GIS培訓(xùn)課件第一部分.pptx

1、GIS設(shè)備專題培訓(xùn),導(dǎo)航目錄,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,GIS的概念 六氟化硫封閉式組合電器，國(guó)際上稱為“氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備”（Gas Insulated Switchgear）簡(jiǎn)稱GIS，它將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組成一個(gè)整體，是高壓電器領(lǐng)域當(dāng)今的主流設(shè)備。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,SF6氣體特性 SF6作為一種絕緣氣體，具有很多優(yōu)點(diǎn)，是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不可燃的惰性氣體，并有優(yōu)異的冷卻電弧特性，特別是在開(kāi)關(guān)設(shè)備有電弧高溫的作用下產(chǎn)生較高的冷卻效應(yīng)，避免局部高溫的可燃性。 其缺

2、點(diǎn)是在電弧放電時(shí)分解形成硫的低氟化合物不但有毒，且對(duì)某些絕緣材料和金屬具有腐蝕作用。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,GIS的特點(diǎn),小型化,可靠性高,安全性好,杜絕對(duì)外部的不利影響,安裝周期短,維護(hù)方便,因采用絕緣性能卓越的六氟化硫做絕緣和滅弧介質(zhì)，所以能大幅度縮小變電站的體積，實(shí)現(xiàn)小型化。,由于帶電部分全部密封于惰性氣體中，大大提高了可靠性，此外具有優(yōu)良的抗地震性能。,帶電部分密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)。SF6氣體為非燃燒氣體，所以無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。,因帶電部分以金屬殼體封閉，對(duì)電磁和靜電實(shí)現(xiàn)屏蔽，噪聲小，抗無(wú)線電干擾能力強(qiáng)。,由于實(shí)現(xiàn)小型化，可在工廠內(nèi)進(jìn)行整機(jī)裝配和試驗(yàn)合格后，以單元或間隔的

3、形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因此可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，又能提高可靠性。,檢修周期長(zhǎng)，因結(jié)構(gòu)布局合理，滅弧系統(tǒng)先進(jìn)，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，檢修周期長(zhǎng)，維修工作量小，而且由于小型化，離地面低，日常維護(hù)方便。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,按整體結(jié)構(gòu)分： GIS a.戶內(nèi)GIS 土建造價(jià)高，可靠性高 b.戶外GIS 土建造價(jià)低，對(duì)設(shè)備防腐要求高 HGIS (Hybrid GIS ) 沒(méi)有主母線，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,按母線結(jié)構(gòu)分： 全三相共箱 66-110kV等級(jí)采用 主母線三相共箱，分支母線分箱 220kV等級(jí)采用 全三相分箱 330kV及以上等級(jí)采用,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,主要結(jié)構(gòu)組成：,M： 主母線

4、 CB：斷路器 DS：隔離開(kāi)關(guān) ES：接地開(kāi)關(guān) FES：快速接地開(kāi)關(guān) CT: 電流互感器 VT：電壓互感器 LA：避雷器 SF6充氣套管/電纜終端筒 GIS在線監(jiān)測(cè)裝置 GIS保護(hù)裝置 LCP：就地匯控柜,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,1、主母線與分支母線,母線導(dǎo)體一般采用鋁合金，連接采用銅梅花觸頭,殼體材料一般采用鋁合金材料，避免磁滯和渦流發(fā)熱。 a.筒體按制作工藝分：鋁板卷筒殼體、鑄鋁殼體 b.主母線按布置方式：落地布置、架空布置,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,由滅弧室及操作機(jī)構(gòu)組成，采用變開(kāi)距自能式滅弧室。 a.開(kāi)斷能力：40KA，50kA，63kA b.額定電流：3150A,4000A，5000A c.操

5、作機(jī)構(gòu)：彈簧操作機(jī)構(gòu) 液壓碟簧操作機(jī)構(gòu) d.操作方式：三相電氣聯(lián)動(dòng)（220kV及以上線路） 三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)（發(fā)變組、母聯(lián)分段） e.布置方式：臥式、立式,2、斷路器 CB,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,2、斷路器 CB,直動(dòng) 密封,動(dòng)側(cè),弧觸頭及噴口,靜側(cè),斷路器靜側(cè)和絕緣支撐,斷路器動(dòng)側(cè),一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,液壓操作機(jī)構(gòu),液壓機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)右圖。主要采用了ABB公司生產(chǎn)的HMB-4的擴(kuò)展型動(dòng)力部件作為機(jī)芯。這個(gè)機(jī)芯包括的模塊有：充能模塊、貯能模塊、工作模塊、控制模塊、監(jiān)測(cè)模塊,1.低壓箱 2.油位觀察窗 3.活塞桿 4.泄壓閥操作手柄 5.泄壓閥 6.HMB-4碟簧裝配 7.HMB-8碟簧裝配 8.合

