550GIS技術(shù)講課課件

ZF8A-550

氣體絕緣金屬封閉

開關(guān)設(shè)備

ZF8-550型六氟化硫氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(簡稱GIS)是應(yīng)用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)的新型金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

本開關(guān)設(shè)備為全三相分箱式結(jié)構(gòu)，其組成元件包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、進(jìn)出線套管或電纜終端等一次電氣設(shè)備和相應(yīng)的二次控制、測量和監(jiān)視裝置。概

述主要特點(diǎn)

1、配置高可靠性的操動機(jī)構(gòu)斷路器：液壓彈簧操動機(jī)構(gòu)隔離開關(guān)：電動機(jī)機(jī)構(gòu)故障關(guān)合接地開關(guān)：電動機(jī)彈簧機(jī)構(gòu)檢修用接地開關(guān)：電動機(jī)機(jī)構(gòu)2、采用新結(jié)構(gòu)增大導(dǎo)流能力優(yōu)越的開斷能力斷路器采用自能滅弧室，雙斷口結(jié)構(gòu)，每斷口均有并聯(lián)電容器，配用一臺液壓彈簧操動機(jī)構(gòu)。由于采用了新型的滅弧室結(jié)構(gòu)，滅弧室的分閘速度、噴口及壓氣缸等有關(guān)參數(shù)與通常的壓氣式滅弧室相比，作了進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用電弧的能量熄弧，因而進(jìn)一步提高了滅弧室開斷能力。高度的絕緣可靠性由于導(dǎo)體和絕緣件均封閉于接地金屬外殼之內(nèi)，這些部件均不受外界環(huán)境影響，其性能長期不會發(fā)生老化，從而保證了高度絕緣可靠性。GIS的缺點(diǎn)：

由于SF6氣體的泄漏、外部水分的滲入、導(dǎo)電雜質(zhì)的存在、絕緣子老化等因素影響，都可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)故障。

GIS設(shè)備的內(nèi)部閃絡(luò)故障通常發(fā)生在安裝或大修后投入運(yùn)行的一年內(nèi)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，隔離開關(guān)和盆型絕緣子的故障率最高。在運(yùn)行的第一年里，運(yùn)行人員要加強(qiáng)日常的巡視檢查工作，特別是對隔離開關(guān)的巡視，在巡查中主要留意SF6氣體壓力的變化，是否有異常的聲音（音質(zhì)特性的變化、持續(xù)時(shí)間的差異）、發(fā)熱和異常氣味、生銹等現(xiàn)象。如果GIS有異常情況，必須及時(shí)對有懷疑的設(shè)備進(jìn)行檢測。額定電壓:550kV；額定電流：4000A；額定頻率：50Hz；額定短時(shí)耐受電流：63kA;額定峰值耐受電流：160/171kA;額定短路持續(xù)時(shí)間:3s;斷路器主要技術(shù)參數(shù)SF6氣體額定壓力（20℃）：斷路器0.50MPa其它氣室0.40MPa六氟化硫氣體年漏氣率:≤0.5%;六氟化硫氣體水分含量:斷路器氣室≤150ppm(v);其它氣室≤250ppm(v)機(jī)械壽命5000次;六氟化硫氣體零表壓下五分鐘工頻耐受電壓（對地）364kV;在1.1倍最高電壓下晴天夜晚無可見電暈;在1.1倍最高電壓下無線電干擾水平≤500μV；輔助回路防護(hù)等級IP54。主要技術(shù)指標(biāo)斷路器銘牌

GIS操作次數(shù)GIS氣體壓力說明斷路器

臥式雙斷口,采用垂直采用壓氣式滅弧結(jié)構(gòu)以SF6作為滅弧介質(zhì)CYA4液壓操動機(jī)構(gòu)，可靠性高水分及燃弧而產(chǎn)生的六氟化硫氣體的分解物，由吸附劑所吸收。ZF8-550型550kVGIS用隔離開關(guān)GL型呈直線形，垂直安裝。兩種隔離開關(guān)可組合進(jìn)一臺或兩臺接地開關(guān)，使GIS布置時(shí)更加緊湊、隨意、多變。具有切合容性、感性小電流，切合母線轉(zhuǎn)移電流的能力?？扇鄼C(jī)械聯(lián)動，也可單相操動隔離開關(guān)隔離開關(guān)

隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)隔離開關(guān)開合母線充電電流2A隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流1600A快速接地開關(guān)開合電磁感應(yīng)電流500A/50KV開合靜電感應(yīng)電流50A/50KV隔離開關(guān)參數(shù)額定頻率50Hz。額定電壓550kV。額定電流3150，4000A。額定短時(shí)耐受電流（3s）50，63kA。額定SF6氣體壓力0.40MPa。操動機(jī)構(gòu)型式電動?？刂齐妷海―C）220V/110V。隔離開關(guān)、接地開關(guān)的操作隔離開關(guān)、接地開關(guān)都是采取三相機(jī)械聯(lián)動操作，由連桿把A、B、C三相隔離開關(guān)、接地開關(guān)連接起來，由操動機(jī)構(gòu)帶動連桿進(jìn)行分、合操作。

接地開關(guān)ES裝附于隔離開關(guān)DS上,每組DS上可附帶一組或二組ES/FES接地開關(guān)殼體與GIS殼體之間具有絕緣隔板，拆開接地線后，可用于主回路電阻的測量，斷路器機(jī)械特性等的檢測。三相共用一臺操動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三相機(jī)械聯(lián)動接地開關(guān)

快速接地開關(guān)FES裝附于DS上,每組DS上可附帶一組或二組ES/FESFES具有關(guān)合短路電流的能力，具有開合感應(yīng)電流的能力。每相配用一臺操動機(jī)構(gòu)，三相采用電氣聯(lián)動。

快速接地開關(guān)接地開關(guān)JWG6-550（I）型接地開關(guān)是檢修用接地開關(guān)，配用CJG2型電動機(jī)構(gòu)；接地開關(guān)作為檢修時(shí)的安全保護(hù)裝置，接地開關(guān)殼體與GIS殼體間設(shè)有絕緣板，解開它們與GIS的接地線時(shí)，即可進(jìn)行主回路電阻的檢測。為了防止誤操作，接地開關(guān)、故障關(guān)合接地開關(guān)和相關(guān)的接地開關(guān)、故障關(guān)合接地開關(guān)及隔離開關(guān)間聯(lián)鎖?？焖俳拥亻_關(guān)

JWG6-550（II）型接地開關(guān)是故障關(guān)合接地開關(guān)，配用CTG2型電動彈簧操作機(jī)構(gòu)，分相操作。故障關(guān)合接地開關(guān)裝在線路出口端具有關(guān)合短路電流和切合感應(yīng)電流的能力。故障關(guān)合接地開關(guān)的殼體與GIS殼體間設(shè)有絕緣板，解開它們與GIS的接地線時(shí)，即可進(jìn)行主回路電阻的檢測。為了防止誤操作，接地開關(guān)、故障關(guān)合接地開關(guān)和相關(guān)的接地開關(guān)、故障關(guān)合接地開關(guān)及隔離開關(guān)間聯(lián)鎖。

接地開關(guān)參數(shù)額定頻率50Hz。額定電壓550kV。額定短時(shí)耐受電流(3s)63kA。額定峰值耐受電流160kA。額定短路關(guān)合電流(峰值)160kA(僅對故障關(guān)合接地開關(guān))。額定雷電沖擊耐受電壓(峰值)1550kV。額定操作沖擊耐受電壓(峰值)1175kV。額定短時(shí)工頻耐受電壓(有效值)680kV。額定SF6氣體壓力0.40MPa?？刂萍拜o助回路額定電源電壓DC110，220V；AC220，380V?？焖俳拥亻_關(guān)（分相操作）快速接地開關(guān)分合閘指示隔離開關(guān)主母線及分支母線

