550kV氣體絕緣金屬封閉組合電器及其應(yīng)用

楊旭

摘要：應(yīng)用六氟化硫絕緣性能好的特性，對(duì)避雷器（英為縮寫為LA）、電壓互感器（英為縮寫為VT）、電流互感器（英為縮寫為CT）、隔離開關(guān)（英為縮寫為DS）、斷路器（英為縮寫為CB）等多種設(shè)施和分支母線以及主母線進(jìn)行有機(jī)的組合，就是氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，簡稱GIS。該設(shè)備可以使開關(guān)所占用的面積減少，除了出線套管以外，沒有外露的帶電體。

關(guān)鍵詞：550kV;氣體絕緣金屬封閉組合電器;應(yīng)用

處于氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備與常規(guī)敞開式開關(guān)設(shè)備之間的是氣體絕緣金屬封閉組合電器，英為縮寫為HGIS，其主要是利用六氟化硫斷路器作為中心設(shè)備，其氣體絕緣開關(guān)包含了電流互感器、接地開關(guān)和隔離開關(guān)，其包含了設(shè)備自身（一次設(shè)備）與就地保護(hù)控制柜（二次設(shè)備）本身完善的開關(guān)回路系統(tǒng)，HGIS屬于在常規(guī)變電站上發(fā)展起來的新的設(shè)計(jì)方案與新的思想，具有成本少、維護(hù)工作量小、維修工作量小、安裝方便、操作方便、占用空間小等優(yōu)勢(shì)。在已有變電站的改造、擴(kuò)建和新變電站建設(shè)工程之中有著廣泛的應(yīng)用。

一、GIS的主要特征

（一）安全程度高、抗電磁干擾和無線干擾的能力強(qiáng)

GIS所有的金屬外殼都直接接地，有著強(qiáng)的抗電磁信號(hào)、抗無線電信號(hào)能力，穩(wěn)定性好，安全性高，無需擔(dān)憂絕緣材料的擊穿性損毀與老化，可以很好的防止人員觸電，有效的避免火災(zāi)隱患[1]。

（二）檢修時(shí)間長，維護(hù)和運(yùn)行的工作量小

因?yàn)榱驓怏w在滅弧的過程之中讓開斷電弧所引發(fā)的燒傷小與弧觸頭磨損少，可以把其忽略掉，幾乎無需檢查和維修這個(gè)回路，其余設(shè)施都和外界環(huán)境相隔離，而常規(guī)敞開式設(shè)備會(huì)在很大程度上受到外界環(huán)境的影響，運(yùn)行更加的穩(wěn)定，降低了工作人員的維護(hù)量和檢修了量，維修GIS的間隔時(shí)間比較長，通常會(huì)超過20年。

（三）安裝和運(yùn)輸方便

GIS在密閉的外殼中封閉了母線、避雷器、互感器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)以及斷路器等不一樣種類的設(shè)備，通常情況下，主要是利用多個(gè)或者整體的單元構(gòu)成，安裝和運(yùn)輸非常的方便，能夠使現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備安裝時(shí)間大大的縮短。

（四）有著緊湊的結(jié)構(gòu)，占用空間小

利用GIS可以縮小變電站的規(guī)模，使建筑工程的投資成本降低，與對(duì)于比較密集、用地緊張、地皮價(jià)格高昂的地方有著非常重要的作用[2]。

二、HGIS的主要特征

HGIS是在GIS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，HGIS所使用的基本器件都是利用GIS所使用的器件構(gòu)成，穩(wěn)定性好、成熟程度高，能夠和架空母線、避雷器以及敞開式電壓互感器結(jié)合利用，具備成本小、抗污穢能力強(qiáng)以及占用空間少等優(yōu)勢(shì)。

三、HGIS在工程應(yīng)用之中的特征

（一）經(jīng)濟(jì)性好，綜合成本低

（1）利用一倍半短路器接線方法，與常規(guī)敞開式開關(guān)站相比，HGIS的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大約相當(dāng)于其50%到60%，可以使安裝成本減少，使安裝工期縮短;（2）利用一倍半短路器接線方法，HGIS的架臺(tái)結(jié)構(gòu)件相當(dāng)于常規(guī)敞開式開關(guān)站的85%，使構(gòu)架件減少;（3）利用一倍半短路器接線方法，只需要利用12根空氣絕緣套管就可以進(jìn)行布置，對(duì)比常規(guī)敞開式開關(guān)站，可以節(jié)約大約一半的絕緣套管數(shù)量;（4）利用一倍半短路器接線方法，對(duì)比GIS，HGIS的價(jià)格更加的低廉，所占用的空間更小[3]。

