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GIS高压组合电器在智能化变电站中的应用GIS高压组合电器是一种高压开关设备，它经常被应用在智能化变电站中。
智能化变电站是一种采用智能化技术和新型材料、新型器件来实现远程监测、远程控制、自动化、智能化的电力变电站。
下面将详细介绍GIS高压组合电器在智能化变电站中的应用。
一、 GIS高压组合电器的优点GIS高压组合电器拥有着体积小、重量轻、密闭性好、灵活可靠、运行稳定等众多优点。
它采用SF6作为灭弧介质，其绝缘特性优秀，且没有大面积的绝缘条件，使得GIS高压组合电器在占地面积和绝缘距离方面得到了极大的优化。
此外，GIS高压组合电器采用模块化设计，可以灵活组合，目前的GIS高压组合电器电压等级一般在110kV以上。
它的诸多优点，为其在智能化变电站应用奠定了基础。
1. 空间的优化智能化变电站中的多个GIS高压组合电器可以共享一个室内，这不仅能够减少对土地的占用，而且在设计规划中，可以大程度上优化变电站的整体结构，充分发挥其出色的空间利用率。
2. 可靠性的提升GIS高压组合电器在智能化变电站中的应用可以大大提升变电站的可靠性。
其密闭性好、绝缘性能优秀，有效地避免了种种外界因素对设备的影响，可以实现长时间、连续、稳定的使用。
3. 操作性的加强智能化变电站中广泛应用GIS高压组合电器，能够有效地提高变电站的操作性。
GIS高压组合电器设备通常自带操作显示屏，员工可以直接对设备进行监控、修改参数等操作，可大幅提高变电站维护管理的效率。
4. 自动化程度的加深GIS高压组合电器的应用在智能化变电站中，更加充分地体现了其自动化的特点。
GIS 高压组合电器具备远程监测和控制功能，可实现远程开关控制、报警处理等，能够在高压电力系统出现故障时，实现自动切断，提升了变电站自动化程度。
5. 故障排除速度的提高GIS高压组合电器在智能化变电站中应用，可以充分发挥出它的故障排除特点，一旦出现故障，只需打开GIS组合开关，立即找出故障设备所在方位，进行相应的排除故障操作，减少了排错的时间，提高了变电站运行的效率。
莱钢科技第4期（总第204期）GIS控制柜在35kV配电室的应用陈晓峰，赵松林（炼钢厂）摘要：原炼钢老区35kV配电室内运行的配电系统高压柜采用KYN系列高压柜，设备老化严重，近年来连续发生事故。
因此，更换为新型的GIS控制柜，其具有体积小、可靠性高，安全性强，维护工作量小的优点，通过进行科学合理的施工，实现不停产新旧高压柜的切换，保证现场生产的稳定、安全顺行。
关键词：35kV配电室；GIS控制柜；施工0前言炼钢老区35kV配电室为2002年建设，已投运14年,设备老化严重，近年来连续发生事故,给炼钢乃至整个莱芜分公司的生产造成较大影响。
各开关柜的真空断路器已运行14年,真空泡已达到设计使用年限，必须进行更新;母联断路器的电动分合闸机构已经损坏,只能就地进行手动合闸,给操作人员的人身安全带来极大威胁。
由于断路器升级换代较快，原型号的断路器备件已经停产，新型号的断路器更换非常困难,有必要进行改造。
1设备选型及可行性分析现场运行的配电系统高压柜采用KYN系列高压柜,柜体体积较大，采用空气绝缘。
受配电室空间所限,若改造仍采用KYN系列高压柜，则必须有全部停产时间进行高压柜更换，这必将给生产过程带来较大影响。
通过调查研究认为，采用气体绝缘的GIS控制柜将明显降低柜体体积，可以实现不停产更换高压柜。
GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”简称GIS,它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体并密封至一个充有SF6气体的气室作者简介:陈晓峰（1973-）,男，1994年毕业于吉林电气化高等专科学校电气自动化专业。
工程师，从事电气自动化技术工作。
内。
其紧凑的设计减少了设备本身所占用的空间，每面控制柜的宽度可以小至800mm,非常适合在较小空间内安装。
采用GIS控制柜后，整个柜体所占长度仅为6.4m,将原35kV配电柜拆除一段，另一段正常运行的情况下，即可将两段GIS控制柜安装就位，通过优化施工方案，可以实现不停产切换高压柜,非常适合本次改造。
35KV GIS开关柜
市场前景，GIS设备最主要的优点在于占地面积小，在35kv的电压等级上占地大约是普通设备的1/3-1/2，而设备成本大约是普通设备的5倍以上（指进口产品）。