采用分相式結(jié)構(gòu)采用高導(dǎo)電率的管狀鋁材作為通流導(dǎo)體采用表帶觸頭或梅花觸頭連接插入式觸頭結(jié)構(gòu)，吸收各種誤差采用鋁制殼體，無渦流損耗

插入式觸頭結(jié)構(gòu)防暈罩連接頭基本元件介紹該產(chǎn)品CB為臥式雙斷口，有并聯(lián)電容器,可帶合閘電阻或不裝合閘電阻，水平或垂直出線。以SF6作為滅弧介質(zhì)，采用壓氣式滅弧結(jié)構(gòu)，配以合理的噴口形狀和合理的電場設(shè)計(jì)，噴口上游區(qū)結(jié)構(gòu)獨(dú)特，有效利用了觸頭堵塞效應(yīng)，從而具有開斷67kA短路電流的能力及失步開斷、近區(qū)故障開斷等特殊開斷的能力，且開斷容性電流時(shí)不會產(chǎn)生重燃和重?fù)舸_斷感性電流時(shí)不會產(chǎn)生過高的過電壓1.罐式六氟化硫斷路器

斷路器及操作機(jī)構(gòu)開斷電流63kA、額定電流4000A觸頭采用整體自力型觸頭弧觸頭采用整體燒結(jié)的銅鎢觸頭絕緣拉桿采用真空浸膠管機(jī)械強(qiáng)度高，進(jìn)口歐洲噴口選用進(jìn)口材料可帶合閘電阻，選用英國摩根公司電阻片安全可靠斷口并聯(lián)陶瓷電容器體積小、電氣性能優(yōu)良液壓彈簧操動機(jī)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單。防慢分可靠可靠性高彈簧儲能斷路器操作機(jī)構(gòu)液壓機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)額定油壓530bar合分一次貯能時(shí)間55sec零表壓至油泵自動停止貯能時(shí)間135sec電機(jī)功率1100W/相電機(jī)起動電流40A電機(jī)工作電流7A電壓變化范圍85%~100%HMB8.3液壓操動機(jī)構(gòu)外形液壓操動機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷路器操作機(jī)構(gòu)斷路器液壓儲能機(jī)構(gòu)斷路器液壓機(jī)構(gòu)油位觀察孔斷路器分合閘指示儲能觀察孔SF6套管瓷套采用大小傘結(jié)構(gòu)，瓷套外絕緣具有耐受Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級污穢等級的能力，耐污穢能力強(qiáng)。瓷套內(nèi)屏蔽設(shè)計(jì)先進(jìn)，使瓷套直徑較小、且重量輕、抗震能力強(qiáng)度。套管還有復(fù)合套管可以選擇。

帶金屬圈的盆式絕緣子由外金屬環(huán)和內(nèi)側(cè)環(huán)氧樹脂絕緣件組成。裝配好之后僅金屬環(huán)受到兩側(cè)殼體的壓力，絕緣部分不受力，增強(qiáng)了連接的安全可靠性。鋁環(huán)可以在局放測量和在線檢測時(shí)起到屏蔽外界干擾的作用。由于直接使用金屬法蘭環(huán)與筒子連接，無需外裝接地板，節(jié)約了材料。而且不再需要戶外貼，直接在法蘭面油漆，簡化殼體結(jié)構(gòu),節(jié)省制造、裝配工序，產(chǎn)品外形美觀。環(huán)氧樹脂澆注盆式絕緣子用于支持帶電導(dǎo)體，并用作與相鄰氣室的隔離。盆式絕緣子每間隔可分為斷路器隔室、隔接組合隔室、主母線隔室、分母線及套管隔室、電壓互感器隔室和避雷器隔室。在GIS設(shè)備的每個(gè)氣室里，都裝有進(jìn)行六氟化硫氣體充放的接頭、檢測氣室內(nèi)六氟化硫氣體的壓力表和密度繼電器，以及防止氣體壓力過高的防爆膜。支持帶電導(dǎo)體，并用作與相鄰氣室的隔離。為了準(zhǔn)確監(jiān)測六氟化硫氣體密度，每個(gè)隔室均裝有六氟化硫氣體密度繼電器，并直接和罐體相連。氣體隔室電流互感器電壓互感器電壓互感器為封閉式結(jié)構(gòu),采用SF6氣體絕緣，垂直安裝。電壓互感器避雷器避雷器為封閉式結(jié)構(gòu),采用SF6氣體絕緣，可垂直安裝。避雷器參數(shù)避雷器結(jié)構(gòu)原理

