12-第十二章 气体绝缘金属封闭开关设备
- 格式:pdf
- 大小:710.95 KB
- 文档页数:16
气体绝缘金属封闭开关设备技术条件气体绝缘金属封闭开关设备技术条件1. 引言:气体绝缘金属封闭开关设备技术条件是现代电力系统中重要的组成部分。
它们被广泛应用于变电站和配电系统中,用于保护电力设备和确保系统正常运行。
本文将探讨气体绝缘金属封闭开关设备的技术条件,包括其原理、构造、特点以及在电力系统中的作用。
通过深入了解这些技术条件,我们可以更好地理解并提高电力系统的可靠性和安全性。
2. 气体绝缘金属封闭开关设备的原理和构造:气体绝缘金属封闭开关设备采用气体作为绝缘介质,以隔离和保护电力系统中的电气设备。
它由主要部件组成,包括绝缘柱、断路器、隔离开关、接地开关以及电气控制装置。
其中,断路器是关键部件,用于断开和闭合电路。
绝缘柱将各个部件隔离,并确保设备的安全运行。
3. 气体绝缘金属封闭开关设备的特点:气体绝缘金属封闭开关设备具有多种特点,使其在电力系统中得到广泛应用。
3.1 高可靠性和稳定性:由于采用了气体绝缘作为绝缘介质,这些设备具有良好的绝缘性能,可有效防止漏电和短路现象的发生。
由于构造合理,设备的结构稳定性也得到了有效保障。
3.2 良好的耐久性和维护性:气体绝缘金属封闭开关设备采用可靠的材料和结构设计,具有较长的使用寿命和较低的故障率。
设备的模块化设计使得维护更加便捷和快速。
3.3 灵活性和可扩展性:这些设备可以根据实际需求进行扩展和升级,以适应不断变化的电力系统需求。
它们可以灵活地应用于不同的电压等级和功率范围。
4. 气体绝缘金属封闭开关设备在电力系统中的作用:气体绝缘金属封闭开关设备在电力系统中扮演着重要的角色,主要有以下几个方面的作用。
4.1 保护电气设备:气体绝缘金属封闭开关设备可以有效地保护电力系统中的电气设备,防止过电流和短路对设备的损坏。
它们在电力系统中起到了断开和闭合电路的作用。
4.2 提高电力系统的可靠性:这些设备具有高可靠性和稳定性,可以有效防止电力系统的故障,并提高系统的可用性和可靠性。
气体绝缘金属封闭开关设备安装使用说明书1. 引言本说明书适用于气体绝缘金属封闭开关设备的安装和使用。
请用户在使用前详细阅读本手册,并按照指示进行操作。
2. 安全注意事项在安装和使用气体绝缘金属封闭开关设备时,请务必遵守以下安全注意事项:•在安装设备之前,请确保已经断开电源。
•请确保设备与电源线路之间采用正确的电气连接方式。
•请确保安全接地和故障保护措施已经正确连接。
•使用正确的工具和设备进行安装和维护操作。
•在操作设备时,请佩戴必要的防护设备,如安全眼镜、手套等。
•请勿将设备暴露在高温、潮湿或有腐蚀性气体的环境中。
•请勿将设备与其他电器设备叠放使用,确保设备周围空间通风良好。
•请根据设备规格选择合适的电源电压进行连接。
•如果发现设备有异常状况或故障,请立即停止使用,并联系专业人员进行维修。
3. 设备安装3.1 准备工作在进行气体绝缘金属封闭开关设备安装之前,请进行以下准备工作:1.清洁安装环境,确保没有任何杂物或污染物。
2.根据设备尺寸和重量,选择合适的安装位置,并确保设备周围空间充足。
3.检查设备包装是否完好无损,确认所有配件齐全。
3.2 安装步骤1.将设备放置在预定安装位置上,并使用水平仪进行水平校准。
2.将设备底部的安装孔与预留的安装孔对齐,并使用螺丝固定设备。
3.根据设备要求,连接电源线路,并确保电气连接牢固可靠。
4.检查所有连接是否正确,再次确认设备位置和固定情况。
5.检查设备是否安装稳定,并进行最后的紧固和调整。
4. 设备使用4.1 开机与关机在使用气体绝缘金属封闭开关设备之前,请确保已经正确接通电源。
开机步骤1.检查设备与电源线路的连接是否正常。
2.打开设备主电源开关,并根据设备指示灯状态进行操作。
关机步骤1.关闭设备内部的相关开关,确保设备停止运行。
2.关闭设备主电源开关,并断开与电源线路的连接。
4.2 操作方法在正常使用气体绝缘金属封闭开关设备时,请按照以下操作说明进行操作:1.根据实际需要,设置设备的运行模式、参数和功能。
