GIS裝置的基本知識

GIS裝置的基本知識演示文稿目前一頁\總數四十四頁\編于十三點優(yōu)選GIS裝置的基本知識目前二頁\總數四十四頁\編于十三點一、GIS的優(yōu)越性

1、占地面積小2、不受環(huán)境影響3、運行安全可靠，少維護檢修周期長4、施工工期短5、沒有無線電干擾和噪聲干擾目前三頁\總數四十四頁\編于十三點二.GIS的一次主接線及總體布置GIS可滿主各種主接線的要求，主要一次主接線類型:單母線接線形式雙母線接線形式橋形接線形式一倍半接線形式126/145kVGIS主要布置形式有單母、雙母分段、橋形、雙橋、雙母、變壓器直聯等多種接線方式，以橋形接線為多。252kVGIS主要布置形式有單母、雙母分段、雙母、等接線方式，以雙母接線為多。363/550kVGIS主要布置形式有、雙母、一倍半等接線方式。目前四頁\總數四十四頁\編于十三點GIS的常用主接線方案1、單母線分段使用時，各電壓出線數目供選擇：1）6-10KV饋線在6回以上；2）35KV饋線在4-6回；3）110KV饋線在4回；目前五頁\總數四十四頁\編于十三點目前六頁\總數四十四頁\編于十三點2、雙母線分段單母分段雙母分段用斷路器分段用隔離開關分段不推薦雙母不分段適用范圍目前七頁\總數四十四頁\編于十三點目前八頁\總數四十四頁\編于十三點目前九頁\總數四十四頁\編于十三點雙母線分段

使用時，各電壓出線數目供選擇：

1）6-10KV饋線在10回以上；2）10-35KV饋線在8-10回；3）35-110KV饋線在5-8回；4）110-220KV饋線在5回；目前十頁\總數四十四頁\編于十三點3/2斷路器（一臺半）接線主要用于大容量、高電壓的電網系統(tǒng)。

運行調度靈活檢修、操作方便有高度的可靠性◆◆◆目前十一頁\總數四十四頁\編于十三點目前十二頁\總數四十四頁\編于十三點目前十三頁\總數四十四頁\編于十三點總體布置形式主要取決于安裝現場條件和主接線的要求，同時也與進出線配置及元件結構等有關。總體布置設計的任務是根據主接線要求在限定的安裝場地和空間范圍內使所有組成元件布置的合理、穩(wěn)固、便于運行維護、經濟美觀。GIS總體布置目前十四頁\總數四十四頁\編于十三點GIS總體布置126kV標準橋型布置形式126kV單母布置形式126kV雙母線布置形式目前十五頁\總數四十四頁\編于十三點

目前十六頁\總數四十四頁\編于十三點252kV雙母線布置形式550kV一倍半接線布置形式363kV雙母線布置形式GIS總體布置目前十七頁\總數四十四頁\編于十三點

ZF-252GIS用斷路器可根據配置需要選用立式布置或臥式布置（以立式布置居多）。所有操作機構布置在便于觀察和維護的位置。三、布置方式ZF9-252GISCB臥式布置ZF9-252GISCB立式布置目前十八頁\總數四十四頁\編于十三點目前十九頁\總數四十四頁\編于十三點目前二十頁\總數四十四頁\編于十三點目前二十一頁\總數四十四頁\編于十三點目前二十二頁\總數四十四頁\編于十三點目前二十三頁\總數四十四頁\編于十三點三、氣室的布置（1）

GIS設備應根據各個元件不同的作用，分成若干個氣室，其原則如下。(1)因SF6氣體的壓力不同，要分成若干個氣室，斷路器在開斷電流時，要求電弧迅速熄滅，因此要求SF6氣體的壓力要高，而如隔離開關切斷的僅是電容電流，所以母線管里的壓力要低點。例如斷路器室的SF6氣體壓力為700kPa，而母線管里的SF6氣體壓力只要400kPa。故此不同的設備所需的SF6氣體壓力不同，要分成若干個氣室。目前二十四頁\總數四十四頁\編于十三點三、氣室的布置（2）

