GIS組合電器概述

GIS組合電器概述

學習目標GIS組合電器基礎理論知識【知識目標】1SF6組合電器特點234

目錄CONTENTSSF6組合電器的發(fā)展概況GIS組合電器的分類GIS組合電器的結構SF6組合電器特點

01第一部分01SF6組合電器特點敞開式220KV設備場地敞開式設備場地01SF6組合電器特點典型一次接線圖01SF6組合電器特點六氟化硫封閉式組合電器國際上稱為“氣體絕緣開關設備”（GaslnsulatedSwitchgear)簡稱GIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設計有機地組合成一個整體。這些設備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。01SF6組合電器特點01SF6組合電器特點KYN28A-12GIS采用的是絕緣性能和滅弧性能優(yōu)異的六氟化硫(SF6)氣體作為絕緣和滅弧介質，并將所有的高壓電器元件密封在接地金屬筒中。01SF6組合電器特點模擬圖01SF6組合電器特點GIS一次接線圖（主變——出線）FES:快速接地開關ES：接地開關DS：隔離開關LA：避雷器GCB：斷路器PT：電壓互感器CT：電流互感器01SF6組合電器特點注：GIS設備自20世紀60年代實用以來，已廣泛運行于世界各地。GIS不僅在高壓、超高壓領域被廣泛應用，而且在特高壓領域也被使用。（1100）GIS一次接線圖（雙母線出線）01SF6組合電器特點SF6組合電器優(yōu)點因采用絕緣性能卓越的六氟化硫氣體做絕緣和滅弧介質，所以能大幅度縮小變電站的體積，實現(xiàn)小型化。1.小型化由于帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中，大大提高了可靠性。此外具有優(yōu)良的抗地震性能。2.可靠性高帶電部分密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒有觸電危險。SF6氣體為不燃燒氣體，所以無火災危險。3.安全性好因帶電部分以金屬殼體封閉，對電磁和靜電實現(xiàn)屏蔽，噪音小，抗無線電干擾能力強。對附近居民的影響也小。4.杜絕不利影響01SF6組合電器特點SF6組合電器優(yōu)點由于實現(xiàn)小型化，可在工廠內(nèi)進行整機裝配和試驗合格后，以單元或間隔的形式運達現(xiàn)場，因此可縮短現(xiàn)場安裝工期，又能提高可靠性。（圖1）5.安裝周期短因其結構布局合理，滅弧系統(tǒng)先進，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，因此檢修周期長，維修工作量小，而且由于小型化，離地面低，因此日常維護方便。6.維護方便城市變電站可建為室內(nèi)式變電站，節(jié)約了大量用地。（圖2）7.節(jié)約用地對變電站進行綠化美化工作，周邊設置綠色屏障，建成后變電站的外觀與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。（圖3）8.美化工作01SF6組合電器特點圖101SF6組合電器特點圖2圖3學習與思考課堂小測驗SF6組合電器優(yōu)點有哪些？SF6組合電器的發(fā)展概況