6、閘控制閥 9.分閘控制閥 10.分閘控制閥 11.換向閥 12.帶電機(jī)的充能模塊13.碳刷 14貯能模塊 15.彈簧行程開(kāi)關(guān),一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,液壓操作機(jī)構(gòu),如圖所示，在合閘位置接到分閘命令，分閘電磁鐵動(dòng)作，換向閥切換至分閘位置，差動(dòng)活塞高壓油通過(guò)換向閥連通至低壓油箱，在差動(dòng)活塞上端常高壓的作用下，活塞快速向下運(yùn)動(dòng)分閘，并帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)切換，切斷分閘回路，為下次合閘作好準(zhǔn)備。,分閘動(dòng)作過(guò)程,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,如圖所示， 在分閘位置時(shí)，接通合閘電磁閥，換向閥切換至合閘狀態(tài)，常充壓差動(dòng)活塞的底部與高壓油接通，在差動(dòng)原理作用下，快速向上合閘并帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)切換，斷開(kāi)合閘回路，為分閘作好準(zhǔn)備。,合閘動(dòng)

7、作過(guò)程,液壓操作機(jī)構(gòu),一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)組合成一個(gè)元件，接地開(kāi)關(guān)的靜觸頭裝在隔離開(kāi)關(guān)上，而動(dòng)觸桿則安裝在與接地外殼等電位的殼體內(nèi)。 a.隔離開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)分：直角型、直線型、三工位（防止誤操作） b.接地開(kāi)關(guān)按功能分： 檢修接地開(kāi)關(guān)（采用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，在高壓系統(tǒng)不帶電情況下方可操作） 快速故障接地開(kāi)關(guān)（采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以全電壓和短路條件下關(guān)合）,3、隔離開(kāi)關(guān) DS與接地開(kāi)關(guān)ES、FES,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,3、隔離開(kāi)關(guān) DS與接地開(kāi)關(guān)ES、FES,DS、ES 配電動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,3、隔離開(kāi)關(guān) DS與接地開(kāi)關(guān)ES、FES,FES 配彈簧機(jī)構(gòu)原理圖,一、GIS

8、設(shè)備簡(jiǎn)介,3、隔離開(kāi)關(guān) DS與接地開(kāi)關(guān)ES、FES,三工位隔離接地開(kāi)關(guān) ，有兩種結(jié)構(gòu)型式：一為旋轉(zhuǎn)式；另一為插入 式。共用一個(gè)活動(dòng)導(dǎo)電桿，用一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)： (l)由于兩者組合在一個(gè)氣室內(nèi)，大大縮小了GIS尺寸，使之小型化。 (2)減少了 GIS 操動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)量，減少了操作和維護(hù)工作量，方便運(yùn)行 和檢修。 (3)從原理上解決了隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)之間的聯(lián)鎖問(wèn)題，取消了以往 隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)之間復(fù)雜的聯(lián)鎖回路。不會(huì)發(fā)生帶地線合刀閘的 事故，大大提高了 GIS 運(yùn)行可靠性。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,4、電流互感器CT、電壓互感器VT、避雷器LA,電流互感器：分內(nèi)置式和外置式。內(nèi)裝電感式環(huán)氧澆

9、注型電流互感器 電壓互感器：330kV及以下電壓等級(jí)中，一般采用環(huán)氧樹脂澆注的電磁式電壓互感器。 避雷器：采用ZNO氧化鋅避雷器,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,5、SF6充氣套管與電纜終端筒,SF6充氣套管外護(hù)套分：瓷套（耐老化）和硅橡膠（防污能力強(qiáng)） 瓷套分標(biāo)準(zhǔn)傘和大小傘。 電纜終端：是把高壓電纜連接到GIS中的部件。其設(shè)計(jì)及GIS與高壓電纜制造分別按IEC600859執(zhí)行。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,5、SF6充氣套管與電纜終端筒,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,6、絕緣盆子,主要擔(dān)負(fù)主絕緣及氣體隔離作用，紅色代表氣隔絕緣子；綠色代表通氣絕緣子。分兩種類型：全絕緣盆和帶金屬圈盆。 帶金屬圈的盆式絕緣子由外金屬環(huán)和內(nèi)側(cè)

10、環(huán)氧樹脂絕緣件組成。裝配好之后僅金屬環(huán)受到兩側(cè)殼體的壓力，絕緣部分不受力，增強(qiáng)了連接的安全可靠性。 鋁環(huán)可以在局放測(cè)量和在線檢測(cè)時(shí)起到屏蔽外界干擾的作用。 由于直接使用金屬法蘭環(huán)與筒子連接，無(wú)需外裝接地板，節(jié)約了材料。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,7、GIS在線監(jiān)測(cè)裝置,每個(gè)氣室都安裝有SF6壓力指示和報(bào)警觸頭的SF6密度繼電器。密度繼電 器與開(kāi)關(guān)設(shè)備本體之間的連接方式應(yīng)滿足不拆卸校驗(yàn)密度繼電器的要求。 GIS設(shè)備底部安裝有SF6氣體泄漏監(jiān)測(cè)探頭和氧氣監(jiān)測(cè)探頭，達(dá)到動(dòng)作條件啟動(dòng)報(bào)警和強(qiáng)力通風(fēng)。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,8、GIS保護(hù)裝置,a.凈化裝置 凈化裝置結(jié)構(gòu)主要由過(guò)濾罐和吸附劑組成，常用的吸附劑有活

