下優(yōu)點(diǎn)：220kVGIS占地面積僅為AIS10％，500kVGIS占地面積僅為AIS5％，這一點(diǎn)在地皮昂貴的城鎮(zhèn)和密集的負(fù)荷中心和山區(qū)水電站尤為重要。不受污染及雨、鹽霧等大氣環(huán)境因素的影響，因此，GIS持別適合于工業(yè)污染和氣候惡劣以及高海拔地區(qū)。安裝便利。GIS一般是以整體或假設(shè)干單元組成，可大大縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期。GIS60年月有用化以來，到目前為止，世界上已有2000臺(tái)GIS在運(yùn)行。實(shí)踐證明，GISGIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在特高壓領(lǐng)域變電站也被使用，在我國(guó)，63～500kV電力系統(tǒng)中，GIS的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。GIS制造技術(shù)仍在不斷進(jìn)步和進(jìn)展，30GIS生產(chǎn)廠家圍圍著提高經(jīng)濟(jì)性和牢靠性這2個(gè)主要目標(biāo)，在元件構(gòu)造、組合形式、制造工藝以及使用和維護(hù)方面進(jìn)展了大量爭(zhēng)論、SF6斷路器的研制成功和氧化鋅避雷器的應(yīng)用，GIS的技術(shù)性能與參數(shù)已超過常規(guī)開關(guān)設(shè)備，并且使構(gòu)造大大簡(jiǎn)化，牢靠性大大提高，為GIS進(jìn)一步小型化制造了格外有利的條件。2GIS整體性能的提高有賴于各組件性能的提高GIS是各高壓電器的集合，通常承受積木式構(gòu)造，斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器等元件均可隨便組合。其整體性能的提高還有賴于各組件性能的提高。分述如下：斷路器斷路器是GIS中最重要的設(shè)備之一，由于SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，SF6氣體絕緣斷路器具有尺寸小、重量輕、開斷容量大、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。目前SF6765kV80kA，額定電流已達(dá)12kA。SF6斷路器應(yīng)用在高壓、超高壓領(lǐng)域的同時(shí)，也在向中壓10～35kV級(jí)進(jìn)展，除了承受壓氣式滅弧室SF6SF6和真空滅弧技術(shù)確實(shí)立和進(jìn)展，型材料及多種觸頭形式(自動(dòng)觸頭、多點(diǎn)觸頭等)的消滅，使開關(guān)的開通和通流機(jī)械斷路器斷口正在削減，300kV500kV以下為雙斷口的現(xiàn)狀有望在近幾年內(nèi)得到突破。在將來的幾年里，特高壓斷路器有可能只有1個(gè)斷口，從而只需很小的驅(qū)動(dòng)力量。傳統(tǒng)的瓷絕緣材料正被復(fù)合絕緣材料所取代，使得斷路器重量更輕，構(gòu)造更加簡(jiǎn)化。隔離開關(guān)和接地開關(guān)隔離開關(guān)主要用于電路無(wú)電流投入和切除傳動(dòng)。為了適應(yīng)不同的電氣主接線和GIS構(gòu)造布置的需要，隔離開關(guān)具有多種構(gòu)造形式，從而保證了GIS整體設(shè)計(jì)時(shí)的敏捷性。隔離開關(guān)將來的進(jìn)展趨勢(shì)是：隨著斷路器構(gòu)造的進(jìn)一步縮小，重量的進(jìn)一步減輕，隔離開關(guān)和斷路器有可能集成在一起。電流互感器(CT)長(zhǎng)期以來，GIS始終承受電磁式電流互感器取得測(cè)量和保護(hù)信號(hào)，這種CT是按機(jī)電式內(nèi)部充油，假設(shè)密封不好，極易漏油，故障時(shí)簡(jiǎn)潔發(fā)生爆炸等。近年來消滅的光電電流傳感器(MOCT)無(wú)此缺點(diǎn)，且頻率響應(yīng)范圍寬、精度高、不受電磁干擾等。