（2）因絕緣介質不同要分成若干個氣室。如GIS設備必須與架空線、電纜、主變壓器相連接，而不同的元件所用的絕緣介質不同，例如電纜終端的電纜頭要用電纜油，與GIS母線連接的要用SF6氣體，故此要把電纜油和SF6氣體分隔開來，所以要分成多個氣室。變壓器套管也是如此。目前二十五頁\總數四十四頁\編于十三點三、氣室的布置（3）

（3）GIS設備檢修時，要分成若干個氣室。由于所有的元件都要與母線連接起來，母線管里充以SF6氣體。但當某一元件發(fā)生故障時，要將該元件的SF6氣體抽出來才能進行檢修。若母線管里不分成若干個氣室，一旦某一元件故障，連接在母線管里的所有元件都要停電，擴大了故障范圍。因此必須將母線管中不同性能的元件分成若干個氣室，當某一元件故障時，只停下故障元件，并將其氣室的SF6氣體抽出來。非故障元件仍能正常運行。目前二十六頁\總數四十四頁\編于十三點

四、伸縮節(jié)的配置原則（1）伸縮節(jié)的配置意義

1）GIS設備是由斷路器、隔離開關、互感器和母線互相連接起來的。這些元件的材料不同，膨脹系數不一樣，當溫度變化時若各個元件不能自由伸長和縮短，由于溫度應力的原因，勢必損壞元件。2）伸縮節(jié)頭補償GIS設備加工而造成的誤差。為此在GIS設備的母線管要配置伸縮節(jié)頭。

目前二十七頁\總數四十四頁\編于十三點

四、伸縮節(jié)的配置原則（2）伸縮節(jié)的配置原則

土建結構有伸縮縫的地方；會產生震動的地方。如GIS設備與主變壓器相連接的地方；母線過長的地方。目前二十八頁\總數四十四頁\編于十三點五、GIS的外殼保護

意義：GIS設備的外殼用鋁合金或鋼材制成。當母線管或元件內部故障時，電弧使SF6氣體的壓力升高，可造成外殼爆炸。當內部發(fā)生故障而不能及時切斷放障點，電弧能將外殼燒穿。方法：①加防爆裝置。②為了不致使故障擴大，在變電站的進線線路上安裝快速接地隔離并關。使開關直接接地，通過保護裝置切斷電源。目前二十九頁\總數四十四頁\編于十三點外殼保護方法的選擇