11、性炭、分子篩（合成沸石）、氧化鋁、硅膠等。 b.壓力釋放裝置 當(dāng)GIS內(nèi)部母線管或元件內(nèi)部等發(fā)生故障時(shí)，如不及時(shí)切除故障點(diǎn)，電弧能將外殼燒穿；如果電弧的能量使SF6氣體的壓力上升過(guò)高，還可造成外殼爆炸。,一、GIS設(shè)備簡(jiǎn)介,9、匯控柜LCP,匯控柜的主要作用是起監(jiān)視和控制作用。監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：氣體壓力監(jiān)視、氣體密度監(jiān)視、狀態(tài)監(jiān)視、故障監(jiān)視、控制等。在匯控柜的正面設(shè)置模擬母線、控制開(kāi)關(guān)、狀態(tài)指示器、故障指示器等。,。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,新訂貨斷路器應(yīng)優(yōu)先選用彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)（包括彈簧儲(chǔ)能液壓機(jī)構(gòu)）。 目前高壓斷路器基本上為三種機(jī)構(gòu)形式，彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于彈簧機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)維

12、護(hù)量小，液壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行較為平穩(wěn)而優(yōu)先選用，氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)由于存在操作介質(zhì)不潔造成閥體、管路等部件的生銹、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)壓縮機(jī)逆止閥使用壽命短等問(wèn)題而避免采用。 為防止機(jī)組并網(wǎng)斷路器單相異常導(dǎo)通造成機(jī)組非全相運(yùn)行，220kV及以下電壓等級(jí)機(jī)組并網(wǎng)的斷路器應(yīng)采用三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,絕緣裕度設(shè)計(jì)需充分考慮異物附著造成的電場(chǎng)畸變，不應(yīng)盲目追求設(shè)備的“小型化”。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,盡量避免盆式絕緣子水平布置，尤其是避免凹面朝上，重點(diǎn)是斷路器、隔離/接地開(kāi)關(guān)等具有插接式運(yùn)動(dòng)磨損部件的氣室下部，避免觸頭動(dòng)作產(chǎn)生的金屬屑造成運(yùn)行中的GIS放電。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,充氣口宜避開(kāi)絕緣件

13、位置，避免充氣口位置距絕緣件太近，充氣過(guò)程中帶入異物附著在絕緣件表面。,典型案例：某變電站1000kV GIS現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)中，發(fā)生一起盆式絕緣子沿面閃絡(luò)，分析原因?yàn)槌錃饪诰嚯x盆式絕緣子太近，導(dǎo)致充氣過(guò)程攜帶異物吸附在盆式絕緣子表面，進(jìn)而引發(fā)閃絡(luò)。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,吸附劑罩結(jié)構(gòu)應(yīng)合理設(shè)計(jì)，避免吸附劑顆粒脫落，材質(zhì)應(yīng)選用不銹鋼或其它高強(qiáng)度材料。,典型案例：2014年12月29日，某變電站330kV斷路器中吸附劑脫落導(dǎo)致斷路器內(nèi)部放電。斷路器吸附劑罩設(shè)計(jì)不合理，未有效將吸附劑包裝袋完全防護(hù)在內(nèi)，吸附劑罩只起到擋板作用，吸附劑顆粒脫落掉入罐體內(nèi)部，引起電場(chǎng)畸變，進(jìn)而發(fā)展成短路故障。,二、GIS

14、設(shè)備設(shè)計(jì)選型,分相設(shè)備應(yīng)按相配置密度繼電器，不應(yīng)共用密度繼電器，如分箱結(jié)構(gòu)的斷路器、母線室應(yīng)每相設(shè)置獨(dú)立的密度繼電器。 GIS 在內(nèi)部放電或開(kāi)斷故障電流時(shí)， SF6 氣體會(huì)產(chǎn)生多種分解產(chǎn)物，對(duì)采用三相連通共用一只密度繼電器的方式， 在發(fā)生單相故障時(shí)故障氣體會(huì)通過(guò)連接管路進(jìn)入其它兩相， 導(dǎo)致其它兩相也必須進(jìn)行試驗(yàn)或檢修，大大增加了現(xiàn)場(chǎng)氣體處理的工作量。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,電壓互感器、避雷器應(yīng)設(shè)置壓力釋放裝置，壓力釋放裝置噴口不能朝向巡視通道，必要時(shí)加裝噴口彎管。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,GIS在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)特別注意氣室的劃分，避免某處故障后劣化的 SF6氣體造成GIS的其它帶電部位的閃絡(luò)。

