550kV气体绝缘金属封闭组合电器及其应用

杨旭

摘要：应用六氟化硫绝缘性能好的特性，对避雷器（英为缩写为LA）、电压互感器（英为缩写为VT）、电流互感器（英为缩写为CT）、隔离开关（英为缩写为DS）、断路器（英为缩写为CB）等多种设施和分支母线以及主母线进行有机的组合，就是气体绝缘金属封闭开关设备，简称GIS。该设备可以使开关所占用的面积减少，除了出线套管以外，没有外露的带电体。

关键词：550kV;气体绝缘金属封闭组合电器;应用

处于气体绝缘金属封闭开关设备与常规敞开式开关设备之间的是气体绝缘金属封闭组合电器，英为缩写为HGIS，其主要是利用六氟化硫断路器作为中心设备，其气体绝缘开关包含了电流互感器、接地开关和隔离开关，其包含了设备自身（一次设备）与就地保护控制柜（二次设备）本身完善的开关回路系统，HGIS属于在常规变电站上发展起来的新的设计方案与新的思想，具有成本少、维护工作量小、维修工作量小、安装方便、操作方便、占用空间小等优势。在已有变电站的改造、扩建和新变电站建设工程之中有着广泛的应用。

一、GIS的主要特征

（一）安全程度高、抗电磁干扰和无线干扰的能力强

GIS所有的金属外壳都直接接地，有着强的抗电磁信号、抗无线电信号能力，稳定性好，安全性高，无需担忧绝缘材料的击穿性损毁与老化，可以很好的防止人员触电，有效的避免火灾隐患[1]。

（二）检修时间长，维护和运行的工作量小

因为六氟化硫气体在灭弧的过程之中让开断电弧所引发的烧伤小与弧触头磨损少，可以把其忽略掉，几乎无需检查和维修这个回路，其余设施都和外界环境相隔离，而常规敞开式设备会在很大程度上受到外界环境的影响，运行更加的稳定，降低了工作人员的维护量和检修了量，维修GIS的间隔时间比较长，通常会超过20年。

（三）安装和运输方便

GIS在密闭的外壳中封闭了母线、避雷器、互感器、接地开关、隔离开关以及断路器等不一样种类的设备，通常情况下，主要是利用多个或者整体的单元构成，安装和运输非常的方便，能够使现场的设备安装时间大大的缩短。

（四）有着紧凑的结构，占用空间小

利用GIS可以缩小变电站的规模，使建筑工程的投资成本降低，与对于比较密集、用地紧张、地皮价格高昂的地方有着非常重要的作用[2]。

二、HGIS的主要特征

HGIS是在GIS的基础上发展起来的，HGIS所使用的基本器件都是利用GIS所使用的器件构成，稳定性好、成熟程度高，能够和架空母线、避雷器以及敞开式电压互感器结合利用，具备成本小、抗污秽能力强以及占用空间少等优势。

三、HGIS在工程应用之中的特征

（一）经济性好，综合成本低

（1）利用一倍半短路器接线方法，与常规敞开式开关站相比，HGIS的现场作业量大约相当于其50%到60%，可以使安装成本减少，使安装工期缩短;（2）利用一倍半短路器接线方法，HGIS的架台结构件相当于常规敞开式开关站的85%，使构架件减少;（3）利用一倍半短路器接线方法，只需要利用12根空气绝缘套管就可以进行布置，对比常规敞开式开关站，可以节约大约一半的绝缘套管数量;（4）利用一倍半短路器接线方法，对比GIS，HGIS的价格更加的低廉，所占用的空间更小[3]。

（二）实用价值高

（1）可以非常灵活的扩建。不管使用一倍半断路器模块形式、两个断路器模块形式还是一个断路器模块形式，都能够把接口预留出来，拓展非常的方便;（2）维护方便，维护工作量少。对比常规敞开式开关站，HGIS的隔离开关等触头都在金属壳体中进行了封闭，减少了出现套管的数量，无需对触头外表面进行清除和维修，对瓷件进行清扫的工作量少，由此使维护工作量减少;（3）现场安装方便，安装时间少。根据施工现场的实际状况安装HGIS，而且实施了出厂试验，整体运送，可以降低现场安装的调试工作量，对比敞开站，因为HGIS每间隔就会配备一个控制柜，由此减少了控制电缆的数量，缩短了现场的安装时间;（4）故障影响范围小。利用最为合理的气体隔离（隔离开关和断路器是互相独立的气室）单元，在断路器两边对波纹管进行了设置，从而让检修更加的方便。可以利用隔离开关把故障断路器和系统相互隔离，在对断路器进行检修的时候，不会对母线和其它线路造成影响，不会因为局部故障而需要大面积的停电实施维修;（5）HGIS利用的是模块化设计方式，布置的时候非常的灵活和方便，能够应用于各类主接线，特别适合3/2CB形式的设计，直线连接有着紧凑的结构，设备所占用的空间小。

（三）稳定性好

因为SF6气体绝缘技术是HGIS所使用的主要技术，重要的器件都在封闭的金属壳之中进行了闭合，使暴露在外部的带电部分减少，即使是暴露在外部的器件故障率也不高，具有GIS抗震能力强、适应环境的能力强、运行稳定性好等优势，而且HGIS所使用的主要器件和GIS一样，相当的成熟。

四、HGIS的应用方向

（一）同步合闸设备

当操作系统的时候，因为能量的再次分配有可能会形成合闸过电压，然而，利用相位控制方式能够对过电压进行限制，利用智能化控制系统与稳定操作系统对设备进行同步合闸，给开关设备的重要部分断路器消除合闸电阻提供了可能性。与此同时，也使断路器灭弧式结构得到了简化，使零部件的数量减少，使电网系统的稳定性与安全性得到了提升[4]。

（二）在智能化技术和线检测技术之中的应用

新型HGIS具备自动检測与智能保护功能、实时处理和采集数据功能、与调度端进行数据通信、同步时间功能、记录时间顺序功能、连锁与就地操作功能等。

五、结束语

550KV的旧电站改造、扩建与新电站的建设工程越来越多，GIS具有很多优势，然而其成本却比较高，使其普及受到了限制。而HGIS可以更好的实现用户需求，更加地成熟和完善，已经逐渐成为550KV电站之中应用更加广泛的设备。

参考文献：

[1]吴治诚，马径坦，王国利， et al.工频局部放电试验与雷电冲击耐受试验对GIS内局部电场集中缺陷检测的有效性[J].高电压技术，2019，45（01）：209-214.

[2]陶风波，王帅，贾勇勇，et al.特高压气体绝缘金属封闭式组合电器的现场冲击耐压试验方法[J].高电压技术， 2018，44（12）：166-173.

[3]陈坤汉，张孝波，郑贵元，et al.基于特高频在线监测的GIS局部放电缺陷分析[J].电瓷避雷器， 2018， 286（06）：50-54.

[4]胡全义， 秘立鹏， 刘天奇， et al. 一起GIS设备漏气及现场交流耐压试验击穿故障分析[J].电工电气，2017（8）：43-46.

（作者单位：新景（沈阳）电力设备有限公司）