罐式氧化鋅避雷器主要由罐體、盆式絕緣子、安裝底座及芯體等部分組成，芯體是由氧化鋅電阻片作為主要元件，它具有良好的伏安特性和較大的通流容量，在正常運(yùn)行電壓下，氧化鋅電阻片呈現(xiàn)出極高的電阻，使流過避雷器的電流只有微安級，因此省去了傳統(tǒng)的碳化硅避雷器不可缺少的滅弧間隙，使避雷器的結(jié)構(gòu)大為簡化；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)危害電器設(shè)備絕緣的大氣過電壓或操作過電壓時(shí)，氧化鋅電阻片呈現(xiàn)低電阻，使避雷器的殘壓被限制在允許值以下，并且吸收過電壓能量，從而對電力設(shè)備提供可靠的保護(hù)。

避雷器芯體密封在金屬罐體內(nèi)，罐內(nèi)充有一定表壓的六氟化硫（SF6）氣體。在避雷器附屬箱上部安裝著放電計(jì)數(shù)器，可在運(yùn)行中記錄避雷器的動作次數(shù)。波紋管

為了防止由于熱脹冷縮和安裝誤差或基礎(chǔ)形變造成設(shè)備損壞，常在母線之間配置波紋管。在GIS與外界振動源直接相連時(shí)，為了吸收振動，也常配置波紋管。安裝時(shí)請注意，波紋管軸向可調(diào)整范圍為±15mm，臨時(shí)可調(diào)整范圍為±25mm；波紋管徑向可調(diào)整范圍為±3mm。避雷器PT神萬II線線路側(cè)快速接地開關(guān)線路隔離開關(guān)連接管支持架試驗(yàn)蓋板帶電指示CT防慢分機(jī)構(gòu)說明防慢分機(jī)構(gòu)斷路器裝設(shè)有粒子搜集裝置，可有效的避免粒子對產(chǎn)品絕緣產(chǎn)生的危害。500KVGIS平面布置圖神萬II線#2主變神萬I線#1主變#01啟備變#1主變/神萬I線5011/5012/5013/I母PT/II母PT#2主變、神萬II線5021/5022/5023#01啟備變匯控柜

匯控柜

匯控柜緊靠各間隔安裝，柜內(nèi)有就地控制、指示、報(bào)警和保護(hù)等所需的各種元件。斷路器以及協(xié)同工作的隔離開關(guān)、接地開關(guān)，其就地控制、指示和監(jiān)視集中在一個(gè)柜中。安裝和檢修GIS設(shè)備時(shí)，可以在就地柜內(nèi)進(jìn)行操作，運(yùn)行時(shí)則由運(yùn)行人員在控制室中進(jìn)行操作。此柜由型鋼構(gòu)架，薄鋼板及正門構(gòu)成。就地控制柜（LCP）是對GIS進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視與控制的集中控制屏。也是GIS間隔內(nèi)外各元件以及GIS與主控室之間電氣聯(lián)絡(luò)的集中端子箱。CB是斷路器DS是隔離開關(guān)FES是快速接地開關(guān)ES是檢修接地開關(guān)CB、DS、FES（ES）的操作開關(guān)是自復(fù)式轉(zhuǎn)換開關(guān)，供現(xiàn)場操作用，正常不用。