15、 對(duì)雙母線結(jié)構(gòu)的GIS，同一出線間隔的不同母線隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)各自設(shè)置獨(dú)立隔室。252kV及以上GIS母線隔離開(kāi)關(guān)不應(yīng)采用與母線共隔室的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 斷路器不應(yīng)與CT在一個(gè)氣室，斷路器應(yīng)獨(dú)立設(shè)置氣室，防止CT潮氣影響滅弧性能。 對(duì)于GIS中的氣室，特別是母線氣室，生產(chǎn)廠家從成本角度考慮減少隔離絕緣盆的使用，使GIS的部分氣室容積過(guò)大。500kV及以下GIS的單個(gè)主母線隔室的SF6氣體總量不宜超過(guò)300kg，應(yīng)確保最大氣室的氣體回收時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)。,一、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)及選型,1、由于斷路器氣室內(nèi)SF6氣體壓力的選擇要滿足滅弧和絕緣兩方面的要求，而其他電器元件內(nèi)SF6氣體壓力只需要考慮絕緣性能方面的要求

16、，兩種氣室的SF6氣壓不同，所以不能連為一體。 2、斷路器氣室內(nèi)SF6氣體在電弧高溫作用下可能分解成多種有腐蝕性和毒性的物質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上不連通就不會(huì)影響其他氣室的電器元件。 3、斷路器檢修的幾率比較高，氣室分開(kāi)后，要檢修斷路器時(shí)就不會(huì)影響到其它電氣的元件氣室，因而可縮小檢修范圍。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,為便于試驗(yàn)和檢修，GIS的母線和線路的避雷器和電壓互感器應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的隔離斷口； GIS中的避雷器、電壓互感器耐壓水平與GIS設(shè)備不一致，或者不能承受GIS 的交流電壓試驗(yàn)，如果設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有相應(yīng)的隔離刀閘或斷口，則必須在耐壓試驗(yàn)前 將其拆卸，對(duì)原部位進(jìn)行一定均壓處理后方可進(jìn)行GIS耐壓，耐壓通過(guò)后再

17、進(jìn)行 避雷器和電壓互感器安裝，這樣使得耐壓試驗(yàn)周期變得很長(zhǎng)，且現(xiàn)場(chǎng)處理的密封 面，對(duì)接面變多，不利于GIS內(nèi)部清潔度的控制。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,GIS配置伸縮節(jié)的位置和數(shù)量應(yīng)充分考慮安裝地點(diǎn)的氣候特點(diǎn)、基礎(chǔ)沉降、允許位移量和位移方向等因素。制造廠應(yīng)提供伸縮節(jié)的允許變化量和調(diào)節(jié)方法。 近年在長(zhǎng)母線GIS運(yùn)行過(guò)程中，多次出現(xiàn)溫度驟變后母線盆子處突發(fā)漏氣缺陷， 嚴(yán)重影響了電網(wǎng)安全。主要原因?yàn)樯炜s節(jié)設(shè)計(jì)不合理或安裝調(diào)試不當(dāng)，無(wú)法有效 補(bǔ)償溫度驟變時(shí)母線的伸縮量，導(dǎo)致母線對(duì)接面異常受力、變形。 各GIS生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的伸縮節(jié)型式各不相同，應(yīng)要求制造廠提供詳細(xì)的伸縮節(jié) 允許變化量和調(diào)節(jié)方法，并在安裝調(diào)

18、試階段嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行安裝和調(diào)整。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,機(jī)組并網(wǎng)斷路器宜在并網(wǎng)斷路器與主變側(cè)刀閘間裝設(shè)帶電顯示裝置，在并網(wǎng)操作時(shí)先合入母線側(cè)刀閘，確認(rèn)帶電顯示裝置顯示無(wú)電合入主變側(cè)刀閘，杜絕帶負(fù)荷合刀閘。 出線側(cè)刀閘設(shè)置帶電顯示裝置，確認(rèn)帶電顯示裝置顯示無(wú)電時(shí)合入出線側(cè)接地刀閘，杜絕帶電合地刀。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,SF6微水在線監(jiān)測(cè)裝置由于其安裝位置必須經(jīng)過(guò)管道，導(dǎo)致其測(cè)量的微水值不能準(zhǔn)確反映GIS罐體內(nèi)的實(shí)際值，測(cè)量誤差大。不建議配置SF6氣體在線監(jiān)測(cè)裝置。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,可以在GIS斷路器氣室內(nèi)置局放傳感器，但不建議配置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（不成熟），可以使用便攜式局放檢測(cè)