02第二部分02SF6組合電器的發(fā)展概況GIS制造技術在不斷進步和發(fā)展，40多年來，各GIS生產(chǎn)廠家圍繞著提高經(jīng)濟性和可靠性這兩個主要目標，在元件結構、組合形式、制造工藝以及使用和維護方面進行了大量研究、開發(fā)。0102隨著大容量單壓式SF6斷路器的研制成功和氧化鋅避雷器的應用，GIS技術性能與參數(shù)已超過常規(guī)開關設備，并且使結構大大簡化，可靠性大大提高，為GIS進一步小型化創(chuàng)造了十分有利的條件。02SF6組合電器的發(fā)展概況我國通過技術引進，消化吸收，目前已掌握500千伏GIS的設計制造。自主研發(fā)的1000千伏GIS（包括核心部件滅弧室和操動機構）將完全自主設計制造。如圖：西開電氣1100kVHGIS在荊門變電站0302SF6組合電器的發(fā)展概況近年來，氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)在國內(nèi)受到用戶青瞇，特別在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、大都市、大型電力用戶及水電工程。GIS的發(fā)展勢頭強勁，形成生產(chǎn)熱點，國企、合企、民企一齊上，目前已經(jīng)有許多企業(yè)生產(chǎn)GIS。據(jù)不完全統(tǒng)計，有西安西開高壓電氣股份有限公刮、平高集團、上海華通開關廠有限公司、西安高壓電器研究所電器制造廠、泰開集團有限公司、正泰電氣股份有限公司、上海西安高壓電器研究所有限公司、如高高壓電器有限公司。02SF6組合電器的發(fā)展概況平高一東芝高壓開關有限公司、上海西門子高壓開關有限公司、益和電氣集團股份有限公司、上海平開華明高壓開關有限公司、北京華東電氣股份有限公司、廈門ABB華電高壓開關有限公司、山東魯能思翼帕瓦電機有限公司、維奧輸配電(廣州)有限公司、江蘇現(xiàn)代南自電氣有限公司、泰山恒信開關集團、湖北永鼎開關有限公司、阿?，m(Areva)集團、天水長城開關廠等。目前，GIS國外生產(chǎn)廠家主要有ABB、東芝、三菱、日立、西門子、阿爾斯通等，國內(nèi)生產(chǎn)廠家有西開、沈高、平高等。02SF6組合電器的發(fā)展概況在這20多個生產(chǎn)廠家中，首先都生產(chǎn)126kVGIS。在生產(chǎn)550kvGIS廠家中，外企(合企)主要有ABB、Siemens、Areva、東芝、AEPawer等企業(yè)；國企主要有西開高壓電氣和新沈高。在2006年中國名牌產(chǎn)品中，西開高壓電氣和新沈高的“72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備”(GIS)被授予“中國名牌產(chǎn)品”。目前合企生產(chǎn)的GIS占國內(nèi)市場相當人的份額，如占550kV斷路器和GIS市場的80％，占252kV斷路器和GIS市場的50％，占126kv斷路器和GIS市場的30％。但隨著國企實力的增強和民企的崛起，這種局面將會很快扭轉。GIS組合電器的分類

03第三部分03GIS組合電器的分類按與其他設備連接方式分類架空出線方式電纜引出方式03GIS組合電器的分類母線筒出線端直接與主變壓器對接03GIS組合電器的分類按安裝地點方式分類戶外式戶內(nèi)式03GIS組合電器的分類一般分類單相單筒式、三相共筒式110KV電壓等級及母線可以做成三相共筒式220KV及以上采用單相單筒式。單相單筒式GIS：是將各種高壓電器的每一相放在各自獨立的接地圓筒形外殼中，運行中不會出現(xiàn)相間短路故障，且?guī)щ姴糠植捎猛S結構，電場分布均勻。缺點是鋼外殼中感應電流引起的損耗大，外殼數(shù)量及密封面大，增加了漏氣的可能，隨著電壓升高，GIS的占地面積和體積也會增加。03GIS組合電器的分類1.隔離開關2.電流互感器3.吸附劑4.斷路器5.操動機構6.控制柜7.伸縮節(jié)單母線單相單筒式布置8.三相母線筒9.絕緣子10.導電桿11.電纜頭12.電纜13.接地開關03GIS組合電器的分類一般分類單相單筒式、三相共筒式三相共筒式GIS：是將主回路元件的三相裝在公共的接地外殼內(nèi)，通過環(huán)氧樹脂澆注絕緣子支撐和隔離。這種GIS結構緊湊，與單相封閉式GIS相比，一般可縮小占地面積40%以上。由于外殼數(shù)量少，故可大大節(jié)省材料，又由于密封點數(shù)和密封長度減少故漏氣率低。此外，還可減少渦流損耗和現(xiàn)場安裝維修工作量。三相共筒式比單相單筒式的總尺寸小，部件少，外殼損耗小，安裝周期短。缺點是內(nèi)部電場不均勻，相間影響大，易出現(xiàn)相間短路。三相共筒式已成為126~252kV電壓等級的主要產(chǎn)品。03GIS組合電器的分類1.操動結構2.斷路器3.絕緣子4.伸縮節(jié)5.導電桿6.觸頭雙母線三相共筒式布置7.接地開關8.隔離開關9.電纜頭10.電纜11.三相母線03GIS組合電器的分類按氣室功能分類因SF6氣體的壓力不同，要求分為若干個氣室。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。隔離開關切斷的僅是電容電流，所以壓力要低些。按SF6氣體壓力分成氣壓高的斷路器室，稍低壓力的隔離開關、PT室、BL室、母線等。學習與思考課堂小測驗GIS組合電器按安裝地點方式分類？GIS組合電器的結構

