探讨GIS设备在电力系统中的应用及状态检修

（国网湖南省电力公司邵阳供电分公司，湖南 邵阳 422000）

探讨GIS设备在电力系统中的应用及状态检修

陈晓晖

（国网湖南省电力公司邵阳供电分公司，湖南 邵阳 422000）

GIS设备是一种气体绝缘全封闭组合开关高压电气集合设备，该种设备的绝缘介质是SF6气体，在我国经济水平的发展之下，电力负荷越来越大，人们对于供电质量与电网运行质量也提出了更高的要求，与传统设备相比而言，GIS设备有着体积小、运行周期长、安全性高、施工周期短的优势，本文主要分析GIS设备在电力系统中的应用及状态检修方式。

GIS设备；电力系统；应用；状态检修

在经济水平的发展之下，电力负荷也越来越大，广泛用户对于供电质量与电网运行可靠性也提出了比之以往更高的要求，但是，在各种因素的影响下，新建电源点是十分困难的，而将GIS设备应用在电力系统中对于提升整个系统运行的可靠性有着十分积极的意义。

1 GIS设备的特点分析

1.1 GIS设备的优点

GIS设备是一种气体绝缘全封闭组合开关高压电气集合设备，该种设备的绝缘介质是SF6气体，该种设备可以集齐断路器、快速接地开关、电压互感器、隔离开关、电缆终端、避雷器、母线、线套管于一体，能够形成一种成套性的系统，与传统电气设备相比而言，GIS设备有着如下的优势：

1.1.1 体积小

一般情况下，220kV GIS成套设备仅仅只有常规设备体积的40%，而110kV GIS设备面积则仅有常规设备的50%，与传统电气设备相比而言，GIS设备可以节约大量的面积，减少资金的投资量。

1.1.2 可靠性理想

GIS基本上不会受到周围环境的影响，该种设备的绝缘气体是SF6气体，器件则全部封闭于设备之中，这就能够将设备元器件与外界环境有效隔离来开，因此，不会受到烟雾与气体的影响。此外，此类设备外壳可以有效屏蔽电场与外界辐射对于内部元器件的影响，可以有效提升设备使用寿命，且不会受到噪声污染因素的影响。

1.1.3 施工周期短

与传统的设备相比而言，GIS设备中元器件大多数是能够通用的，器件的组装工作在普通的车间中即可完成，此外，GIS设备可以将元器件组装于一个运输单元之中，不需要到施工现场进行安装，这就可以有效减少工作人员的现场工作量。

1.1.4 安全性高

GIS设备的气体介质不会燃烧，防火性能理想，此外，SF6气体的灭弧性能十分的优越，可以有效提升系统运行的

可靠性，检修压力很小。

1.2 GIS设备的不足

1.2.1 故障定位困难

GIS设备需要封闭于气室之中，如果气室中的元器件出现故障，是很难发现的，这也给故障定位工作带来了一定的困难。

1.2.2 容易导致相邻器件出现故障

与传统设备相比而言，GIS设备中的元器件结构紧密，如果其中一个元器件出现故障，很容易导致周围元器件出现故障，扩大故障的范围，这也会影响GIS设备的运行工况。

1.2.3 检修时间长

GIS设备主要由隔离开关、断路器在车间之中组装而成，对于运行人员而言，GIS设备的结构复杂，难以拆卸，一旦出现故障，定位工作是很长的，也需要花费大量的时间进行检修。

2 GIS设备在电力系统中的应用分析

2.1 主接线选择方式

为了保障GIS设备在电力系统中运行的安全性与稳定性，需要为配电装置中设置好两个通道，其中一个通道负责运行巡视工作，另外一个通道设置在断路器侧即可。在主接线方式的选择上，需要使用双目分段接线模式与单母扥段接线模式，采取该种设置措施能够减轻故障对于母线的运行影响。

就现阶段来看，在将GIS设备应用在110kV与220kV变电站中时，多使用单母线分段接线模式，该种接线模式有着经济性高、设置方式简单的优势，如果110kV与220kV变电站具有6回与以上馈线，就需要使用双目分段接线，采用该种接线方式在检修起来较为简单，也有着便于实验、调度方便的优势。

2.2 GIS设备通风设计方式

按照我国相关标准的规定，对于GIS设备室中的SF6气体，需要将其体积分数控制在1000L/m3之内，将空气含氧量控制在18%以上，为了保证系统运行的安全性，就一定要在GIS设备室中安装好通风设备，一般情况下，通风设备通风体积需要控制为GIS设备空间体积的3到5倍。