19、儀定期測(cè)量。 為防止盆式絕緣子老化和絕緣性能下降，GIS 可采用帶金屬法蘭的盆式絕緣子，為便于運(yùn)行中進(jìn)行特高頻局放檢測(cè)，盆式絕緣子預(yù)留澆筑口位置應(yīng)避開(kāi)障礙物，且蓋板采用非金屬材質(zhì)，避免開(kāi)展帶電檢測(cè)過(guò)程中多次打開(kāi)澆筑口蓋板造成螺絲松動(dòng)。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,室內(nèi)匯控柜防護(hù)等級(jí)不低于IP44，匯控柜內(nèi)應(yīng)有完善的驅(qū)潮防潮裝置，防止凝露造成二次設(shè)備損壞。加熱器電源和操作電源應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置。加熱器位置應(yīng)考慮與二次電纜保持一定的距離。 同一間隔內(nèi)多臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)電機(jī)電源分別設(shè)置獨(dú)立開(kāi)斷設(shè)備。隔離開(kāi)關(guān)電機(jī)回路應(yīng)設(shè)置失電閉鎖控制回路，防止一旦電機(jī)電源恢復(fù)，隔離開(kāi)關(guān)自行操作。 現(xiàn)場(chǎng)匯控柜本間隔遠(yuǎn)方就地鑰匙、軟件

20、解鎖鑰匙、電氣解鎖鑰匙不通用，各間隔同類功能鑰匙可通用。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,隔離開(kāi)關(guān)及接地開(kāi)關(guān)的控制一次元器件（接觸器）應(yīng)設(shè)計(jì)在刀閘機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，不應(yīng)設(shè)計(jì)在匯控柜內(nèi)，防止人員誤動(dòng)。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,為保障設(shè)備運(yùn)行、檢修時(shí)的安全，GIS出廠時(shí)應(yīng)對(duì)各隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱加裝機(jī)械閉鎖裝置。,二、GIS設(shè)備設(shè)計(jì)選型,本體應(yīng)多點(diǎn)接地，接地排應(yīng)直接連接到地網(wǎng)，并確保相連殼體間的良好通路，避免殼體感應(yīng)電壓過(guò)高及異常發(fā)熱威脅人身安全。 非金屬法蘭的盆式絕緣子跨接排、相間匯流排的電氣搭接面應(yīng)鍍銀，并采用可靠防腐措施和防松措施。 電壓互感器、避雷器、快速接地開(kāi)關(guān)應(yīng)采用專用接地線直接連接到地網(wǎng)，不應(yīng)通過(guò)外殼和支

21、架接地。 正常運(yùn)行時(shí)，特別是電力系統(tǒng)發(fā)生短路接地故障時(shí)，外殼上會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)電勢(shì)。為此要求所有金屬筒體之間要用銅排連接，并應(yīng)有多點(diǎn)與主接地網(wǎng)相連，以使感應(yīng)電勢(shì)不危及人身和設(shè)備（特別是控制保護(hù)回路設(shè)備）的安全。,二、GIS設(shè)備廠內(nèi)裝配,126kV及以上GIS用絕緣拉桿、絕緣盆子、支撐絕緣子在設(shè)備總裝前必須逐支進(jìn)行工頻耐壓和局放試驗(yàn)，252kV及以上GIS用盆式絕緣子還應(yīng)逐只進(jìn)行X光探傷檢測(cè)，252kV及以上瓷空心絕緣子應(yīng)逐支進(jìn)行超聲縱波探傷檢測(cè)，應(yīng)無(wú)裂縫、氣孔、夾雜等缺陷。要求在試驗(yàn)電壓下單個(gè)絕緣件的局部放電量不大于3pC。,典型案例：2010年5月6日，某變電站500kV HGIS發(fā)生隔離開(kāi)

22、關(guān)絕緣拉桿放電故障。把絕緣拉桿分割成六段，右側(cè)金屬端（傳動(dòng)側(cè)）與第四段切塊處有貫通性孔洞，與小孔連接，沿?zé)o紡布層的圓周方向呈現(xiàn)剝離狀態(tài)的褐色部分。由于制造廠未開(kāi)展絕緣拉桿逐支性能試驗(yàn)，未能發(fā)現(xiàn)絕緣拉桿的內(nèi)部缺陷。,二、GIS設(shè)備廠內(nèi)裝配,制造廠應(yīng)對(duì)GIS內(nèi)部的螺絲進(jìn)行反復(fù)擰卸，并徹底清潔螺孔內(nèi)的金屬物，避免其落入罐體內(nèi)發(fā)生放電。 應(yīng)嚴(yán)格清理安裝孔、工藝孔或屏蔽罩內(nèi)的異物。避免清理不徹底，經(jīng)過(guò)運(yùn)輸或運(yùn)行振動(dòng)掉落引發(fā)放電。 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)出廠試驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行不少于200次的機(jī)械操作試驗(yàn)，以保證觸頭充分磨合。200次操作完成后應(yīng)徹底清潔殼體內(nèi)部。,典型案例：2008年10月9日，某變電站75