35kv的GIS设备中，应用场景更为广泛的是C-GIS设备，将整个间隔元件集中于一矩形箱体内，充入略高于大气压的SF6气体绝缘，提高空间利用率。
35kv的GIS设备一般应用于轨道交通中，如地铁、高铁等，另外在用地成本特别高的大城市中心也有应用。
35kvGIS设备的智能化升级同样需要四方面的技术：一是电气监测和故障识别诊断技术；二是直接安装在柜体内的硬件设计技术，主要包括传统开关元器件和传感器；三是软件开发技术，需要与硬件相匹配；四是柜体内部设备的布置设计技术以及密封壳体的加工、焊接工艺。
优势方面，公司具备普通配电柜的生产能力和经验，配电柜最基础的设计原则基本一致；同时，具备密封壳体加工经验。
不足方面，公司对GIS设备的设计生产能力欠缺；工艺研究不足；GIS设备对密封性的高要求难以得到保证；需要取得相关资质；故而GIS设备在设计和生产工艺上都需要大量学习引进。
目前国际上的智能型GIS已经能够在线分析异常信号，并通过诊断软件分析原因，提出处理意见和具体处理步骤。
公司需要建立完整生产线和设计队伍。
公司已以新手入行，存在较大的壁垒。
未来GIS设备创新另一个热点在于SF6的减少使用或完全替代，严格来说SF6替代属于新材料的范畴，材料领域的创新具有前期投入大，回报周期长的特点。
需要投入的成本很大而回报难以确定。
C-GIS介绍「35KV箱式气体绝缘金属封闭开关柜」35KV箱式气体绝缘金属封闭开关柜（以下简称C-GIS）是35kV三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置。
主要用于发电厂厂用电、输变电系统变电所的受配电、工矿企事业配电等场合以及高湿度（或凝露）、高海拔，污秽等环境条件下，实行控制、保护、监测。
与常规空气绝缘开关柜相比，在经济性、适用性、可靠性等方面具有明显的优势。
C-GIS主要优势：1、C-GIS体积小，占地少：小电流KNY61柜体积为10.192立方米，C-GIS体积为3.1416立方米，换算出来KYN61柜体积是C-GIS 的3.24倍。
2、C-GIS防水性能好：C-GIS整体防护等级为IP3X，但是不锈钢气箱部分防护等级可以达到IP67，所以原理上是底水位进水C-GIS还是可以运行，就算高水位进水，后续维修价值高的主元器件都在气箱内不会损坏，C-GIS进水后的损失会比KNY61柜小很多。
3、C-GIS结构简化、维护简单：选用新型一体化设计的真空断路器作为主开关，性能可靠，免维护。
采用转动闸刀型三位置开关，实现接通、隔离、接地三种功能。
简化了结构，减少了运动零部件数量，使可靠性更高。
4、C-GIS密封性强：断路器和铜排都是在密封气室内，可以在高湿度（或凝露）、高海拔，污秽等环境条件下运行，一般厂家C-GIS海拔常规参数为2000米海拔以下，部分厂家经特殊定制最高能达到4500米海拔。
C-GIS结构特点1.充气柜常规气箱选用2mm厚的不锈钢板，大尺寸气箱采用2.5mm 厚的不锈钢板，也可以根据客户要求订做3.0mm厚的不锈钢板的气箱。
2.气箱内充SF6气体，高压开关、接地开关、铜排、断路器绝缘层筒等主要活动构件均密封性在不锈钢板气箱里，气箱的防护等级做到P67。
浅谈 C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜在变电站的应用摘要：随着我国经济科技的发展，变电设备也快速发展，35kV C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜（简称充气柜）走进了变电站，本文针对新设备与传统空气绝缘的开关柜进行比较分析。
关键词：C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜，充气柜，35kV配电系统，引言变电站是将发电厂和用户连接在一起的一个十分重要的环节，其中35kV配电系统将电源配送至各行各业的工厂，满足社会生产生活，更有“承上启下”连接低压配电系统的作用，由此35kV配电设备的性能好坏对于整个配电系统起到了至关重要的作用。
C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜较传统开关柜更具安全性，运行可靠性，以及占地空间更少。
1.C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜简介1.GIS气体绝缘金属封闭开关柜是以真空断路器为主开关，将断路器、电流互感器、电压互感器、三工位隔离开关、避雷器等设备密封在一个SF6气室内；集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品；具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。