国家相关标准对于室内热通风标准有着明确的规定，需要将出风口设置在GIS设备室顶部，但是由于GIS设备中绝缘气体的密度较大，常常分布在整个设备的底层之中，为了保障设备运行的安全性，就需要将出风口设置在底部，保障室内的换气效果。此外，采取该种方式还能够及时排除排除故障阶段下的SF6气体。

2.3 GIS设备室土建设计方式分析

对于GIS设备室土建设计，需要重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，与设备母线螺栓相连的垂直误差必须要控制在0.5mm之内，槽钢水平误差需要控制在2mm之内，这样才能够有效避免设备绝缘气体的泄露问题。除此之外，为了满足设备施工的实际要求，需要在设备室中预埋好地瞄钩。

第二，在安装设备时，需要将空气含尘量控制在0.1mg/m3，空气相对湿度控制在70%之内，为了满足具体的设计要求，设备室应该避免使用石灰墙面，减少门窗的使用，避免过多的灰尘接触到设备，保证空气湿度能够满足设备运行需求。

3 GIS设备的常见故障类型

3.1 气体泄露问题

GIS设备中SF6气体的泄露主要出现在设备阀门与密封面连接位置，这种问题主要由于加工质量不过关导致，这并非由单一环节导致，而是由于多个环节的共同作用，实践显示，设备使用时间越久，气体泄露问题的发生概率越高。

为了避免该种问题的发生，必须做好设备的日常巡检和密度继电器的监控工作，对于问题高发的气室，必须时还要利用红外成像检漏仪器进行检测，此外，检测人员还要对漏气规律进行全面的分析，总结出漏气发生规律，一旦发现气室中出现该种问题，就需要及时的排查安全隐患，保证系统运行的安全性。

3.2 设备内部放电问题

GIS设备内部放电问题也是影响设备运行有效性的重点问题，这一问题多是由于制作工艺质量问题导致，设备中绝缘子与金属杂质气泡都是引发放电问题的诱因。

3.3 开关操作故障

如果操作机构的内部齿轮出现问题，很容易导致开关出现操作故障。

4 GIS设备在电力系统中应用的状态检修方式

与常规设备相比而言，GIS设备有着运行安全以及体积小的优势，但是结构复杂，如果其中一个元件出现故障，就很可能引发一些严重的后果，为了保障系统运行的安全性，必须要做好GIS设备的状态检修工作。在开展检修工作时，需要综合考虑到设备的健康状态与运行状态，以此为基础来制定检修计划。

4.1 成套设备状态检修的应用

在传统模式下，对于设备的检修是存在诸多不足的，其中最为突出的表现就是检修频繁、检修盲目，为了提升检修质量，就必须要大范围推广GIS成套设备状态检修模式，该种方式是建立在整个设备健康状态与性能诊断的基础上，与传统检修方式相比而言有着如下的优势：

第一，安全性高。

采用GIS设备状态检修模式可以及时发现设备在运行过程中存在的潜在故障，为工作人员的检修工作提供科学的指导，这对于提升整个设备运行的安全性有着十分积极的意义。

第二，可用率理想。

采用GIS设备状态检修模式可以有效减少检修次数，避免由于强迫停运为电力系统带来不良影响，对于提升整个系统的可用率大有裨益。

第三，可以节约资金和时间。

GIS设备状态检修模式操作简单，能够节约大量的检修时间，还能够优化整个设备的运行年限。

4.2 常用检修方式分析

GIS设备的常用检修方式有单一分析法、综合分析法与在线监测法几种类型，其中，单一分析法主要应用在状态检修工作中，综合分析法能够根据设备状态信息与物理量来进行实施监测，因此，其应用范围更为广泛。

结语

在我国经济水平的发展之下，电力负荷越来越大，人们对于供电质量与电网运行质量也提出了更高的要求，在这一背景下，GIS设备在电力系统中开始得到了广泛的使用。与传统设备相比而言，GIS设备有着体积小、运行周期长、安全性高、施工周期短的优势，但是元器件类型也较为复杂，为了保障系统运行的安全性，必须要做好GIS设备的状态检修工作。

[1]熊浩,孙才新,杜鹏,代姚,王谦．基于物元理论的电力变压器状态综合评估[J]．重庆大学学报（自然科学版）,2006（10）．

[2]刘晓亭．水电机组运行设备状态检修的实施及关键技术（I）[J]． 湖北水力发电, 2003（04）．

[3]黄建华,全零三．变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展[J]．电力系统自动化, 2009（16）．

[4]廖瑞金,王谦,骆思佳,廖玉祥,孙才新．基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型[J]．电力系统自动化, 2008（03）．

[5]熊浩,孙才新,杜鹏,代姚,王谦．基于物元理论的电力变压器状态综合评估[J]．重庆大学学报（自然科学版）, 2006（10） ．

TM855

：A