（二）實(shí)用價(jià)值高

（1）可以非常靈活的擴(kuò)建。不管使用一倍半斷路器模塊形式、兩個(gè)斷路器模塊形式還是一個(gè)斷路器模塊形式，都能夠把接口預(yù)留出來，拓展非常的方便;（2）維護(hù)方便，維護(hù)工作量少。對(duì)比常規(guī)敞開式開關(guān)站，HGIS的隔離開關(guān)等觸頭都在金屬殼體中進(jìn)行了封閉，減少了出現(xiàn)套管的數(shù)量，無需對(duì)觸頭外表面進(jìn)行清除和維修，對(duì)瓷件進(jìn)行清掃的工作量少，由此使維護(hù)工作量減少;（3）現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，安裝時(shí)間少。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況安裝HGIS，而且實(shí)施了出廠試驗(yàn)，整體運(yùn)送，可以降低現(xiàn)場(chǎng)安裝的調(diào)試工作量，對(duì)比敞開站，因?yàn)镠GIS每間隔就會(huì)配備一個(gè)控制柜，由此減少了控制電纜的數(shù)量，縮短了現(xiàn)場(chǎng)的安裝時(shí)間;（4）故障影響范圍小。利用最為合理的氣體隔離（隔離開關(guān)和斷路器是互相獨(dú)立的氣室）單元，在斷路器兩邊對(duì)波紋管進(jìn)行了設(shè)置，從而讓檢修更加的方便。可以利用隔離開關(guān)把故障斷路器和系統(tǒng)相互隔離，在對(duì)斷路器進(jìn)行檢修的時(shí)候，不會(huì)對(duì)母線和其它線路造成影響，不會(huì)因?yàn)榫植抗收隙枰竺娣e的停電實(shí)施維修;（5）HGIS利用的是模塊化設(shè)計(jì)方式，布置的時(shí)候非常的靈活和方便，能夠應(yīng)用于各類主接線，特別適合3/2CB形式的設(shè)計(jì)，直線連接有著緊湊的結(jié)構(gòu)，設(shè)備所占用的空間小。

（三）穩(wěn)定性好

因?yàn)镾F6氣體絕緣技術(shù)是HGIS所使用的主要技術(shù)，重要的器件都在封閉的金屬殼之中進(jìn)行了閉合，使暴露在外部的帶電部分減少，即使是暴露在外部的器件故障率也不高，具有GIS抗震能力強(qiáng)、適應(yīng)環(huán)境的能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，而且HGIS所使用的主要器件和GIS一樣，相當(dāng)?shù)某墒臁?/p>

四、HGIS的應(yīng)用方向

（一）同步合閘設(shè)備

當(dāng)操作系統(tǒng)的時(shí)候，因?yàn)槟芰康脑俅畏峙溆锌赡軙?huì)形成合閘過電壓，然而，利用相位控制方式能夠?qū)^電壓進(jìn)行限制，利用智能化控制系統(tǒng)與穩(wěn)定操作系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行同步合閘，給開關(guān)設(shè)備的重要部分?jǐn)嗦菲飨祥l電阻提供了可能性。與此同時(shí)，也使斷路器滅弧式結(jié)構(gòu)得到了簡化，使零部件的數(shù)量減少，使電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性得到了提升[4]。

（二）在智能化技術(shù)和線檢測(cè)技術(shù)之中的應(yīng)用

新型HGIS具備自動(dòng)檢測(cè)與智能保護(hù)功能、實(shí)時(shí)處理和采集數(shù)據(jù)功能、與調(diào)度端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、同步時(shí)間功能、記錄時(shí)間順序功能、連鎖與就地操作功能等。

五、結(jié)束語

550KV的舊電站改造、擴(kuò)建與新電站的建設(shè)工程越來越多，GIS具有很多優(yōu)勢(shì)，然而其成本卻比較高，使其普及受到了限制。而HGIS可以更好的實(shí)現(xiàn)用戶需求，更加地成熟和完善，已經(jīng)逐漸成為550KV電站之中應(yīng)用更加廣泛的設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳治誠，馬徑坦，王國利， et al.工頻局部放電試驗(yàn)與雷電沖擊耐受試驗(yàn)對(duì)GIS內(nèi)局部電場(chǎng)集中缺陷檢測(cè)的有效性[J].高電壓技術(shù)，2019，45（01）：209-214.

[2]陶風(fēng)波，王帥，賈勇勇，et al.特高壓氣體絕緣金屬封閉式組合電器的現(xiàn)場(chǎng)沖擊耐壓試驗(yàn)方法[J].高電壓技術(shù)， 2018，44（12）：166-173.

[3]陳坤漢，張孝波，鄭貴元，et al.基于特高頻在線監(jiān)測(cè)的GIS局部放電缺陷分析[J].電瓷避雷器， 2018， 286（06）：50-54.

[4]胡全義， 秘立鵬， 劉天奇， et al. 一起GIS設(shè)備漏氣及現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)擊穿故障分析[J].電工電氣，2017（8）：43-46.

（作者單位：新景（沈陽）電力設(shè)備有限公司）