GIS的就地控制柜一般具有就地操作、信號傳輸、保護(hù)和中繼等功能，具體內(nèi)容如下：1）實(shí)施CB，DS，ES（FES）的就地操作。2）監(jiān)視GIS各元件的位置狀態(tài)。3）監(jiān)視GIS各氣室SF6氣體密度及操作介質(zhì)壓力是否處于正常狀態(tài)。4）實(shí)現(xiàn)CB電氣防跳功能。5）實(shí)現(xiàn)CB非全相保護(hù)跳閘功能。6）實(shí)現(xiàn)GIS間隔之間的元件以及GIS間隔內(nèi)元件的電氣聯(lián)鎖。7）作為GIS各元件之間及GIS與主控室之間的中繼端子箱，接收或發(fā)送信號。8）顯示一次主結(jié)線形式及運(yùn)行狀態(tài)。9）監(jiān)視控制回路電源是否正常，并通過電源開關(guān)、熔斷器、保護(hù)開關(guān)，對LCP及GIS的二次控制，測量和保護(hù)元件起保護(hù)作用。匯控柜的主要功能

匯控柜介紹：1）單線模擬圖，帶有對斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)進(jìn)行電氣操作的控制開關(guān)，以及由輔助開關(guān)提供的所有元件的狀態(tài)指示。（2）帶有指示燈的音響報(bào)警信號，作為六氟化硫氣體密度、液壓系統(tǒng)和輔助電源的監(jiān)視。（3）“就地/遠(yuǎn)方”轉(zhuǎn)換開關(guān)。（4）在維修和/或試驗(yàn)期間，退出聯(lián)鎖用的帶鑰匙開關(guān)。（5）接觸器，時(shí)間繼電器等，皆安裝在導(dǎo)軌型支架上。（6）連接至GIS各個(gè)元件、控制室和輔助電源的端子排或多級插頭。（7）內(nèi)置照明燈、安全遮板、防凝露加熱器等。（8）具有防止高頻干擾的多芯電纜（EMC）引入線。匯控柜主接線形式及運(yùn)行狀態(tài)控制開關(guān)說明控制開關(guān)帶有鎖，要鑰匙才能打開合并單元控制智能化GIS運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測1）電子電壓互感器。2）斷路器實(shí)時(shí)監(jiān)測。3）SF6氣體智能監(jiān)測。以計(jì)算機(jī)為主的保護(hù)測量系統(tǒng)該產(chǎn)品可采用智能化、數(shù)字化控制方式，取代原有的電磁式繼電器控制，并且通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)連鎖，其功能靈活、便捷、可靠。啟備變斷路器5001第二串?dāng)嗦菲?023、5022、5021第一串?dāng)嗦菲?011、5012、5013CTI母PTI母避雷器氣室連接頭斷路器CT盆式絕緣子CT接地開關(guān)隔離開關(guān)斷路器斷路器液壓站斷路器液壓連桿氣室接口連接桿隔離開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)母線避雷器01啟備變第二串501350125011CBACBA#01啟備變進(jìn)線間隔PT避雷器斷路器CT1）斷路器處于合閘狀態(tài)，其兩側(cè)的隔離開關(guān)不允許進(jìn)行合閘操作；2）斷路器兩側(cè)任一隔離開關(guān)處于合閘位置時(shí)，該斷路器兩側(cè)的接地開關(guān)不允許進(jìn)行合閘操作；3）進(jìn)出線帶電時(shí)，進(jìn)出線處的隔離開關(guān)不允許進(jìn)行分合閘操作，接地開關(guān)也不允許進(jìn)行合閘操作；4）進(jìn)出線處的隔離開關(guān)處于合閘位置時(shí)，接地開關(guān)不允許進(jìn)行合閘操作；5）與進(jìn)出線處的隔離開關(guān)相鄰的任一斷路器處于合閘狀態(tài)時(shí)，該進(jìn)出線處的隔離開關(guān)不允許進(jìn)行分合閘操作；