MOCT是應(yīng)用法拉第元件構(gòu)成的電流傳感器，它所檢測(cè)的信號(hào)是被測(cè)電路的磁場(chǎng)而不是電流，來自光纖的自然光經(jīng)過法拉第元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生與交變磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的旋轉(zhuǎn)光，經(jīng)過光電二極管(O/E)變成電信號(hào)，經(jīng)放大后輸出。信號(hào)傳輸介質(zhì)承受光纖。MOCT的優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)電流的范圍很大，可從5A到4kA，測(cè)量精度為0 2級(jí)，且在100kA以下輸出電流的波形不失真，因而也可以記錄故障電流。MOCT的另一重大優(yōu)點(diǎn)是工作安全牢靠，不像CT有二次側(cè)開路消滅高壓和鐵磁諧振問題和CT不同的是MOCT的輸出是電壓信號(hào)而不是電流信號(hào)。這種類型的傳感器在市面已有產(chǎn)品出售，可用于123～420kV電壓等級(jí)，并已有成功的運(yùn)行閱歷。電壓互感器(PT)GIS中的PT2種，因電磁式高電壓PT在制造上有困難，300kV以上的PT一般承受電容式，300kV及以下的PT一般才承受電磁式。無(wú)論哪種形式，和CT一樣，也都存在易飽和、易滲油、易爆炸、精度低、體大笨重等缺陷。EOVT是近年來消滅的有望取代傳統(tǒng)PT的光電傳感器，EOVT是依據(jù)泡克爾斯(Pockels)3個(gè)局部構(gòu)成：承受被測(cè)電壓的光學(xué)晶體、光學(xué)元件(包括發(fā)光二極管)、光電二極管和光纖、電子組件(模擬與數(shù)字處理單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換器)。EOVT的晶體裝在充有SF6(晶體)光的雙折射率隨電場(chǎng)強(qiáng)度而變化，因此可以依據(jù)光電二極管的輸出電壓來確定施加于晶體上的電場(chǎng)強(qiáng)度亦即電壓的大小。美國(guó)1996年就將這種EOVT345kV變電站中試運(yùn)行。此外，也有將電壓、電流傳感器做在一起，構(gòu)成電流/電壓傳感器并已用于AIS產(chǎn)品中。監(jiān)測(cè)與自診斷因GIS的全部元件都密封在一個(gè)金屬殼中，為防止內(nèi)部故障的發(fā)生，隨時(shí)把握設(shè)備的運(yùn)行工X射線照相：承受X射線可以從外部探測(cè)GIS狀態(tài)，如觸頭燒損、螺絲松動(dòng)等。光學(xué)檢測(cè)法：利用安裝在GIS內(nèi)部的光學(xué)傳感器來檢測(cè)GIS內(nèi)部故障電弧。紅外定位技術(shù)：紅外熱敏成像裝置可用于GIS內(nèi)部電弧故障定位和故障點(diǎn)定位。該裝置主要包括紅外熱敏鏡頭、磁帶錄象機(jī)和觸發(fā)電子元件等。電磁技術(shù)：GIS內(nèi)處于懸浮電位元件、固體絕緣中的氣泡、自由導(dǎo)電雜質(zhì)和局部電場(chǎng)畸變等均會(huì)引起局部放電，在隔離開關(guān)操作和GIS相對(duì)地閃絡(luò)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生陡波頭暫態(tài)過電壓，依據(jù)這些電磁現(xiàn)象可以進(jìn)展局部放電的檢測(cè)和定位?；瘜W(xué)檢測(cè)法：GIS內(nèi)部閃絡(luò)會(huì)導(dǎo)致SF6SF6生成物的成分，用以推斷GIS內(nèi)部是否存在放電。GISGIS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成，它主要包括了以下性能的檢測(cè)：絕緣性能監(jiān)視診斷：應(yīng)用了電暈傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、漏電流傳感器。導(dǎo)電性能的檢測(cè)：應(yīng)用了溫度傳感器、光纖溫度計(jì)。(3)機(jī)械方面的檢測(cè)：應(yīng)用了開、閉傳感器。在線檢測(cè)技術(shù)和自我診斷技術(shù)的引入將打破傳統(tǒng)的高壓電器大小修打算模式結(jié)果安排更合理、更科學(xué)的檢修打算，可將事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而縮短GIS的檢修時(shí)間，提高設(shè)備的利用率和牢靠性。