GIS裝置的基本知識(shí)

GIS裝置的基本知識(shí)演示文稿目前一頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)優(yōu)選GIS裝置的基本知識(shí)目前二頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)一、GIS的優(yōu)越性

1、占地面積小2、不受環(huán)境影響3、運(yùn)行安全可靠，少維護(hù)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)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(lián)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)GIS的常用主接線方案1、單母線分段使用時(shí)，各電壓出線數(shù)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前六頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)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(guān)分段不推薦雙母不分段適用范圍目前七頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前八頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前九頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)雙母線分段

使用時(shí)，各電壓出線數(shù)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)3/2斷路器（一臺(tái)半）接線主要用于大容量、高電壓的電網(wǎng)系統(tǒng)。

運(yùn)行調(diào)度靈活檢修、操作方便有高度的可靠性◆◆◆目前十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)總體布置形式主要取決于安裝現(xiàn)場(chǎng)條件和主接線的要求，同時(shí)也與進(jìn)出線配置及元件結(jié)構(gòu)等有關(guān)。總體布置設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)主接線要求在限定的安裝場(chǎng)地和空間范圍內(nèi)使所有組成元件布置的合理、穩(wěn)固、便于運(yùn)行維護(hù)、經(jīng)濟(jì)美觀。GIS總體布置目前十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)GIS總體布置126kV標(biāo)準(zhǔn)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)

目前十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)

ZF-252GIS用斷路器可根據(jù)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(jī)構(gòu)布置在便于觀察和維護(hù)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前二十頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前二十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前二十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前二十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)三、氣室的布置（1）

GIS設(shè)備應(yīng)根據(jù)各個(gè)元件不同的作用，分成若干個(gè)氣室，其原則如下。(1)因SF6氣體的壓力不同，要分成若干個(gè)氣室，斷路器在開斷電流時(shí)，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(guān)切斷的僅是電容電流，所以母線管里的壓力要低點(diǎn)。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(shè)備所需的SF6氣體壓力不同，要分成若干個(gè)氣室。目前二十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)三、氣室的布置（2）

（2）因絕緣介質(zhì)不同要分成若干個(gè)氣室。如GIS設(shè)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(zhì)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(gè)氣室。變壓器套管也是如此。目前二十五頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)三、氣室的布置（3）

（3）GIS設(shè)備檢修時(shí)，要分成若干個(gè)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(dāng)某一元件發(fā)生故障時(shí)，要將該元件的SF6氣體抽出來才能進(jìn)行檢修。若母線管里不分成若干個(gè)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(kuò)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(gè)氣室，當(dāng)某一元件故障時(shí)，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(yùn)行。目前二十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)

四、伸縮節(jié)的配置原則（1）伸縮節(jié)的配置意義

1）GIS設(shè)備是由斷路器、隔離開關(guān)、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(shù)不一樣，當(dāng)溫度變化時(shí)若各個(gè)元件不能自由伸長和縮短，由于溫度應(yīng)力的原因，勢(shì)必?fù)p壞元件。2）伸縮節(jié)頭補(bǔ)償GIS設(shè)備加工而造成的誤差。為此在GIS設(shè)備的母線管要配置伸縮節(jié)頭。

目前二十七頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)

四、伸縮節(jié)的配置原則（2）伸縮節(jié)的配置原則

土建結(jié)構(gòu)有伸縮縫的地方；會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)的地方。如GIS設(shè)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)五、GIS的外殼保護(hù)

意義：GIS設(shè)備的外殼用鋁合金或鋼材制成。當(dāng)母線管或元件內(nèi)部故障時(shí)，電弧使SF6氣體的壓力升高，可造成外殼爆炸。當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障而不能及時(shí)切斷放障點(diǎn)，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(kuò)大，在變電站的進(jìn)線線路上安裝快速接地隔離并關(guān)。使開關(guān)直接接地，通過保護(hù)裝置切斷電源。目前二十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)外殼保護(hù)方法的選擇