04第四部分04GIS組合電器的結構SF6組合電器組成：斷路器、母線、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、套管7種高壓電器。附件包括：盆式絕緣子、伸縮節(jié)、SF6密度繼電器、避雷器計數(shù)器、二次控制柜、電纜筒、接地銅牌、盆式絕緣子等。04GIS組合電器的結構斷路器目前在GIS中廣泛采用的SF6斷路器是壓氣式斷路器（單壓式）這種斷路器結構簡單、安裝方便、運行維護工作量少，正常工作壓力一般為0.5～0.7Mpa，在寒冷地區(qū)使用時，解決了SF6氣體的液化問題。它的行程較特別，預壓縮行程較大，因而分閘時間和金屬短接時間相對較長。單壓式斷路器的斷口可以垂直布置，也可以水平布置。04GIS組合電器的結構04GIS組合電器的結構斷路器總裝04GIS組合電器的結構斷路器水平布置圖水平布置如圖所示它的特點是兩側出線孔需支持在其他元件上。檢修時，滅弧室由端蓋方向抽出，因此沒有起吊滅弧室時對空間高度的要求，但側向要求有一定的寬度。1.均壓電容器2.絕緣子3.儲壓缸4.操作箱5.吸附劑6.滅弧室7.絕緣拉桿8.出線孔04GIS組合電器的結構端口垂直布置的斷路器斷口垂直布置的斷路器，如圖所示，檢修時滅弧室垂直向上吊出要求戶內(nèi)建筑有一定的起吊空間，但側向空間距離比斷口水平布置的斷路器要小。1.均壓電容器2.絕緣子3.儲壓缸4.操作箱5.吸附劑6.滅弧室7.絕緣拉桿8.出線孔04GIS組合電器的結構斷路器操動結構彈簧操動機構是利用CT-27Ⅱ型彈簧操動機構，對手動儲能的位置、合閘彈簧的儲能指示進行了改進，增加了分、合閘指示。04GIS組合電器的結構1.防爆膜片2.密度繼電器3.吸附劑4.外殼5.盆式絕緣子6.接地開關靜觸頭7.主靜觸頭8.旋轉的絕緣桿9.動觸頭屏蔽罩10.操作系統(tǒng)11.動觸頭12.接地開關裝配隔離開關、接地（快速）開關GIS所采用的隔離開關一般與接地開關組合成一個元件，如圖所示，接地開關很少單獨構成一個元件。04GIS組合電器的結構轉角型隔離開關內(nèi)部結構直線型隔離開關04GIS組合電器的結構隔離開關是單極機構電機驅動裝置通過驅動聯(lián)接裝置操作三個極04GIS組合電器的結構快速接地開關B.用于預先絕緣隔離（例如架空線、電纜）之后，使系統(tǒng)元件接地和短路。它們可以快速動作（通過彈簧儲能機構來完成），并且專門設計的觸電系統(tǒng)可確保即使在與帶電設備無意連接的情況下，導電通路也能可靠接地。接地開關04GIS組合電器的結構接地開關04GIS組合電器的結構隔離開關外部結構04GIS組合電器的結構隔離開關外部結構1.絕緣子2.筒體3.動觸頭4.靜觸頭5.爆破片6.分子篩7.開關傳動轉裝配8.絕緣拉桿9.線形接地開關04GIS組合電器的結構隔離開關隔離開關被封閉在金屬殼體內(nèi)，因它們的絕緣間隙不易被觀察到，它的耐壓強度完全依賴SF6氣體的質量和壓力。只有在規(guī)定的壓力下，絕緣水平才能保證，因此，必須對氣壓進行持續(xù)的監(jiān)視。