第十二章气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)第一节基本原理及结构【本节描述】本节介绍气体绝缘金属封闭组合电器(以下简称GIS)的用途、分类、基本原理和结构特点等基础知识,通过要点讲解、图形展示,掌握气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)的基本结构和原理。
一、GIS主要分类(一)GIS的定义SF6气体绝缘金属封闭组合电器是20世纪50年代末期出现的一种先进的高压电气配电装置,国际上称这种设备为Gas Insulated Switchgear,简称GIS。
GIS是指将断路器、隔离开关、检修接地开关、快速接地开关、负荷开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等单独元件连接在一起,并封装在金属封闭外壳内,与出线套管、电缆连接装置、汇控柜等共同组成,充以一定压力的SF6气体作为灭弧和绝缘介质,并且只有在这种形式下才能运行的高压电气设备。
图12-1 GIS外观图GIS的应用打破了传统变电站的概念,使紧凑型、高电压、大容量新型变电站的发展得以实现,成为城网变电站改造的重要途径。
近年来,GIS已在国内外得到非常广泛的使用,经过各国不断地研制、开发、改进,一些性能更加优良的GIS越发显示出了其他高压电气设备不可比拟的优越性。
(二)GIS的特点1.由于采用SF6气体作为绝缘介质,导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小。
2.全部电器元件都被封闭在接地的金属壳体内,带电体不暴露在空气中(除了采用架空引出线的部分),运行中不受自然条件的影响,其可靠性和安全性比常规电器好得多。
3.SF6气体是不燃不爆的惰性气体,所以GIS属防爆设备,适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。
4.GIS主要组装调试工作已在制造厂内完成,现场安装和调试工作量较小,因而可以缩短变电站安装周期。
5.只要产品的制造和安装调试质量得到保证,在使用过程中除了断路器需定期维修外,其他元件几乎无需检修。
6.GIS设备结构比较复杂,要求设计制造、安装调试水平高。
气体金属绝缘封闭开关气体金属绝缘封闭开关(Gas Insulated Metal-Enclosed Switchgear,简称GIS)是一种高压电力设备,广泛应用于电力输配电网中。
它是一种先进的开关设备,具有很多优点,如安全可靠、体积小、容量大、抗短路能力强等。
在本文中,我将详细介绍气体金属绝缘封闭开关的原理、结构、工作方式以及应用领域等相关内容。
一、原理气体金属绝缘封闭开关的原理是利用高绝缘性能的气体(通常为硫化氢气体)对金属导体进行绝缘。
它采用金属封闭的结构,使电器设备与外界环境隔离,从而能够有效地防止灰尘、湿气等对设备的侵害,提高了设备的可靠性和安全性。
二、结构气体金属绝缘封闭开关主要由断路器、隔离开关、接地开关、互感器等组成。
其中断路器用于控制和保护电路,隔离开关用于隔离电路,接地开关用于接地保护,互感器用于测量电流和电压等参数。
这些组件都被封装在金属外壳中,形成了一个整体的设备。
三、工作方式气体金属绝缘封闭开关的工作方式是通过控制断路器的开闭和隔离开关的操作来实现对电路的控制和保护。
当电路发生故障或需要维护时,可以通过操作断路器和隔离开关来切断电路。
在正常情况下,断路器处于闭合状态,形成一个完整的电路。
四、应用领域气体金属绝缘封闭开关广泛应用于电力输配电网中,特别适用于城市中心、高层建筑等空间有限的场所。
由于其体积小、容量大、安全可靠,因此在城市电网改造、新建电网等项目中得到了广泛的应用。
同时,由于气体金属绝缘封闭开关具有抗短路能力强的特点,使得其在电力系统的短路电流限制较高的场合得到了更为广泛的应用。
总结:气体金属绝缘封闭开关是一种先进的高压电力设备,具有很多优点,如安全可靠、体积小、容量大、抗短路能力强等。
它的原理是利用高绝缘性能的气体对金属导体进行绝缘,通过控制断路器和隔离开关的操作来实现对电路的控制和保护。
它广泛应用于电力输配电网中,特别适用于空间有限的场所。
气体金属绝缘封闭开关的出现,为电力系统的安全运行提供了可靠的保障。