23、0kV GIS斷路器因內(nèi)部金屬異物導(dǎo)致調(diào)試過(guò)程盆式絕緣子閃絡(luò)。原因?yàn)閿嗦菲鳈C(jī)械操作過(guò)程中傳動(dòng)桿劃傷產(chǎn)生金屬絲，被氣流吹到屏蔽罩內(nèi)側(cè)和盆式絕緣子表面引起電場(chǎng)畸變，造成閃絡(luò)。,對(duì)絕緣件的清理采用反復(fù)吸擦的方式，并用吸塵器的扁平吸嘴仔細(xì)清理絕緣件槽、孔和嵌件根部。對(duì)于空心絕緣件，應(yīng)設(shè)計(jì)并應(yīng)用內(nèi)壁清潔工裝，避免內(nèi)壁殘留異物引發(fā)放電。,二、GIS設(shè)備廠內(nèi)裝配,典型案例：2008年4月30日，某變電站550kV（HGIS）送電運(yùn)行5小時(shí)后，隔離開(kāi)關(guān)氣室發(fā)生放電。解體檢查發(fā)現(xiàn)其中絕緣拉桿內(nèi)壁已嚴(yán)重碳化，外表面大部分被電弧灼傷。絕緣拉桿兩頭斷裂，中間部位較完整。分析原因是絕緣拉桿內(nèi)壁附有異物，送電后異物在電場(chǎng)

24、的作用下移動(dòng)至高場(chǎng)強(qiáng)部位造成絕緣拉桿放電。,二、GIS設(shè)備廠內(nèi)裝配,典型案例：2014年12月10日，某變電站500kV GIS斷路器機(jī)構(gòu)拐臂軸承潤(rùn)滑油涂抹過(guò)量，操作時(shí)連同軸承磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)飛濺到絕緣支撐筒內(nèi)壁，導(dǎo)致閃絡(luò)。,GIS安裝調(diào)試嚴(yán)禁與土建施工同時(shí)進(jìn)行，嚴(yán)禁在灰塵飛揚(yáng)及空氣相對(duì)濕度大于80%的環(huán)境下進(jìn)行安裝，嚴(yán)禁在陰雨天氣條件下進(jìn)行戶外GIS設(shè)備的安裝工作。 GIS在戶外安裝時(shí)應(yīng)設(shè)置專用的防塵、防潮安裝棚，并用干燥空氣發(fā)生器補(bǔ)充干燥空氣以保持防塵棚內(nèi)微正壓。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,GIS槽鋼基礎(chǔ)制作：建議應(yīng)采用在混凝土里預(yù)埋鋼板，在上部焊接槽鋼的方式，可以保證槽鋼基礎(chǔ)整體高差滿足2-

25、3mm的要求。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,認(rèn)真做好GIS安裝圖與土建基礎(chǔ)圖的圖紙會(huì)審工作，防止基礎(chǔ)錯(cuò)位導(dǎo)致設(shè)備懸空下沉，法蘭連接處漏氣。,應(yīng)與廠家進(jìn)行溝通，GIS分支母線穿墻部分應(yīng)做好防腐工作，防止后期浸漬雨水后腐蝕減薄漏氣。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,進(jìn)行抽真空處理時(shí)，應(yīng)采用出口帶有電磁閥的真空處理設(shè)備，且在使用前應(yīng)檢查電磁閥動(dòng)作可靠，防止抽真空設(shè)備意外斷電造成真空泵油倒灌進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。并且在真空處理結(jié)束后應(yīng)檢查抽真空管的濾芯有無(wú)油漬。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,交接試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在交流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局放檢測(cè)。72.5363kV GIS 的交流耐壓值應(yīng)為出廠值的100%。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,

26、GIS的孔、蓋等打開(kāi)時(shí)，必須使用防塵罩進(jìn)行封蓋，保證GIS內(nèi)部的潔凈程度，不滿足安裝環(huán)境條件要求時(shí)不得安裝，避免為后續(xù)設(shè)備運(yùn)行留下重大隱患。,工器具定位放置,定期安排人員打掃地面衛(wèi)生,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,保證絕緣拉桿、盆式絕緣子、支持絕緣件的干燥和清潔，不得發(fā)生磕碰和劃傷，應(yīng)按制造廠技術(shù)規(guī)范要求嚴(yán)格控制其在空氣中的暴露時(shí)間。,氣室對(duì)接前，對(duì)筒壁、絕緣盆子進(jìn)行清潔，防止灰塵微粒積存,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,母線對(duì)接，尺寸必須調(diào)整對(duì)中，防止導(dǎo)體受力、磨損變形，現(xiàn)場(chǎng)安裝階段應(yīng)在外部對(duì)觸頭位置做好標(biāo)記，以便運(yùn)行階段紅外熱成像測(cè)溫,針對(duì)GIS設(shè)備的波形膨脹節(jié)，要求廠家在設(shè)備出廠前根據(jù)波形膨脹節(jié)的類型