在隔離開關的封閉金屬外殼上，設置有窺視窗，以便觀察隔離開關觸頭分開的位置。為了人身安全，檢修時，必須在隔離開關兩側用適當?shù)慕拥亻_關接地后方可操作。04GIS組合電器的結構04GIS組合電器的結構隔離開關D.隔離開關結構上可分為直動式和轉動式兩種，轉動式可設置在90°轉角處和直線回路中，由于動觸頭通過渦輪轉動，所以結構復雜，檢修不便；直動式宜布置在90°轉角處，不能布置在直線回路中，其結構簡單、檢修方便，且分、合速度可達到較大值。04GIS組合電器的結構隔離開關E.為保證檢修安全，在斷路器的兩側和母線等處，都應裝有手動或電動的接地開關?？焖俳拥亻_關的作用：相當于接地短路，可就地和遠距控制。停電回路的最先接地點。用來防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞1利用快速接地開關來短路封閉電器內(nèi)部的電弧，防止事故擴大。一般為分相操作，投入時間不小于接地飛弧后1s2下列情況需要裝設快速接地開關04GIS組合電器的結構實訓室圖片04GIS組合電器的結構f.閥刀結構04GIS組合電器的結構f.閥刀結構04GIS組合電器的結構g.電動結構1.蝸輪2.蝸桿3.大齒輪4.小齒輪5.電機6.輸出軸7.大錐齒輪8.小錐齒輪9.電磁鎖10.手動搖把04GIS組合電器的結構g.電動結構1.蝸輪2.蝸桿3.大齒輪4.小齒輪5.電機6.分合閘彈簧7.輸出軸8.油緩沖器9.大錐齒輪10.小錐齒輪11.電磁鎖12.手動搖把04GIS組合電器的結構h.盆式絕緣子04GIS組合電器的結構盆式絕緣子結構圖04GIS組合電器的結構盆式絕緣子結構圖04GIS組合電器的結構盆式絕緣子示意圖04GIS組合電器的結構作用固定母線及母線的插入式觸頭，從而達到氣窒穿越。其要求；具有足夠的機械強度。起到母線對地絕緣的作用，因此必須要有可靠絕緣水平。起密封作用。要求具有足夠的氣密封和承受壓力的能力。特性盆式絕緣子（及支持絕緣子）是用環(huán)氧樹脂制成，具有對發(fā)生短路故障時產(chǎn)生的電磁力，能夠保持導體與外殼的安全凈距的強度。出廠時加以100％的額定電壓下不發(fā)生局部放電的考驗。04GIS組合電器的結構電流互感器用于電力系統(tǒng)的電流測量和系統(tǒng)保護，采用一次穿心式結構。04GIS組合電器的結構實訓室圖片04GIS組合電器的結構電壓互感器用于電力系統(tǒng)的電流測量和系統(tǒng)保護04GIS組合電器的結構實訓室圖片04GIS組合電器的結構出現(xiàn)套管用于該組合電器與架空線的連接，它通過一個連接筒與三相主回路相連。04GIS組合電器的結構實訓室圖片04GIS組合電器的結構電纜連接裝置用于該組合電器進出線的連接04GIS組合電器的結構避雷器用于限制電力系統(tǒng)的過電壓，實現(xiàn)過電壓保護。04GIS組合電器的結構間隔匯控柜用于隔位主接線的模擬、主控室與隔位各元件的連接，實現(xiàn)隔位各元件的近控、遠控及狀態(tài)顯示和電氣測量等。04GIS組合電器的結構密度壓力表為了監(jiān)視GIS設備各氣室SF