气体绝缘金属封闭开关设备总体说明1. 引言气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Metal Enclosed Switchgear,简称GIS)是一种广泛应用于电力系统中的高压开关设备。
相比传统的开放式开关设备,GIS 在空间利用率、绝缘性能和可靠性方面具有明显优势。
本文将对气体绝缘金属封闭开关设备的总体进行说明,包括其构成、特点、工作原理及应用领域。
2. 设备构成气体绝缘金属封闭开关设备主要由以下几个部分构成:2.1. 绝缘罩绝缘罩是气体绝缘金属封闭开关设备的外部保护结构,由金属制成。
其主要功能是保护设备内部的关键部件免受外界环境的影响,并提供良好的机械强度和防护性能。
2.2. 绝缘气体气体绝缘金属封闭开关设备使用高绝缘性能的气体作为绝缘介质,常用的绝缘气体有硫化氢(SF6)。
绝缘气体能够在高电压下保持良好的绝缘性能,并具有较高的热传导能力,有效降低设备温升。
2.3. 电气设备气体绝缘金属封闭开关设备内部装有各种电气设备,包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、连接导线等。
这些设备通过绝缘气体与外界隔离,并能够实现电路的分断和接通操作。
2.4. 辅助设备气体绝缘金属封闭开关设备还配备了各种辅助设备,用于实现设备的监测、控制和保护功能。
常见的辅助设备包括压力变送器、温度传感器、熔断器、保护继电器等。
3. 设备特点气体绝缘金属封闭开关设备具有以下几个显著的特点:3.1. 高度集成由于绝缘气体的优良性能和绝缘罩的结构设计,气体绝缘金属封闭开关设备具有高度的集成性。
设备内部的电气设备能够紧密布置,充分利用空间,有效提高场地的利用率。
3.2. 优异的绝缘性能绝缘气体具有优异的绝缘性能,能够有效隔离设备内部的电气元件和外界环境。
这种绝缘性能可靠,能够防止火灾和电弧事故的发生,保证电力系统的安全运行。
3.3. 高可靠性气体绝缘金属封闭开关设备采用先进的工艺和材料,具有较高的机械强度和抗短路能力。
气体绝缘金属封闭开关设备技术条件1. 简介气体绝缘金属封闭开关设备技术条件(GIS)是一种在电力系统中广泛应用的高压开关设备。
它采用气体绝缘金属封闭技术来隔离和控制电力系统中的高压设备,以确保电力系统的安全和稳定运行。
2. 技术原理在GIS中,设备内部充满了绝缘气体,如SF6气体,以在高压设备之间提供良好的绝缘性能。
金属封闭的设计使得GIS设备能够承受高压和大电流,同时具有较小的占地面积,这使得它特别适合于城市和高密度人口地区的电力系统中使用。
3. 技术条件为了确保GIS设备的正常运行和安全性能,有一些重要的技术条件需要被满足:- 设备内部气体的压力和纯度必须得到有效控制,以确保良好的绝缘性能;- 设备的金属封闭结构必须具有足够的机械强度,以承受高压和外部环境的影响;- 设备的操作机构和监测系统需要精确可靠,以确保GIS设备的正常运行和故障检测。
4. 技术应用GIS技术已经被广泛应用于电力系统中的高压输配电设备、变电站和工业用电等领域。
它的高压、高可靠性和占地面积小的特点使得它成为现代电力系统中不可或缺的一部分。
5. 个人观点在我看来,GIS技术的应用将会在未来继续扮演重要角色,特别是随着电力系统的智能化和城市化进程。
随着对电力系统安全和可靠性要求的不断提高,GIS技术也将不断进行创新和发展。
总结气体绝缘金属封闭开关设备技术条件是一种关键的电力设备技术,它的应用将继续在电力系统中扮演重要的角色。
通过不断提高技术条件的满足程度,GIS技术将为电力系统的安全和稳定运行提供重要保障。
回顾在本文中,我们对GIS技术的原理、技术条件和应用进行了全面的探讨。
希望通过本文的阅读,能够让大家更加深入地理解和欣赏这一重要的电力设备技术。
通过本文的阅读, 你可以对GIS技术有了更深入的了解。
希望这篇文章对你有所帮助。
GIS技术作为一种重要的电力设备技术,具有广泛的应用前景和发展空间。
在未来,随着电力系统的智能化和数字化进程加速推进,GIS技术将会迎来更多的机遇和挑战。
气体绝缘金属封闭开关设备使用维护说明书一、设备概述气体绝缘金属封闭开关设备是一种高压电器设备,广泛应用于电力系统、工业领域等场合。
它采用气体绝缘的方式,将高压电器部件封装在金属壳体内,具有结构紧凑、安全可靠、维护方便等优点。