27、和作用出具波形膨脹節(jié)的調(diào)整要求，在安裝階段進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)收，避免緊固錯(cuò)誤導(dǎo)致伸縮節(jié)失效，引起盆子拉裂漏氣以及罐體與支架焊接部位開(kāi)裂等情況。,二、GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝,二、GIS設(shè)備大小修,C類檢修：結(jié)合日常巡檢進(jìn)行,二、GIS設(shè)備大小修,B類檢修：結(jié)合調(diào)停停電進(jìn)行,二、GIS設(shè)備大小修,A類檢修：12年以上或根據(jù)廠家要求,鋁電公司范圍內(nèi)GIS由于各方面問(wèn)題造成母差保護(hù)動(dòng)作8起，其中斷路器和隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)缺陷造成故障分別3起，占比最高。 綜合分析，GIS安全運(yùn)行與廠家質(zhì)量80%有關(guān)，其他為安裝及后期維護(hù)有關(guān)。,二、GIS設(shè)備故障分析,鋁電公司范圍內(nèi)GIS由于各方面原因引起較為典型異常75起，其中氣室

28、漏氣故障占比最高達(dá)40%，說(shuō)明定期檢漏工作尤其重要，通過(guò)定期對(duì)比分析SF6壓力變化情況、手持式檢漏儀檢漏、定量分析儀檢測(cè)等手段進(jìn)行綜合判斷氣室漏氣情況。,二、GIS設(shè)備故障分析,GIS常見(jiàn)缺陷分類及原因分析,1、氣體泄漏-最為常見(jiàn)的缺陷 2、水分含量高 3、內(nèi)部放電 4、機(jī)構(gòu)故障 5、內(nèi)部元件故障,包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、避雷器、互感器、套管及母線等,較為常見(jiàn)的缺陷，包括了斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)故障，如液壓機(jī)構(gòu)的漏油、頻繁打壓等,內(nèi)部不清潔、運(yùn)輸或安裝過(guò)程中的意外碰撞以及絕緣件質(zhì)量低劣等都會(huì)引起內(nèi)部發(fā)生放電現(xiàn)象,斷路器滅弧室氣室：大修后：150L；運(yùn)行中：300L；其他氣室：大修后

29、：250L ；運(yùn)行中：500L,二、GIS設(shè)備故障分析,GIS 局部放電、缺陷產(chǎn)生的主要原因,導(dǎo)致內(nèi)部局放產(chǎn)生進(jìn)而發(fā)展為內(nèi)部閃絡(luò)、絕緣擊穿,二、GIS設(shè)備故障分析,舉例解析,原因分析：#2降壓變?cè)陂_(kāi)展定期工作時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓側(cè)C相電纜氣室SO2和H2S氣體含量超標(biāo)，進(jìn)行特高頻試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有輕微放電信號(hào)（放電幅值-58dbm），后經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)部帶電導(dǎo)體與觸頭間因接觸不良發(fā)生放電、發(fā)熱情況，發(fā)現(xiàn)處理及時(shí)避免一起事故發(fā)生。在開(kāi)展特高頻試驗(yàn)前必須進(jìn)行氣體分解產(chǎn)物測(cè)試工作，對(duì)氣體分解產(chǎn)物及特高頻試驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)存在問(wèn)題的，必須開(kāi)蓋解體檢查。,處理前圖譜,處理后圖譜,發(fā)熱部位,二、GIS設(shè)備故障分析,原因分析：

30、開(kāi)關(guān)氣室壓力下降，且有漏氣聲音，補(bǔ)氣的同時(shí)倒空母線做好間隔停運(yùn)準(zhǔn)備，因漏氣量較大，最低降至閉鎖值0.5MPa（額定0.6MPa），用母聯(lián)停運(yùn)該間隔。上海西電斷路器拐臂盒動(dòng)密封存在質(zhì)量缺陷，產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中，骨架油封的彈簧被擠出，從而破壞油封內(nèi)圈的密封造成漏氣，上海西電聯(lián)系油封生產(chǎn)廠家，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)，改進(jìn)了油封結(jié)構(gòu)，該問(wèn)題得到解決。處理此類漏氣故障時(shí)，必須戴好防毒面具，將氣瓶連接好，對(duì)氣室進(jìn)行補(bǔ)氣，將漏氣點(diǎn)排查出來(lái)后，處理漏氣點(diǎn)，如果需要停電檢修時(shí)，應(yīng)聯(lián)系運(yùn)行將漏氣間隔停電。,舉例解析,二、GIS設(shè)備故障分析,原因分析：母線側(cè)水平絕緣子上方設(shè)計(jì)母線側(cè)刀閘，合分過(guò)程中易產(chǎn)生金屬微粒，一定程度上運(yùn)