電氣聯(lián)鎖母線側(cè)任一隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)時(shí)，該母線的接地開關(guān)不允許進(jìn)行分合閘操作；電壓互感器側(cè)隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)時(shí)，電壓互感器側(cè)接地開關(guān)不允許進(jìn)行合閘操作。母線上的快速接地開關(guān)的操作，只有在連接到母線上的所有隔離開關(guān)都處于打開的情況下才允許合閘，而這些隔離開關(guān)亦只有在連接到母線上的快速接地開關(guān)是打開的情況下才允許合上。在母線檢修時(shí)只有母線快速接地開關(guān)合上，才允許母線檢修接地開關(guān)的分、合操作。母線快速接地開關(guān)的聯(lián)鎖斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)操作的注意事項(xiàng)操作斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)時(shí)，每項(xiàng)操作應(yīng)間隔10s以上，以免處于中間狀態(tài)，聯(lián)鎖失靈。低壓力閉鎖1）當(dāng)各氣室內(nèi)的六氟化硫氣體密度已降至規(guī)定的最小運(yùn)行密度時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警，并實(shí)現(xiàn)閉鎖；2）當(dāng)斷路器液壓彈簧操動機(jī)構(gòu)的液壓油壓力降至閉鎖壓力時(shí)，斷路器應(yīng)實(shí)現(xiàn)閉鎖,并發(fā)出閉鎖信號。電氣編碼鎖所有隔離開關(guān)和接地開關(guān)都有“運(yùn)行”和“維護(hù)保養(yǎng)”位置供加電氣編碼鎖。只有把鎖除去，手動操作的手柄才能插入。在隔離開關(guān)和電動機(jī)操作的接地開關(guān)的手動操作期間，以及當(dāng)電氣編碼鎖設(shè)定在“維護(hù)保養(yǎng)”位置時(shí)，電機(jī)的控制回路是被斷開的。手動操作接地開關(guān)還在操作手柄上裝設(shè)了機(jī)械聯(lián)鎖。

GIS日常巡視項(xiàng)目：1）斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)的位置指示器是否正常；2）斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)的閉鎖位置是否正常；3）各種指示燈、信號燈的指示是否正常，加熱器是否按規(guī)定投入或切除；4）隔離開關(guān)、接地開關(guān)從窺視孔中檢查其觸頭接觸是否正常；5）密度計(jì)、壓力表的指示值是否正常；6）斷路器、避雷器的指示動作次數(shù)是否正常；7）裸露在外面的母線，其溫度鈉的指示是否正常；8）二次端子有沒有發(fā)熱現(xiàn)象。保險(xiǎn)絲、熔斷器的指示是否正常；9）在GIS設(shè)備附近有無異味、異聲；

10）設(shè)備有沒有漏氣、漏油的現(xiàn)象；11）所有閥門的開、閉位置是否正常，金屬支架有無銹蝕；有無發(fā)熱現(xiàn)象；12）可見的絕緣件有沒有老化、剝落，有無裂紋的現(xiàn)象；13）所有金屬支架和保護(hù)罩、外殼有沒有油漆剝落的情況；14）六氟化硫氣體的分解物有沒有泄漏；15）接地端子有沒有發(fā)熱現(xiàn)象，金屬外殼的溫度是否超過規(guī)定值；16）所有設(shè)備的防護(hù)門是否關(guān)嚴(yán)，密封；17）所有照明、通風(fēng)設(shè)備、防火器具是否完好；18）所有設(shè)備是否清潔，齊整，標(biāo)志完善；19）室內(nèi)應(yīng)保持清潔。

外殼表面溫升允許值六氟化硫氣體的管理（1）新六氟化硫氣體的管理新的六氟化硫氣體運(yùn)到電廠后，必須進(jìn)行抽樣檢查。氣體存放的時(shí)間超過6個(gè)月以上者，應(yīng)對六氟化硫氣體進(jìn)行復(fù)檢，以防止六氟化硫氣體變質(zhì)