本说明书将详细介绍该设备的使用方法和维护要点,希望用户能够正确操作和维护设备,确保电力系统的正常运行。
二、使用方法1.设备安装:根据设备的制造商提供的安装图纸和要求,将设备正确地安装在预定的位置。
确保设备与周围环境保持足够的间隙,方便设备散热,并确保设备周围无任何阻碍物。
2.设备接线:根据设备接线图和系统要求,进行设备的接线。
在接线过程中,应仔细检查电缆和电器连接器的质量和正确性,确保接线紧固可靠。
3.设备开关操作:设备的开关操作应根据其工作原理和操作要求进行。
在进行开关操作之前,应先检查设备的电源是否正常,确保设备处于无电状态。
严禁在有电的情况下操作设备开关。
4.设备维护:设备在运行过程中,应定期进行维护保养。
具体操作包括清洁设备外壳、检查开关状态、紧固螺栓、清理电器连接器等。
维护过程中,应确保设备断电,并按照制造商提供的要求进行操作。
三、设备维护要点1.清洁设备定期清洁设备外壳和内部组件,确保设备表面无灰尘、油污等杂质。
清洁时应使用软毛刷和湿布,避免使用带有腐蚀性和磨损性的清洁剂。
2.检查电源线路定期检查设备的电源线路,包括电缆和电器连接器。
检查时应检查连接是否紧固可靠,是否存在电线老化、损坏等情况。
如发现问题,应及时更换或修复。
3.检查开关状态定期检查设备开关状态,确保开关自由灵活。
如果开关存在卡阻、异常等情况,应及时进行维修或更换。
同时,还应检查开关触点是否正常,如有氧化或磨损等现象,应进行清洁或更换。
4.维护电器连接器定期检查电器连接器,确保连接稳固可靠。
检查时应检查连接器上的弹簧片是否损坏、变形,是否存在松动等情况。
如有问题,应及时更换连接器或进行维修。
5.定期维护根据设备的使用频次和工作环境,在设备使用一段时间后,应定期进行维护检修。
第十二章气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)第一节基本原理及结构【本节描述】本节介绍气体绝缘金属封闭组合电器(以下简称GIS)的用途、分类、基本原理和结构特点等基础知识,通过要点讲解、图形展示,掌握气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)的基本结构和原理。
一、GIS主要分类(一)GIS的定义SF6气体绝缘金属封闭组合电器是20世纪50年代末期出现的一种先进的高压电气配电装置,国际上称这种设备为Gas Insulated Switchgear,简称GIS。
GIS是指将断路器、隔离开关、检修接地开关、快速接地开关、负荷开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等单独元件连接在一起,并封装在金属封闭外壳内,与出线套管、电缆连接装置、汇控柜等共同组成,充以一定压力的SF6气体作为灭弧和绝缘介质,并且只有在这种形式下才能运行的高压电气设备。
图12-1 GIS外观图GIS的应用打破了传统变电站的概念,使紧凑型、高电压、大容量新型变电站的发展得以实现,成为城网变电站改造的重要途径。
近年来,GIS已在国内外得到非常广泛的使用,经过各国不断地研制、开发、改进,一些性能更加优良的GIS越发显示出了其他高压电气设备不可比拟的优越性。
(二)GIS的特点1.由于采用SF6气体作为绝缘介质,导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小。
2.全部电器元件都被封闭在接地的金属壳体内,带电体不暴露在空气中(除了采用架空引出线的部分),运行中不受自然条件的影响,其可靠性和安全性比常规电器好得多。
3.SF6气体是不燃不爆的惰性气体,所以GIS属防爆设备,适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。
4.GIS主要组装调试工作已在制造厂内完成,现场安装和调试工作量较小,因而可以缩短变电站安装周期。
5.只要产品的制造和安装调试质量得到保证,在使用过程中除了断路器需定期维修外,其他元件几乎无需检修。
6.GIS设备结构比较复杂,要求设计制造、安装调试水平高。
环保气体绝缘金属封闭开关设备市场使用分析环保气体绝缘金属封闭开关设备,是一种新型的高压电力设备,以特定的环保气体为绝缘介质,用于电力系统中的高压开关设备和断路器。