GIS設(shè)備外殼的保護(hù)有兩種方法，一種用防爆裝置，另一種用快速接地隔離開關(guān)。兩種保護(hù)方法的效果如何？目前三十頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)GIS內(nèi)部故障時(shí)氣室的壓力計(jì)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(shè)備其電弧電壓為400一600V，有的可高達(dá)1300V。燃燒時(shí)間以半個(gè)周波計(jì)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(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)電弧燒穿外殼的時(shí)間GIS設(shè)備外殼被電弧燒穿的時(shí)間與外殼的材料、厚度和故障電流的大小有關(guān)。一般都是從做燒穿試驗(yàn)的方法得到的。其結(jié)果為：燒穿時(shí)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(shí)間（ms）；I——故障電流（KA）；δ——外殼的厚度（cm）；K，m，n——系數(shù)。當(dāng)外殼材料用合金鋁時(shí)：K＝87．4，m＝l.21n＝0．67。當(dāng)外殼材料用鋼材時(shí)：K二1，m＝4．3，n=0．64目前三十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)目前三十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)方法選擇例：電纜氣室的容積為0.2m3，隔離開關(guān)氣室的容積為0.3m3，兩氣室的絕對(duì)壓力為400kPa，氣室的直徑均為50cm，外殼厚度為6mm。另一個(gè)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(dāng)GIS設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，前者氣室的故障電流為2lkA，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.625。計(jì)算各個(gè)氣室的壓力值和壓力升高的倍數(shù)？目前三十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)用公式計(jì)算出來各個(gè)氣室的壓力上升值和壓力倍數(shù)如下表所示。目前三十五頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)從表2－11分析得到幾點(diǎn)結(jié)論。（1）電弧電壓對(duì)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(duì)于隔離開關(guān)氣室如上所述壓力增加了2．22倍，對(duì)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(duì)防爆膜敏感，可靠性高。由于快速接地隔離開關(guān)是由故障電流作為啟動(dòng)電流的，只要故障電流達(dá)到動(dòng)作值，快速接地隔離開關(guān)必然動(dòng)作，對(duì)于大氣室用快速接地隔離開關(guān)的可靠性高。目前三十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)表2－11可以分析得到幾點(diǎn)結(jié)論。（2）防爆膜的破壞值是正常壓力的四倍，在小氣室可以達(dá)到這個(gè)壓力，而大氣室達(dá)不到。例如電纜終端氣室，電弧電壓在600V以下的壓力值達(dá)不到防爆膜的破壞值；隔離開關(guān)氣室的電弧電壓達(dá)到1000V時(shí)，還未達(dá)到防爆膜的破壞值，斷路器氣室的電弧電壓達(dá)到1300V時(shí)，仍然達(dá)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(dá)到防爆膜的破壞值?？梢姶髿馐覍?duì)防爆膜已不起作用。只靠快速接地隔離開關(guān)。目前三十七頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)六、GIS的外殼接地(1)GIS設(shè)備的母線和外殼是一對(duì)同軸的兩個(gè)電極，構(gòu)成稍不均勻電場(chǎng)。當(dāng)電流通過母線時(shí)，在外殼感應(yīng)電壓，使外殼產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，使GIS設(shè)備容量減少。當(dāng)運(yùn)行人員接觸時(shí)會(huì)觸電危及人身安全。GIS設(shè)備的支架、管道，電纜外皮與外殼連接之后，也有感應(yīng)電壓，也有環(huán)流產(chǎn)生。由于外殼與上述零件接觸不良的地方，還會(huì)產(chǎn)生火花，使管道、電纜外皮產(chǎn)生電腐蝕。目前三十八頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)六、GIS的外殼接地(2)目的：為了使GIS設(shè)備不降低輸送容量，又不危及人身安全，因此要使GIS設(shè)備外殼的感應(yīng)電壓在安全規(guī)定的范圍之內(nèi)，外殼也不發(fā)熱。目前三十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)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(shè)備外殼用全鏈多點(diǎn)接地的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是GIS外殼的感應(yīng)電壓為零，但會(huì)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(gè)接地點(diǎn)，這樣外殼不產(chǎn)生環(huán)流，但有感應(yīng)電壓。兩者比較我們不希望有環(huán)流，外殼的感應(yīng)電壓在安全范圍之內(nèi)。所以選用了第二種方法。目前四十頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)六、GIS的外殼接地(4)GIS外殼與管路、電纜外皮的接地GIS設(shè)備的母線布置方式有兩種。一種是三相母線安裝在一個(gè)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(gè)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?cè)趯?duì)外殼、管道、金屬構(gòu)支架、扶梯、電纜外皮接地的情況不一樣。目前四十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十三點(diǎn)三相共筒式母線的GIS外殼接地

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