SF6气体起设备相间绝缘作用，不起断路器灭弧作用，所以SF6气体压力较低（约0.12MPa），约为GIS设备的四分之一。
1.C-GIS与传统开关柜比较2.1 占地面积和运行环境传统的开关柜（如KYN61型、GBC35型、JYN1型），每个柜宽1.8米，大电流充气柜宽0.8米，一般充气柜只有0.6米，充气柜大幅降低了设备的安装空间，节约大量的土地资源和征地费用。
由于基础小,工程量少,大大减少了基础工作和费用开支。
充气柜跟户外35kV配电设备相比更有优势。
为满足变电设备正常运行，传统的开关柜需要采取一些如装设加热器和除湿器的定期投入来防止污闪、湿闪，定期清理或维护、预试、及时更换损坏部件等措施，才能保证开关设备的运行安全，这是一种以空间换可靠性的过渡产品，小型化的充气柜避免了以上的缺点，显得非常必要和迫切。
40.5kV气体绝缘开关柜及其应用
摘要：该文对40.5kV气体绝缘开关柜极其特点、结构做了简单介绍，叙述了40.5kV气体绝缘开关柜在变电站的实际应用情况。
关键词：40.5kV气体绝缘开关柜；变电站
近年来，随着社会、经济和开关技术的不断发展，工程建设的复杂程度加大，开关设备的小型化、免维护、智能化的产品越来越受到青睐。
国内外各开关制造公司纷纷大力发展中压充气柜（C-GIS），C-GIS是GIS 技术与开关柜（AIS）技术相结合的产物，也称为气体绝缘开关柜。
所谓气体绝缘开关柜，是将高压元件如母线、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆等密封在充有较低气体压力的壳体内。
气体绝缘开关柜不受外界环境条件变化的影响，可运行在环境恶劣的场所。
由于该柜使用性能优异的SF6、N2等气体作为绝缘介质，大大缩小了柜体的外型尺寸，还有一个优势是气体绝缘开关柜配用性能良好的免维护真空断路器，可大大减小维护和检修的工作量。
另外气体绝缘开关柜采用低压力气体绝缘，在工厂整体组装后运达现场，可明显地减少现场安装的工作量，同时运行维护成本低，从该柜整个生命周期分析，具有较高的性价比和可靠性。
气体绝缘开关柜的电压等级一般为12kV和40.5kV，但40.5kV气体绝缘开关柜更能显示其技术经济上的优势，因此国内外多数生产商开发气体绝缘开关柜时直接从40.5kV做起，并不延伸到12kV等级产品。
1开关柜的特点和结构特征
气体绝缘开关柜与其它类型的开关设备相比，具有以下特点：一是小型化，是将空气绝缘的金属封闭开关设备充入SF6和N2替代空气绝缘，各单元设置在柜体内，再充入低压力（0.03~0.16MPa）SF6等气体。
二是提高了可靠性和安全性，主回路的导电部分密封于SF6等气体中，以及高压带电导体封闭，不受外界环境条件变化的影响，可使用在环境恶劣的场所，使设备长期安全运行，具有高可靠性并且无触电和火灾危险。
因气体压力低，密封问题已不突出，气密性好，可达30年不用补气。
三是维护简单，各高压元件或用气体密封或以金属封闭，零部件无锈蚀、生锈现象，需维修的工作量很少；采用电寿命长、性能稳定的真空断路器可实现免维护或少维护。
四是应用、布置方便，气体绝缘开关柜将高压元件组成若干标准模块，通过组合可以满足各种主接线的要求，满足各种不同使用场合的需要。
该柜在制造厂整体装配、调试，整体运输，到现场后成套吊装到位，现场安装时可不涉及SF6等气体的处理；可根据需要很方便地通过预留的电缆插座来增加进出线的数量进行扩容；三相高压元件设置在气体绝缘开关柜的充气壳体内，易于采用电缆作为电源的引入、引出，该柜与主变压器的连接、布置方便；采用气体绝缘开关柜，外型尺寸大大缩小，便于布置和减少占地面积。
气体绝缘开关柜现有圆筒式和板式（柜式）两种结构型式。
前者外型很像高压GIS，后者却很像一般的金属封闭开关柜。
圆筒式气体绝缘开关柜有三相共筒式和分相式两种结构。
柜体材料有铸铝合金，也有钢板。
板式（柜式）气体绝缘开关柜结构有多种形式：气室的设置有三气室、两气室和单气室；一次回路中母线、三工位隔离开关和真空断路器的不同排列方式。
其排列方式大致可分为“上中下”布置、“下中上”布置和“后中前”布置三类，其中以“上中下”布置居多。
关于板式气体绝缘开关柜气室的设置，现多为两气室。
单气室结构简单，制造容易，成本低，但气室元件在一起，容易相互影响，可靠性差一些；多气室结构模块更换容易，避免多元件相互影响，安全性高，但多气室结构复杂，制造难度大，成本高。