在近年来,随着环保意识的提高和对气候变化的关注,人们对传统的硫化氢气体绝缘金属封闭开关设备的使用产生了质疑,并开始逐步替换为环保气体绝缘金属封闭开关设备。
首先,环保气体绝缘金属封闭开关设备具有明显的环保优势。
相对于传统的硫化氢气体绝缘开关设备,环保气体绝缘开关设备使用的环保气体如氮气、干燥空气等不会产生温室气体排放,不会对大气层造成破坏。
而硫化氢气体则是一种严重的温室气体,对全球气候变化产生重要影响,因此环保气体绝缘金属封闭开关设备具有显著的环保效益。
其次,环保气体绝缘金属封闭开关设备在使用过程中具有更高的安全性。
硫化氢气体易燃易爆,存在较大的安全隐患,而环保气体如氮气、干燥空气等不具备这些问题,能够更好地保障电力系统的安全运行。
此外,环保气体绝缘金属封闭开关设备还具有自恢复能力,当发生断路故障时能够将故障恢复到正常运行状态,提高了设备的可靠性和可用性。
再次,环保气体绝缘金属封闭开关设备具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
相对于硫化氢气体绝缘开关设备,在同等工作条件下,环保气体绝缘开关设备的电气性能更加稳定可靠,使用寿命更长。
另外,由于环保气体绝缘开关设备不需要额外的维护和维修,可以降低用户的维护成本和维修风险。
最后,环保气体绝缘金属封闭开关设备在市场上具有广阔的应用前景。
随着对环保的要求越来越高,尤其是在电力行业,政府和企业对环保气体绝缘金属封闭开关设备的需求逐渐增加。
根据国内外市场调研数据显示,环保气体绝缘金属封闭开关设备的市场规模在不断扩大,并有望继续增长。
综上所述,环保气体绝缘金属封闭开关设备在市场使用上具有明显的优势。
它的环保性、安全性、可靠性和经济性使得其在电力系统中得到广泛应用,市场前景非常广阔。
随着环保意识的提高和环境保护要求的增加,环保气体绝缘金属封闭开关设备将在未来得到更广泛的推广和应用。
中压气体绝缘金属封闭开关设备的设计简介中压气体绝缘金属封闭开关设备是电力系统中用于保护和控制电路的关键设备。
它由绝缘外壳、气体绝缘装置、断路器等组成,能够承受中压电力系统中的各种电流和电压。
本文将详细介绍中压气体绝缘金属封闭开关设备的设计要点和相关技术。
设备组成中压气体绝缘金属封闭开关设备主要由以下几个部分组成:1.绝缘外壳:绝缘外壳是保护开关设备免受外界环境影响的关键部分。
它通常由抗腐蚀和耐高温的金属材料制成,能够有效地隔离外界空气和水分。
2.气体绝缘装置:气体绝缘装置是中压开关设备的核心部件,它采用特殊的气体(如SF6)作为绝缘介质,能够在高压下保持稳定的绝缘性能。
气体绝缘装置由绝缘气体箱、绝缘气体压力调整装置、绝缘气体密度监测设备等组成。
3.断路器:断路器是开关设备中用于开闭电路的部件,能够在电路发生故障时迅速切断电流。
中压气体绝缘金属封闭开关设备通常采用SF6断路器,它具有良好的灭弧性能和可靠的断路能力。
4.控制和保护装置:中压气体绝缘金属封闭开关设备还配备有控制和保护装置,用于实现对电路的远程操作和监测。
控制和保护装置通常包括电动机驱动装置、绝缘气体压力监测装置、电流和电压传感器等。
设计要点在中压气体绝缘金属封闭开关设备的设计过程中,需要注意以下几个要点:1.绝缘性能:绝缘性能是中压开关设备的关键指标,直接影响到设备的安全性和可靠性。
在设计过程中,应选择合适的绝缘材料和绝缘结构,确保设备在高压下能够稳定工作。
2.灭弧性能:由于中压气体绝缘开关设备中的断路器通常采用SF6断路器,因此其灭弧性能是设计过程中需要重点考虑的因素。
设计时应根据实际需求选择合适的灭弧室结构和灭弧材料,以确保设备在故障发生时能够有效地灭弧。
3.可靠性:中压气体绝缘金属封闭开关设备通常用于供电系统中,因此其可靠性是至关重要的。
在设计过程中,应充分考虑设备的结构强度、电气连接和控制系统等因素,确保设备在长时间运行过程中能够稳定可靠地工作。
环保气体绝缘金属封闭开关设备报告一、前言随着人类对环境保护意识的提高和环境保护法律的实施,对传统的高压气体绝缘金属封闭开关设备的需求越来越低。
而环保气体绝缘金属封闭开关设备作为一种新型的电力设备,以其环保、可靠、高效的特点,逐渐被广泛应用于电力系统中。