3PASS技術(shù)伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)展，智能化GIS高壓變電站——PASS技術(shù)，最近幾年得到快速的推廣和應(yīng)用，介紹如下：PASS的概念PASS是具有金屬外殼的、氣體絕緣的、內(nèi)裝有斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電/電流傳感器的全封閉組合電器。PASS反映了GIS制造技術(shù)的最成果。其主要特點(diǎn)概括如下：承受了先進(jìn)的組合式電壓/電流傳感器技術(shù)和組合式隔離開關(guān)/接地開關(guān)技術(shù)，使設(shè)備更加緊湊，體積更加小型化。在測(cè)量、掌握、保護(hù)系統(tǒng)中，承受了計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)字化技術(shù)，光纖通訊技術(shù)，支持?jǐn)?shù)字式繼電器，繼電保護(hù)系統(tǒng)引入了微機(jī)處理和分段監(jiān)控保護(hù)。PASS間隔在數(shù)小時(shí)之內(nèi)即可安裝完畢，實(shí)現(xiàn)了“即插即用”功能。每一PASS1臺(tái)就地掌握柜，內(nèi)設(shè)掌握及保護(hù)單元，馬上二次技術(shù)集成化。PASS在充分考慮了滿足不同的變電站主接線布置方案的前提下，選用了盡可能少的部件組合而成，除了絕緣套管之外，整套裝置安裝完畢后才運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。PASS中使用的斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等均承受了成熟的GIS技術(shù)，絕緣子大部承受膠澆鑄的絕緣子裙邊則增加了爬距，提高了抗電性能。電壓電流的測(cè)量在PASS中，常規(guī)的電壓、電流互感器已被一代組合電壓/電流傳感器取代，承受羅柯夫斯基(Rogowiski)地避開了鐵磁諧振。檢測(cè)到的電壓、電流信號(hào)由PASS自身進(jìn)展處理，先由傳感器和執(zhí)行器的處理器接口PISA(ProcessInterfaceforSensorsandActuators)將模擬信號(hào)數(shù)字化后經(jīng)光纖通訊母線以串行在斷路器的母線側(cè)安裝額外的傳感器。掌握、保護(hù)和監(jiān)測(cè)PASS承受了如下技術(shù)：全部測(cè)量、保護(hù)信號(hào)經(jīng)PISA預(yù)處理后經(jīng)串行光纖總線送至間隔掌握柜。面對(duì)間隔的掌握、保護(hù)、測(cè)量功能的裝置設(shè)在就地掌握柜內(nèi)。間隔與間隔之間、間隔與變電站之間的通訊也承受串行通訊光纖總線。PASS支持保護(hù)用的數(shù)字繼電器，也兼顧了傳統(tǒng)的機(jī)電式繼電器，假設(shè)使用后者，需另行安裝電磁式互感器。PASS的操作機(jī)構(gòu)掌握、氣體絕緣強(qiáng)度的測(cè)量以及其他物理量的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)也可承受先進(jìn)的(操作能量需求、觸頭位移、剩余壽命推測(cè))等。雙母線構(gòu)造的常規(guī)變電站(AIS)和PASS間隔的比較AIS和PASS間隔的單線圖，PASS技術(shù)和常規(guī)AIS模式，兩者的差異就在于PASS在間隔的線路側(cè)省去一組隔離開關(guān)和接地開關(guān)。在常規(guī)的AIS中，線路側(cè)的隔離開關(guān)主要用于當(dāng)設(shè)備檢修時(shí)隔離之用，在PASS中，由于PASS具有高度的牢靠性，故可不用該隔離開關(guān)和接地開關(guān)。承受PASS大大削減，土地利用率大大提高，帶來的好處是顯而易見的：由于PASS可承受管型母線布置，從而減小了相間距離，可大大縮短軟母線。用更少的鋼構(gòu)架和接地鋼材，電纜溝的數(shù)量也隨之削減。4PASS的應(yīng)用用于高電壓、大容量變電站的建。由于PASS本身就是一個(gè)獨(dú)立的間隔，通過不同的組合，可適用于雙母線、接線、橋型接線、雙母線加旁路等多種主