2开关柜的应用
中压气体绝缘开关柜由西门子公司于1982年率先推出，以后各公司纷纷效仿。
近年来，国内外企业加大了中压气体绝缘开关柜的开发力度，一代又一代的新品不断涌现。
中压气体绝缘开关柜近年在国内也在兴起，国内许多企业也研制出创新的产品。
2006年春季在衡水市开发区新投运一座110kV降压变电站，两台主变容量均为50MV A，三个电压等级（110/37.5/10.5kV），110kV、35kV、10kV全部户内布置，主变户外布置；35kV出线8回；10kV出线24回。
110kV采用GIS，35kV采用了气体绝缘开关柜，10kV采用中置柜。
该变电站110kV、35kV配电装置均采用了气体绝缘设备，尤其是35kV配电装置采用了气体绝缘开关柜，有效地控制了35kV配电室的面积，从而大大减小了配电房的建筑面积和变电站的占地面积。
采用的40.5kV气体绝缘开关柜型号为西高所开发的XGN46-40.5型。
该产品为板式气体绝缘开关柜结构，上下两气室设置，上气室有三工位隔离开关，下气室有真空断路器。
母线、三工位隔离开关和真空断路器“上中下”布置。
内充SF6气体，压力为0.04MPa。
其参数为40.5kV/1250A/25kA。
板式气体绝缘开关柜密封箱体采用不锈钢板焊接而成。
外型尺寸（宽×高×深）为800mm×2300mm×1570mm。
该气体绝缘开关柜采用插入式单相固体绝缘母线，母线带外屏蔽层，母线连接采用硅橡胶绝缘的十字连接套和端头T形连接套，当母线需要扩展或调整时，不会涉及有关SF6气体的任何操作。
断路器采用具有高开断性能、寿命长、维护少的小型化真空断路器，真空灭弧室水平布置方式，使得气室内部导体布置方便。
三工位隔离开关放置于密封的SF6气体壳体内，使隔离—接地组合成一体。
母线绝缘子和电缆联接绝缘子均配有高压带电显示装置用的传感器。
柜内配用环氧树脂浇注穿芯式电磁型电流互感器、插接式电磁型电压互感器。
电缆用T 形外锥电缆终端或直型电缆终端连接，可满足每相1～3根电缆的进出线。
采用内锥插接式避雷器直接与分支母线连接，柜内配置了控制和保护单元。
以下从几个方面介绍气体绝缘开关柜在该变电站应用情况。
一是该变电站I期工程40.5kV气体绝缘开关柜（XGN46-40.5型）的设计采用方案有：进线柜、出线柜、母线分段柜、母线提升柜、站变柜等方案。
结合变电站的整体布置，40.5kV气体绝缘开关柜采用室内双列布置，柜下为一次电缆地下室，以便于一次进出线电缆的敷设。
气体绝缘开关柜对基础的平整度要求很高，虽然气室在柜体的保护下单独密封，但要求较高的基础平整度是为了避免柜体受力变形过大，进而影响气室的密封性能。
二是气体绝缘开关柜采用的是低压力气体绝缘，实现了在制造厂整体装配、调试，整体运输到现场。
在制造厂派到现场服务人员的指导下，安装工作进展顺利。
每一面气体绝缘开关柜在现场安装时没有涉及SF6气体的操作，插入式单相固体绝缘母线安装方便，现场安装精度要求不高，在母线连接扩展安装时，也不涉及SF6气体的任何操作，明显地减少了现场安装的工作量。
三是气体绝缘开关柜日常的维护简单。
各高压元件或用气体密封或以金属封闭，零部件无锈蚀、生锈现象，需维修的工作量很少，可靠性大为提高，采用了电寿命长、高开断性能的真空断路器，实现了免维护或少维护。
四是气体绝缘开关柜投运后加强设备的巡视和管理工作。
在运行初期增加了巡视次数，密切关注气室SF6气体的压力变化和各高压元件、带电显示传感器的位置指示状态等是否异常，确保安全运行。
由于气体绝缘开关柜在国内近年来才兴起，缺少运行经验，特别是衡水供电公司首次使用，更需要做好气体绝缘开关柜的运行管理工作，不断地积累运行管理经验。
3结束语
到现在为止该变电站已经投运了一年多时间，35kV配电装置采用的40.5kV气体绝缘开关柜运行情况良好，运行单位也积累了一定的运行经验。
气体绝缘开关柜特别适用于可靠性要求高，且占地面积和空间受到限制的场合。
气体绝缘开关柜的出现，引领了中压开关设备的一个发展方向，在相关的领域得到了广泛的应用。
在日益关注环保的今天，气体绝缘开关柜在结构设计上需进一步采取减少SF6气体的泄露措施，减少SF6气体的排放量。
研究非SF6气体的绝缘特性，用N2、压缩空气等做为气体绝缘开关柜的绝缘介质，实现气体绝缘开关柜的无SF6化。
随着知识的更新和技术的进步，气体绝缘开关柜势必向高可靠性、免维护、智能化、低成本、模块化、环保型趋势发展。
参考文献
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