本报告将对环保气体绝缘金属封闭开关设备进行全面介绍和分析。
二、环保气体绝缘金属封闭开关设备的特点1.环保性:环保气体绝缘金属封闭开关设备采用的是无毒、无污染的环保气体作为绝缘介质,不会对环境造成任何危害。
2.可靠性:环保气体绝缘金属封闭开关设备采用先进的技术和材料,具有良好的绝缘性能和抗电弧性能,能够确保电力系统的安全运行。
3.高效性:环保气体绝缘金属封闭开关设备具有较低的传输损耗和较高的电气传输效率,能够有效提高电力系统的运行效率。
三、环保气体绝缘金属封闭开关设备的应用案例1.电力系统:环保气体绝缘金属封闭开关设备可用于输变电站、电网架空线路等电力系统中,能够有效保障电力系统的稳定运行。
2.工业领域:环保气体绝缘金属封闭开关设备可应用于工业生产中的配电系统、控制系统等,提供高效可靠的电力支持。
3.建筑领域:环保气体绝缘金属封闭开关设备可用于大型建筑物、商业综合体等场所的电力分配、控制和保护,提供安全可靠的电力供应。
四、环保气体绝缘金属封闭开关设备的优势1.有效保护环境:环保气体绝缘金属封闭开关设备采用无毒、无污染的环保气体作为绝缘介质,不会对空气、土壤和水体造成污染。
2.提高电力系统的可靠性:环保气体绝缘金属封闭开关设备具有较好的抗电弧性能和绝缘性能,能够有效防止由电弧产生的事故和故障,提高电力系统的可靠性。
3.节约能源消耗:环保气体绝缘金属封闭开关设备具有较低的传输损耗和较高的电气传输效率,能够有效降低能源消耗。
4.提高运行效率:环保气体绝缘金属封闭开关设备具有简化的操作和维护程序,能够提高电力系统的运行效率。
五、结论环保气体绝缘金属封闭开关设备凭借其环保、可靠、高效的特点,在电力系统、工业领域和建筑领域等方面发挥着重要作用。
第十二章气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)第一节基本原理及结构【本节描述】本节介绍气体绝缘金属封闭组合电器(以下简称GIS)的用途、分类、基本原理和结构特点等基础知识,通过要点讲解、图形展示,掌握气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)的基本结构和原理。
一、GIS主要分类(一)GIS的定义SF6气体绝缘金属封闭组合电器是20世纪50年代末期出现的一种先进的高压电气配电装置,国际上称这种设备为Gas Insulated Switchgear,简称GIS。
GIS是指将断路器、隔离开关、检修接地开关、快速接地开关、负荷开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等单独元件连接在一起,并封装在金属封闭外壳内,与出线套管、电缆连接装置、汇控柜等共同组成,充以一定压力的SF6气体作为灭弧和绝缘介质,并且只有在这种形式下才能运行的高压电气设备。
图12-1 GIS外观图GIS的应用打破了传统变电站的概念,使紧凑型、高电压、大容量新型变电站的发展得以实现,成为城网变电站改造的重要途径。
近年来,GIS已在国内外得到非常广泛的使用,经过各国不断地研制、开发、改进,一些性能更加优良的GIS越发显示出了其他高压电气设备不可比拟的优越性。
(二)GIS的特点1.由于采用SF6气体作为绝缘介质,导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小。
2.全部电器元件都被封闭在接地的金属壳体内,带电体不暴露在空气中(除了采用架空引出线的部分),运行中不受自然条件的影响,其可靠性和安全性比常规电器好得多。
3.SF6气体是不燃不爆的惰性气体,所以GIS属防爆设备,适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。
4.GIS主要组装调试工作已在制造厂内完成,现场安装和调试工作量较小,因而可以缩短变电站安装周期。
5.只要产品的制造和安装调试质量得到保证,在使用过程中除了断路器需定期维修外,其他元件几乎无需检修。
6.GIS设备结构比较复杂,要求设计制造、安装调试水平高。
GIS价格也比较贵,变电所建设一次性投资大。
7.GIS组合电器的绝缘件、带电导体封闭在金属壳内,重心较低,因此,抗振能力较强,可安装在室内,也可以安装在室外。
