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GIS 基础知识,目 录,GIS设备的特性,GIS设备的组成,GIS设备的运行维护,GIS设备故障及处理,特别事项,六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas lnsulated Switchgear)简称GIS. 它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。,一、GIS 设备的特性,1、GIS的概念,SF6 是一种诞生法国的人工合成惰性气体。纯净的SF6气体是无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性质稳定，属惰性气体。气体密度是空气密度的5.1倍。 SF6 气体在0.29Mpa压力时，绝缘强度与变压器油相当其,灭弧能力是空气的100倍，是目前应用最广泛的电气绝缘气体。 在断路器和GIS操作过程中，由于电弧、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会进行分解，它的分解物遇到水分后会变成腐蚀性电解质。尤其是有些高毒性分解物如SF4、S2F2、S2F10 、SOF2、HF和S02，它们会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡。,一、GIS 设备的特性,2、SF6的特性,小型化：因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。可靠性高：由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，大大提高了可靠性。安全性好：带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。4 杜绝对外部的不利影响：因带电部分以金属壳体封闭，对电磁和静电 实现屏蔽，噪音小，抗无线电干扰能力强。5 安装周期短 6 维护方便，检修周期长,一、GIS 设备的特性,3、GIS的特点,2022/12/27,6,3、,一次变电站 Primary S/S,二次变电站Secondary S/S,电动机,电 网 Power Line,变压器,变压器,发 电 厂 Power Plant,涡轮发电机组,锅炉,GIS,GIS,塔,GIS,12kV,GIS,变压器,GIS,用户Consumer,变压器,BOP,控制设备,塔,245kV,Up to 40.5kV,Up to 25.8kV,L/V,Up to 1100kV,变压器,一、GIS 设备的特性,4、GIS在电力系统中位置,2022/12/27,7,10KV中压,110KV高压,GIS,二、GIS 设备的组成,进线间隔,母联间隔,母设间隔,母设间隔,主变间隔,出线间隔,进线间隔,母联间隔,母设间隔,二、GIS 设备的组成,（1）根据安装地点可分为户外式和户内式两种。,二、GIS 设备的组成,GIS的结构,GIS一般可分为单相单筒式和三相共筒式两种形式。 110KV电压等级及母线可以做成三相共筒式，220KV及以上采用单相单筒式。,二、GIS 设备的组成,GIS的结构,GIS设备根据各个元件不同作用，分成若干个气室，其原则如下：,a.因SF6气体的压力不同，要求分为若干个气室。断路器在开断电流时，要求电弧迅速熄灭，因此要求SF6气体的压力要高。隔离开关切断的仅是电容电流，所以压力要低些。b.因GIS设备检修的需要，要分为若干个气室。由于元件与母线要连接起来，当某一元件发生故障时，要将该元件的SF6气体抽出来才能进行检修，分成若干气室能减小故障范围。,二、GIS 设备的组成,6、GIS的结构,为了监视GIS设备各气室SF6气体是否泄漏,根据各厂家设计不同装有压力表或密度计,密度计装有温度补偿装置,一般不受环境温度的影响。为防止SF6压力过高，超出正常压力，又装有防爆装置。,二、GIS 设备的组成,7、GIS的结构,根据我司技术规范：,Mpa/20,电压互感器,二、GIS 设备的组成,隔离接地开关,断路器,电流互感器,汇控柜,隔离接地开关,快速接地开关,电缆终端筒,二、GIS 设备的组成,1、 CB(Circuit Breakers),部件名称：断路器。英文简称：CB。主要功能：开断正常及非正常负荷。,二、GIS 设备的组成,1.1断路器执行机构（液压弹簧机构）,蝶形弹簧,分闸电磁铁,合闸电磁铁,油泵,1.1断路器执行机构（动作说明）,分闸：油泵启动后泵出高压油，分闸电磁铁动作后，换向阀右移，高压油路作用与工作活塞的顶部，使工作活塞下行至分闸位置；同时推动蝶形弹簧压缩，使弹簧储能完成，蝶形弹簧压缩使油路保持高压状态。,合闸：合闸电磁铁动作后，换向阀左移，使高压油路与工作活塞下方联通，因工作活塞下端比上端受力大，此时，工作活塞在压差的作用下上移，完成合闸动作。,部件名称：隔离开关。（三工位隔离接地开关）英文简称：DS。主要功能：主要开断无负荷回路条件下的电流。,DS,DS,ES,2、 DS（disconnecting Switch),二、GIS 设备的组成,部件名称：接地开关（三工位隔离接地开关）英文简称：ES主要功能：通常用与设备 维修时接地。,ES,DS,ES,3、 ES（Earthing Switch）,二、GIS 设备的组成,部件名称：快速接地开关。英文简称：HSGS。