31、行工況惡化最終引起放電。要求廠家出廠前嚴(yán)格進(jìn)行200次機(jī)械分合試驗(yàn)，試驗(yàn)完畢后必須進(jìn)行全面清理。投入運(yùn)行后結(jié)合操作次數(shù)及定期試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估、檢查、清掃。目前趨勢(shì)是斷路器、隔離/接地開(kāi)關(guān)等運(yùn)動(dòng)部件氣室的盆式絕緣子盡量避免水平布置。,舉例解析,二、GIS設(shè)備故障分析,二、GIS設(shè)備故障分析,母線筒振動(dòng)大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，相關(guān)試驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)異常，如何進(jìn)行下一步檢查、處理？ 答：載流導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)力，會(huì)在構(gòu)架上產(chǎn)生電磁振動(dòng)，特別是大電流的主母線，正常為小幅高頻振動(dòng)，如振動(dòng)偏大則可能有如下原因： 1、槽鋼基礎(chǔ)不實(shí)，存在局部沉降，槽鋼高差控制超出廠家要求的標(biāo)準(zhǔn)。 2、現(xiàn)場(chǎng)安裝精度低，例如底腳螺栓未緊固

32、； 3、局部存在應(yīng)力未完全釋放，例如母線膨脹節(jié)未松開(kāi)。,GIS設(shè)備氣室內(nèi)部出現(xiàn)異常后，事故初期怎么能快速判斷故障氣室？答：在運(yùn)行過(guò)程中GIS母線發(fā)生故障，母差動(dòng)作，可采用如下方法判斷： 1、應(yīng)多派人以最快速度去配電室逐個(gè)觸摸母線氣室的溫度，或用熱成像儀測(cè)量，短時(shí)間內(nèi)故障氣室溫度會(huì)比較高，可以作為快速判斷故障氣室最好的依據(jù)； 2、使用SF6氣體分解產(chǎn)物分析儀最終確認(rèn)故障氣室。,二、GIS設(shè)備故障分析,GIS母線筒發(fā)熱原因及母線跨接排電流大的原因以及發(fā)熱處理？ 答：在導(dǎo)體電磁場(chǎng)的作用下，母線筒上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，為減小感應(yīng)電壓，必須保證整個(gè)GIS外殼連接形成一個(gè)良好的電氣回路，使外殼回路中產(chǎn)生環(huán)流。

33、如采用三相分箱母線，必須在三相外殼上采用短路排進(jìn)行短接并接地，一般在SF6套管處、斷路器處、主母線處。如采用鋁圈金屬絕緣盆子，鋼法蘭或螺栓連接不能構(gòu)成良好的電氣回路的，必須采用銅排或銅編織帶跨接，如果出現(xiàn)連接面過(guò)熱，可以考慮接觸電阻大的原因。,二、GIS設(shè)備故障分析,波紋管作用及如何進(jìn)行調(diào)整？-1、-2刀閘之間設(shè)計(jì)有波紋管，但實(shí)際全是固定死的，有無(wú)調(diào)節(jié)規(guī)范？ 答：波紋管按作用分：安裝誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償兩類。 溫度補(bǔ)償用波紋管在安裝完成后，應(yīng)松開(kāi)波紋管左側(cè)法蘭里側(cè)的四顆螺絲，按廠家要求調(diào)整一定活動(dòng)間隙。 安裝誤差補(bǔ)償用波紋管在安裝完成后按廠家要求鎖死，一般-1、-2母線刀閘之間的波紋管屬于安裝誤

34、差補(bǔ)償。,二、GIS設(shè)備故障分析,母線側(cè)-1與-2刀閘之間能否技改？如何技改？以確保在單條母線的母線側(cè)盆式絕緣子更換時(shí)不用兩條母線全停電？ 答：運(yùn)行中無(wú)法進(jìn)行技改，可以在訂貨時(shí)進(jìn)行要求，但由于需要在兩個(gè)刀閘氣室之間再增加一個(gè)氣室，對(duì)結(jié)構(gòu)改動(dòng)太大，一般廠家都不會(huì)同意。建議加強(qiáng)廠家監(jiān)造、安裝監(jiān)督、定期局放檢測(cè)工作。,二、GIS設(shè)備故障分析,GIS試驗(yàn)周期按照國(guó)標(biāo)基本較長(zhǎng)，很難保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，是否制定更高標(biāo)準(zhǔn)？ 答：GIS的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是維護(hù)工作量小，經(jīng)國(guó)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一旦安裝完成并試驗(yàn)合格投入運(yùn)行后，如果有故障大部分都會(huì)在1-5年內(nèi)暴露出來(lái)，之后會(huì)進(jìn)入一個(gè)很長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定期。由于GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)特殊性，像敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)那樣停電試驗(yàn)非常困難，除非發(fā)生故障或達(dá)到廠家要求的檢修標(biāo)準(zhǔn)才有必要進(jìn)行大修試驗(yàn)。建議加強(qiáng)狀態(tài)檢修及在線監(jiān)測(cè)工作。,二、GIS設(shè)備故障分析,10、母線側(cè)盆式絕緣子為水平安裝，長(zhǎng)時(shí)間刀閘合分操作后容易產(chǎn)生金屬屑，用不用清理？運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間后進(jìn)行清理？ 答: 我們應(yīng)嚴(yán)格要求廠家：“斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)出廠試驗(yàn)時(shí)