(三)GIS的分类SF6气体绝缘金属封闭组合电器GIS的分类方式一般有:按安装场所、按结构形式、按绝缘介质、按主接线方式等。
1.按安装场所分。
可分为户内型和户外型两种。
2.按结构形式分。
根据充气外壳的结构形状,可分为圆筒形和矩形。
圆筒型GIS依据主回路配置方式的不同,又可分为全三相共体式结构、不完全三相共体式结构、全分箱式结构等;矩形GIS根据柜体结构和元件间是否隔离,还可分为箱型和铠装型两种。
①全三相共体式结构:不仅三相母线,而且三相断路器、其他电器元件都采用共箱筒体。
包含的设备有断路器(CB)、隔离开关(DS)、检修/故障关合接地开关(ES/FES)、母线(BUS)、电流互感器(TA)、电压互感器(TV)、避雷器(LA)、终端元件或进出线套管(BSG)等一次设备和就地控制柜二次设备构成。
特点是制造难度较大,技术要求高,内部电场不均匀,相间影响大,但工作量小,消耗钢材少,在126kV等级中采用,也是252kV、363kV、550kV电压等级GIS发展的方向。
②不完全三相共体式结构:母线采用三相共箱式,而断路器和其他电器元件采用分箱式。
特点是母线占地面积小,但同长度母线上安装的GIS设备比三相共体式结构少。
③全分箱式结构:包括母线在内的所有电器元件都采用分箱式筒体。
特点是相间影响小,制造方便,但因钢外壳中感应电流引起损耗大,外壳数量及密封面也随之增加,漏气可能性加大及占地面积和体积增加等。
3.按绝缘介质分。
可分为全SF6气体绝缘型和部分SF6气体绝缘型两种。
全SF6气体绝缘型是指全密封的GIS。
部分SF6气体绝缘型则又有两种情况:一种是除母线之外,其他元件采用SF6气体绝缘,并构成以断路器为主体的复合电器;另一种则相反,只有母线采用SF6气体绝缘的密封母线,其他元件均为常规的敞开式电器。
4.按主接线方式分。
常用的有单母线接线、双母线接线、双母线带旁路接线、3/2接线、桥形接线、角形接线等多种接线方式。
GIS的主接线方式取决于具体工程的需要。
(四)GIS的铭牌GIS的铭牌应包含如下内容:(1)制造厂名称或商标;(2)型号或系列号;(3)采用标准的编号;(4)额定电压;(5)母线和支线的额定电流;(6)额定频率;(7)额定短时耐受电流;(8)用作绝缘的气体的额定密度或压力(20℃时);(9)用作绝缘的气体的最小运行密度或压力(20℃时);(10)外壳设计压力。
如GIS的共用数据已在其铭牌上作了说明,则各元件的铭牌可以简化。
二、GIS的基本结构一台完整的GIS是由若干个不同间隔组成的,一般是在设计时,根据用户提供的主接线方式和要求,将不同的气室或间隔(也称标准模块)组合成不同的间隔,再将这些间隔组成用户所需要的GIS。
所谓一个间隔,是指一个具有完整的供电、送电和其他功能(控制、计量、保护等)的一组元件。
所谓一个气室或气隔,是指将各种不同作用和功能的元器件,独立地组合在一起,拼装在一个独立的封闭壳体内构成的各种标准模块。
例如:断路器模块、隔离开关模块、电压互感器模块、电流互感器模块、避雷器模块、连接模块、分相模块等。
GIS的总体布局示意图如图12-2和图12-3所示。
图a.典型接线图图b.结构示意图1-母线;2、6-隔离开关;3-电流互感器;4-接地开关;5-断路器;7-电压互感器;8-出线电缆图12-2 GIS的总体布局示意图之一图12-3 GIS的总体布局示意图之二三、GIS的通用技术要求GIS产品设计应能使设备安全地进行下述各项工作:正常运行、检查和维护性操作、引出电缆或其他设备的绝缘试验、消除危险的静电电荷、安装或扩建后的相序校核和操作联锁等。
应能在允许的基础误差和热胀冷缩的热效应下不致影响设备所保证的性能,并满足与其他设备联接的要求。
各元件应符合各自的有关标准。
还有以下一些具体要求:1.联锁产品应设有机械或电气联锁装置,以防止带负荷拉、合隔离开关和带电误合接地开关。
下列设备应有联锁,对于主回路必须满足以下要求:(1)在维修时,用来保证隔离间隙的主回路上的高压断路器应确保不自合。
(2)接地开关合闸后应确保不自分。
(3)隔离开关要与相关的断路器实现电气联锁;隔离开关与接地开关之间应有可靠的电气联锁。
其联锁逻辑的设置应根据电气主接线进行设计,应用图表表示清楚,并取得买方同意。
(4)电气联锁应单独设置电源回路,且与其他回路独立。