主要功能：线路发生故障时，短时闭合短路电流，避免电弧对结构的影响。,3、 HSGS（ High Speed Grounding Switch ）,二、GIS 设备的组成,部件名称：母线。英文简称：BUS。主要功能：通过导电连接件和GIS其它元件接通，满足不同的主接线方式来汇集分配传送电能。（类似于电缆）,BUS,二、GIS 设备的组成,4、母线,用途: 调节因温度引起的变化或组装误差。,二、GIS 设备的组成,5、波纹管（Bellow）,部件名称：电流互感器。英文简称：CT。主要作用：将高电流转换为低电流（一般为1-5A）对设备进行测量和保护。分类：1）测量用CT 2）保护用CT,二、GIS 设备的组成,6、CT(Current Transformer),部件名称：电压互感器。英文简称：PT or VT(Voltage Transformer)。主要作用：将高电压转 换成低电压（一般为 100V）对GIS进行测量和保护。分类：1）测量用PT 2）保护用PT,二、GIS 设备的组成,7、PT(Pofential Transformer),部件名称：避雷器。英文简称：LA。主要作用：将过电压限制在被保护设备的绝缘水平下，从而保护电力设备，有过电压时，迅速导通将电流释放到大地。,二、GIS 设备的组成,8、LA(Lightening Arrester),部件名称：电缆终端 。英文简称： C/H 。主要作用：和现场电缆连接部位,二、GIS 设备的组成,9、C/H(Cable-Head Tank),部件名称：汇控柜。英文简称： LCP柜。主要作用：运行及操作用的配电柜,二、GIS 设备的组成,10、LCP柜(Local Control Panel),三、GIS 设备的运行维护,（1）经常进入的户内SF6设备室，每班至少通风一次，换气15分钟；不经常出入的设备场所，在进入前应先通风15分钟。 （2）运行中GIS对于运行、维修人员易触及的部位，在正常情况下，其外壳及构架上的感应电压不应超过36V。其温升在运行人员易触及的部分不应超过30K；运行人员易触及但操作时不触及的部分不应超过40K；运行人员不易触及的个别部位不应超过65K。（3）SF6开关设备巡视检查，运行人员每天至少一次巡视SF6设备时，主要进行外观检查，设备有无异常，并作好记录。,1、运行的基本要求,三、GIS 设备的运行维护,控制屏信号（与实际工况相符，动作正确等） ；密度继电器指示；SA（避雷器）泄漏电流指示和动作次数；CB机构液压油位；断路器机构起动次数；断路器、隔离开关、接地开关的操作次数；外部接线端子有无过热情况。通风系统是否正常。其它（外观、异常声响等）；,2、巡视检查项目,三、GIS 设备的运行维护,ABB公司GIS维修计划日常运行检查；第一次停电检查（建议第二年）；第二次停电检查（建议第五年）；第三次停电检查（建议第八年）；解体检修（根据运行状态决定）；,3 、维护计划,四、GIS 设备的故障及处理,（1）制造厂家方面：制造车间清洁度差造成金属微粒、粉尘和其他杂物残留在GIS内部；装配的误差大造成元件摩擦产生金属粉末遗留在零件隐蔽部位；不遵守工艺规程造成零件错装、漏装现象；材料质量不合格。（2）安装方面：安装现场清洁度差，导致绝缘件受潮、被腐蚀，外部的尘埃、杂物侵入GIS内部；不遵守工艺规程造成零件错装、漏装现象；与其他工程交叉作业造成异物进入GIS内部。（3）源于过电压：在运行中，GIS可能受到雷电过电压、操作过电压等的作用。雷电过电压往往使绝缘水平较低的元件内部发生闪络或放电。隔离开关切合小电容电流引起的高频暂态过电压可能导致GIS对地（外壳）闪络。 上述原因会使GIS投入运行后，造成内部闪络、绝缘击穿、内部接地短路和导体过热等故障。根据目前国内GIS设备运行情况，盆式绝缘子和隔离开关造成故障的比率最高。,1、产生故障的原因,四、GIS 设备的故障及处理,洁净的内部构件,细心谨慎的安装,四、GIS 设备的故障及处理,1、常见故障及处理,GIS的常见故障可分为以下两大类。（1）与常规设备性质相同的故障，如断路器操动机构的故障等。（2）GIS的特有故障，如GIS绝缘系统的故障等。这类故障的重大故障率为0.1-0.2次/(所年)。一般认为，GIS的故障率比常规变电所低一个数量级，但GIS事故后的平均停电检修时间则比常规变电所长。 运行经验表明，GIS设备的故障多发生在新设备投入运行的一年之内，以后趋于平稳。,2022/12/27,34,SF6压力下降： 通过密度继电器的指示或报警系统，可以发现气室压力的下降。处理方法：报告检漏找漏点补气（用户）事故处理（ABB）分析原因机构液压油位下降： 通过观察操作机构的油位指示器，可以发现机构内部液压油的变化。处理方法：报告找漏点停电处理（ABB）分析原因（漏油严重时，应随时考虑停电处理）异常信号： 在出线异常信号情况下，分析原因（系统原因还是设备原因）处理消除故障。其它： 在出现异常情况或者无法判断的时候，及时联络厂商，分析原因并商解决方案，消除事故隐患！,四、GIS 设备的故障及处理,五、特别注意事项,解锁开关主要用于安装调试，当联锁条件不满足时也能够操作相应的开关设备。 注意：由于使用此开关解除所有的联锁关系，操作时一定要慎重！操作步骤：将就地/远方控制开关1打到“就地”位置；插入钥匙到解锁开关2，并用一只手将钥匙往顺时针方向转动30 ；用另外一只手按动需要操作的设备的按钮。操作完毕，拔出解锁开关的钥匙。 注意：设备送电运行后，应由专职人员妥善保管就地/远方控制开关和解锁开关的钥匙！,解锁开关的操作,