四总降GIS组合电器介绍

四总降G IS组合电器介绍

罗光辉 (能源动力厂)

摘要本文简单介绍了鄂钢四总降G I S组合电器的结构与技术特点,强调了该套装置使用、维护与检修的注意事项。

关键词 G I S 六氟化硫设备故障封闭气室

1 前言

正在建设中的鄂钢220kV四总降现期容量2 180MVA,三相三绕组有载调压变压器;终期容量3 180MVA,三相三绕组有载调压变压器。三侧电压等级为220/110/10kV,现期220kV出线2回,终期出线4回,采用A IS布置,采用双母线接线,屋外支柱式管母布置;现期110k V出线4回,终期出线10回,采用GIS组合电器,采用双母线接线。

2 G I S的结构原理

四总降采用G I S(Gas Insulated Sw itch gear)组合电器作为110kV间隔单元,型号为ZF10-126(L),属于气体绝缘金属封闭开关设备。G I S组合电器是将变电站的电气元件(变压器除外),如母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线接地开关、避雷器等大部分或全部,用接地的金属密闭容器封闭并充有高于大气压的绝缘气体六氟化硫(SF6)的成套配电装置,由载流部件及内部导体、绝缘结构、外壳、操动系统、气体系统、接地系统、辅助回路、辅助构件等组成。G I S内部元件只有组合在一起并充以规定密度的SF6时才能运行,不能拆开单独使用。充注的SF6密度大小取决于内部灭弧性能和绝缘性能的要求。

3 简单分类

GIS可以分为户内型和户外型。户外型G I S不需设置厂房,可减少建设投资,但长期受到日照雨淋,夏季温升增高,冬季(特别是严寒地带)SF6气体会液化;户内型G I S运行条件优越,但由于增加了厂房、吊车、排风等设施,建设投资费用大。鄂钢四总降G I S 设备为户内型,采用双母线接线方式。

4 G I S的优点

GIS与常规高压电器相比,具有以下优点:

1)可以大幅度减少占地面积,ZF10-126(L)型气体绝缘金属封闭开关设备是同类G I S中体积最小的产品,标准间隔宽度为1 2~1 5m。

2)带电部分全部封闭在金属外壳内,可避免高电压对环境的电磁污染。

3)绝缘水平高,可防止人员触电。SF6气体作为绝缘介质,气体不可燃,防火性能好。

4)设备检修周期长,一般在10~20年内不必解体大修。

5)设备绝缘性能不受周围大气条件影响,耐震性强,能提高运行可靠性。

6)开断能力强,断路器具有很高的短路开断和关合能力,开合线路充电电流无重燃和重击穿现象。

7)现场安装周期短,由于采用生产厂内组装及测试的大型单元,从而大大缩短了现场安装时间。

5 G I S运行中的注意事项

5.1 GIS各气室的压力

SF6气体压力(密度)是G I S绝缘、载流和开断与关合能力的宏观标志,运行中必须始终保持在产品技术条件规定的范围内。ZF10-126(L)型气体绝缘金属封闭开关设备气体压力(密度)是通过各气室的压力表和密度控制器进行监视的。容积不变的状态下,气体的压力与温度的变化成正比(PV=nRT)。因此,在用压力表监测气体压力的同时,必须记录环境温度和载流大小。当发现相邻次监测压力读数相差较大或密度监控器发出报警信号时,应及时分析原因,进行处理。

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5.2 GIS室的通风

纯净的SF6气体是无色、无味、无毒的,不易觉察。但是SF6气体密度比空气要大几倍,因而会在低处沉积。当空气中SF6密度超过一定量时,可使人窒息。

按相关标准规定,G I S室里的SF6气体的体积分数!1000m l/m3,空气中的含氧量不得低于18%。所以在G I S室内必须设置通风设备,其通风量应为G I S 室空间体积的3~5倍。正常情况下人员进入GIS室前对室内进行换气;在GIS外壳发生爆裂后应能有效排出SF6气体。通常将通风设备的出风口布置于室内的上部,但由于SF6气体的比重比空气大几倍, SF6气体沉积于电缆沟或底层空间,所以出风口应考虑设在G I S室的下部,以便迅速有效地排出外逸的SF6气体。

5.3 GIS故障处理

GIS是运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的高压电气设备,其故障率只有常规设备的20%

~40%。但G I S也有其固有缺陷,由于SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在以及绝缘子老化等因素影响,都可能导致G I S内部闪络故障。G I S 的全密封结构使故障的定位及检修比较困难,检修工作繁杂,事故后平均停电检修时间比常规设备长,其停电范围大,常涉及非故障元件。

GIS设备的内部闪络故障通常发生在安装或大修后投入运行的一年内。据统计,第一年设备运行的故障率为0 53次/间隔,第二年则下降到0 06次/间隔,以后趋于平稳。隔离开关和盆型绝缘子的故障率最高,分别为30%与26 6%;母线故障率为15%;电压互感器故障率为11 66%;断路器故障率为10%;其他元件故障率为6 74%。因此在运行的第一年时间里,要加强日常的巡视检查工作,特别是对隔离开关的巡视,在巡查中主要关注SF6气体压力的变化,是否有异常的声音(音质特性的变化、持续时间的差异等)、发热和异常气味、生锈等。如果情况异常,必须及时对涉嫌故障设备进行检测。

2009年第3期