2.接地(1)每个气体隔室的壳体应互连并可靠接地,接地回路应满足额定短路电流的动、热稳定要求。
(2)接地点的接触面和接地连线的截面积应能保证安全地通过故障接地电流。
(3)每相断路器的基座上应有一个不油漆的、表面镀锡的接地处,并有接地标志。
紧固接地螺栓的直径不得小于12mm。
(4)外壳应能接地。
凡不属主回路或辅助回路的预定要接地的所有金属部分都应接地。
(5)外壳、框架等部件的相互电气连接,应采用紧固连接(螺栓连接或焊接),并以跨接方式保证电气连通。
(6)主回路应能接地,以保证维修工作的安全。
另外在外壳打开后的维修期间,应能将主回路连接到接地极。
3.外壳(1)为便于安装和安全运行,应装设外壳伸缩节。
伸缩节也可称为管道伸缩节、膨胀节、补偿器,伸缩器。
伸缩节分为:波纹伸缩节、套筒伸缩节、方形自然补偿伸缩节等几大类型,其中以波纹伸缩节较为常用,主要用于装配调整、吸收基础间的相对位移和热胀冷缩的伸缩量等。
制造商应给出允许的位移量和方向。
波纹管伸缩节是用金属波纹管制成的一种伸缩节。
它能沿轴线方向伸缩,也允许少量弯曲。
图12-4为常见的轴向式波纹管伸缩节,用在管道上进行轴向长度补偿。
为了防止超过允许的补偿量,在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环,在与它联接的两端管道上设置导向支架。
另外还有转角式和横向式伸缩节,可用来补偿管道的转角变形和横向变形。
这类伸缩节的优点是节省空间,节约材料,便于标准化和批量生产,缺点是寿命较短。
在GIS正常运行中,导向支架的两端螺栓应保持一端内外侧螺帽均匀紧固,另一端内外侧螺帽均留有5mm左右的间隙(具体数据以厂家技术要求为准)。
便于伸缩节吸收基础沉降引起的位移量和热胀冷缩引起的伸缩量。
图12-4 波纹管伸缩节外观图(2)金属外壳应牢固接地,并能承受在运行中出现的正常和暂态时的压力。
(3)外壳按设备投产后不能复查的条件要求进行设计、制造,以确保材料、结构、焊接工艺、检验等的安全可靠性。
(4)封闭外壳充以最低功能压力的气体时,能保证设备的绝缘水平。
还应考虑振动和温度变化的作用以及气候条件的影响。
(5)外壳应能满足设计压力的要求,外壳耐受内部电弧的性能满足标准的要求,持续时间为0.3s。
(6)不论焊接或铸造的外壳,其厚度和结构的计算方法应参照类似压力容器标准来选择。
(7)外壳的设计温度,通常是周围空气温度的上限加主回路导体流过额定电流时外壳的温升,并应考虑日照影响。
(8)外壳的设计压力,至少是在设计温度时外壳内能达到的压力上限。
在确定外壳设计压力时,气体的温度应取通过额定电流时外壳温度上限和主回路导体温度上限平均值,对设计压力能从已有温升试验记录中确定的情况除外。
(9)对于未能用计算完全确定其强度的外壳和它的零部件,应进行强度试验。
所有控制和辅助设备及操动机构的外壳满足户内IP40/户外IP54防护等级和IK10的防护机械撞击水平。
(10)外壳设计时应考虑如下因素:外壳充气前可能出现的真空度;外壳或盆式绝缘子可能承受的全部压力差;相邻隔室具有不同运行压力的情况下,因隔室意外漏气时造成的压力升高;发生内部故障的可能性等。
(11)外壳结构的材料性能,应具有已知的和经过鉴定的最低限度物理性能,这些性能是计算和/或验证试验的基础。
制造商应对材料的选用负责,并根据材料合格证和进厂检验结果,对保持材料的最低性能负责。
(12)外壳的密封性能。
相对年漏气率应小于1%。
4.盆式绝缘子(1)产品应划分为若干隔室,以达到满足正常使用条件和限制隔室内部电弧影响的要求。
因此盆式绝缘子应能确保当相邻隔室内漏气或维修工作而使压力下降直至制造厂规定的负压时,本隔室的绝缘性能不发生任何变化。
制造商应说明通过盆式绝缘子的允许漏气量,以便在相邻隔室充有一定气体压力的情况下,对该隔室进行维修。
盆式绝缘子通常由绝缘材料制成。
其基本结构如图12-5所示。
通常分为气隔绝缘子和支撑绝缘子两类。
为保证人身安全,盆式绝缘子应有可靠的接地措施。
有的盆式绝缘子带金属外圈,它的金属外圈与其他设备的外壳一起连接可形成一个全封闭的金属壳体,不需专门接地。
有的盆式绝缘子不带金属外圈,阻断了其他设备的外壳形成一个全金属壳体,因此需要专门的导流排跨接连通盆式绝缘子两侧的金属壳体。