GIS設備外殼的保護有兩種方法，一種用防爆裝置，另一種用快速接地隔離開關。兩種保護方法的效果如何？目前三十頁\總數四十四頁\編于十三點GIS內部故障時氣室的壓力計算式中的電弧電壓為電弧長度與電弧電壓梯度之積，一般220kVGIS設備其電弧電壓為400一600V，有的可高達1300V。燃燒時間以半個周波計算，即0.05s。SF6氣體的定容比熱為630（J／kg·K）。目前三十一頁\總數四十四頁\編于十三點電弧燒穿外殼的時間GIS設備外殼被電弧燒穿的時間與外殼的材料、厚度和故障電流的大小有關。一般都是從做燒穿試驗的方法得到的。其結果為：燒穿時間與故障電流成反比，而與外殼的厚度成正比.式中t——外殼燒穿時間（ms）；I——故障電流（KA）；δ——外殼的厚度（cm）；K，m，n——系數。當外殼材料用合金鋁時：K＝87．4，m＝l.21n＝0．67。當外殼材料用鋼材時：K二1，m＝4．3，n=0．64目前三十二頁\總數四十四頁\編于十三點目前三十三頁\總數四十四頁\編于十三點方法選擇例：電纜氣室的容積為0.2m3，隔離開關氣室的容積為0.3m3，兩氣室的絕對壓力為400kPa，氣室的直徑均為50cm，外殼厚度為6mm。另一個氣室為斷路器室，容積為1.8m3，直徑為490cm，外殼厚度為8mm。氣室的壓力為700kPa。當GIS設備發(fā)生故障時，前者氣室的故障電流為2lkA，保護動作時間為0.625。計算各個氣室的壓力值和壓力升高的倍數？目前三十四頁\總數四十四頁\編于十三點用公式計算出來各個氣室的壓力上升值和壓力倍數如下表所示。目前三十五頁\總數四十四頁\編于十三點從表2－11分析得到幾點結論。（1）電弧電壓對氣室壓力升高有很大的影響。例如：在電纜頭氣室，電弧電壓在1300V和電弧電壓在400V的壓力相比較增加了2．77倍；對于隔離開關氣室如上所述壓力增加了2．22倍，對于斷路器氣室相比，壓力才升高l．24倍。從這里可以看到，氣室越小，壓力的升高幅度越大。氣室越大，壓力升高的幅度并不很大。因此小氣室對防爆膜敏感，可靠性高。由于快速接地隔離開關是由故障電流作為啟動電流的，只要故障電流達到動作值，快速接地隔離開關必然動作，對于大氣室用快速接地隔離開關的可靠性高。目前三十六頁\總數四十四頁\編于十三點表2－11可以分析得到幾點結論。（2）防爆膜的破壞值是正常壓力的四倍，在小氣室可以達到這個壓力，而大氣室達不到。例如電纜終端氣室，電弧電壓在600V以下的壓力值達不到防爆膜的破壞值；隔離開關氣室的電弧電壓達到1000V時，還未達到防爆膜的破壞值，斷路器氣室的電弧電壓達到1300V時，仍然達不到防爆膜的破壞值。也就是說，在大氣室，故障電流很大也未足以達到防爆膜的破壞值?？梢姶髿馐覍Ψ辣ひ巡黄鹱饔谩Ｖ豢靠焖俳拥馗綦x開關。目前三十七頁\總數四十四頁\編于十三點六、GIS的外殼接地(1)GIS設備的母線和外殼是一對同軸的兩個電極，構成稍不均勻電場。當電流通過母線時，在外殼感應電壓，使外殼產生渦流而發(fā)熱，使GIS設備容量減少。當運行人員接觸時會觸電危及人身安全。GIS設備的支架、管道，電纜外皮與外殼連接之后，也有感應電壓，也有環(huán)流產生。由于外殼與上述零件接觸不良的地方，還會產生火花，使管道、電纜外皮產生電腐蝕。目前三十八頁\總數四十四頁\編于十三點六、GIS的外殼接地(2)目的：為了使GIS設備不降低輸送容量，又不危及人身安全，因此要使GIS設備外殼的感應電壓在安全規(guī)定的范圍之內，外殼也不發(fā)熱。目前三十九頁\總數四十四頁\編于十三點六、GIS的外殼接地(3)目前用兩種方法解決第一種方法：在GIS設備外殼用全鏈多點接地的方法，它的優(yōu)點是GIS外殼的感應電壓為零，但會引起環(huán)流，金屬外殼仍然發(fā)熱，輸送容量還要下降。第二種方法：將GIS外殼分段絕緣，每一段只有一個接地點，這樣外殼不產生環(huán)流，但有感應電壓。兩者比較我們不希望有環(huán)流，外殼的感應電壓在安全范圍之內。所以選用了第二種方法。目前四十頁\總數四十四頁\編于十三點六、GIS的外殼接地(4)GIS外殼與管路、電纜外皮的接地GIS設備的母線布置方式有兩種。一種是三相母線安裝在一個母線管里面，這種母線布置方式叫三相共筒式的布置。另一種則是一個母線管里安裝一根母線，這種母線布置方式叫離相式母線。它們在對外殼、管道、金屬構支架、扶梯、電纜外皮接地的情況不一樣。目前四十一頁\總數四十四頁\編于十三點三相共筒式母線的GIS外殼接地

三相母線共同安裝在一個母線管里，正常運行情況下，三相電流在外殼的感應電壓為零，外殼也沒有渦流，所以不會危及運行人員的安全，外殼也不會發(fā)熱。但在故障時，三相電壓失去平衡，在外殼將感應電壓，產生環(huán)流，雖然時間不長，但也會危及運行人員的安全。所以GIS外殼及其金屬結構都要多點接地。目前四十二頁\總數四十四頁\編于十三點離相式母線的GIS外殼接地由于離相式母線的GIS設備，三相母線分別裝于不同的母線管里，在正常運行時，外殼有感應電流，其值為主回路電流的70％～90％之間，根據外殼的材料而定。鋁合金外殼的感應電流是鋼外殼的3.4倍。這么大的感應電流會引起外殼及其金屬結構發(fā)熱，并使GIS設備的額定容量減少，使二次回路受到干擾。為此用下面