开关站--赵昕

1、220kV开关站以及倒闸操作开关站以及倒闸操作赵赵 昕昕 2014年年11月月29日日讲课内容讲课内容第一节第一节GISGIS的概述的概述第二节第二节GISGIS绝缘气体绝缘气体六氟化硫六氟化硫第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构第五节第五节 GISGIS设备的巡检设备的巡检第六节第六节小天都、冷竹关、拉拉山的小天都、冷竹关、拉拉山的GISGIS设备参数设备参数第七节第七节 冷竹关冷竹关GISGIS操作流程图（操作流程图（VISIOVISIO）第八节第八节 开关站倒闸操作实例复习开关站倒闸操作实例复习第一节第一节 GIS设备的概述设备的概述概

2、念： GIS（GAS INSULATED SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。第一节第一节

3、GIS设备的概述设备的概述厂家： GIS国外生产厂家主要有ABB、东芝、三菱、日立、西门子、阿尔斯通等，国内生产厂家有西开、沈高、平高等。 1.概述第二节第二节GIS绝缘气体绝缘气体六氟化硫六氟化硫电力系统和电气设备中常用气体作为绝缘介质气体绝缘要解决的问题主要是如何选择合适的绝缘距离以及如何提高气体间隙的击穿电压气体击穿电压与电场分布（均匀程度）、电压种类、气体状态有关理论至今很不完善，工程设计问题常借助于各种实验规律分析解决或直接由试验决定2.名词解释(1)电离（游离）： 原子在外界因素作用下，其电子受到激励摆脱原子核的约束而成为自由电子，这一现象称为电离 原子被分解成两种带电粒子电子和正

4、离子 使电子电离出来所需的最小能量称为电离能。（导电的必要条件是有可自由移动的带电粒子。通常情况下空气中的带点粒子含量约为500对/cm3） 产生： 1）撞击游离 2）光游离 3）热游离 4）金属表面游离：加热、强电场、撞击、光引起气体电离的主要因素（2）去游离： 游离的逆过程，其作用是使自由电子密度降低去游离的主要原因（1）电子热运动扩散（2）电子与其他气体分子结合成为负离子（3）电子与正离子复合3.空气气体击穿过程由于各种电离原因，空气中会含有少量自由电子。当空气中由于各种电离原因，空气中会含有少量自由电子。当空气中有电极形成的强电场时，电子在电场的作用下沿着电厂线相有电极形成的强电场时，

5、电子在电场的作用下沿着电厂线相反的反向加速运动。当电子动能达到临界值时，和空气中的反的反向加速运动。当电子动能达到临界值时，和空气中的气体分子相碰撞，由于之前提到的碰撞电离现象，会产生新气体分子相碰撞，由于之前提到的碰撞电离现象，会产生新的自由电子。新产生的电子在强电场的加速作用下继续碰撞，的自由电子。新产生的电子在强电场的加速作用下继续碰撞，产生越来越多的自由电子，形成所谓的产生越来越多的自由电子，形成所谓的“电子崩电子崩”。当电子。当电子崩现象产生的电离通道贯穿两正负电极，气隙被击穿，形成崩现象产生的电离通道贯穿两正负电极，气隙被击穿，形成电弧。电弧。电弧形成后，气隙温度很高，此时的电离（

6、游离）主要电弧形成后，气隙温度很高，此时的电离（游离）主要原因有之前的碰撞电离转为热电离，也就是高温下分子原因有之前的碰撞电离转为热电离，也就是高温下分子中电子的能量达到其电离能量，脱离分子束缚成为自由中电子的能量达到其电离能量，脱离分子束缚成为自由电子。电子。在游离过程发生的同时，去游离过程也在进行，通过自在游离过程发生的同时，去游离过程也在进行，通过自由电子的扩散、电子与正离子复合、与气体分子结合成由电子的扩散、电子与正离子复合、与气体分子结合成负离子，自由电子的浓度有降低的趋势。当游离作用大负离子，自由电子的浓度有降低的趋势。当游离作用大于去游离作用，电弧燃烧加剧；当去游离作用大于游离于

7、去游离作用，电弧燃烧加剧；当去游离作用大于游离作用，电弧燃烧减缓；当游离作用于去游离作用几乎相作用，电弧燃烧减缓；当游离作用于去游离作用几乎相等，电弧将会稳定燃烧。等，电弧将会稳定燃烧。4.六氟化硫气体绝缘性能六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍。那么，我们的问题是，为什么SF6气体有这么好的绝缘和灭弧性能？SF6是电负性气体，电负性是指分子或者原子吸附子电子，形是电负性气体，电负性是指分子或者原子吸附子电子，形成负离子的特性。而六氟化硫的电负性主要是由于氟元素最成负离子的特性。而六氟化硫的电负

8、性主要是由于氟元素最外层最外层有七个电子，容易吸收一个电子形成八个电子的外层最外层有七个电子，容易吸收一个电子形成八个电子的稳定结构。稳定结构。当自由电子与六氟化硫气体分子相结合，成为负离子后，由于形成的负离子质量比自由电子大得多，在电场的作用下加速困难，能量值很难达到气体碰撞电离所需的临界值，因而难以形成电弧，气隙也就不易被击穿。所以SF6气体才具有如此好的绝缘性能和灭弧性能。此外， SF6气体由于其特殊的正八面体结构，还具有分子热稳定性极强，溶解度较低的特性。第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置六氟化硫在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀的气体，气体密度6.139g/L

9、，其化学稳定性强，500-600不分解。 六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，被广泛应用于电器工业，如：断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。在电力工业中，SF6是一种重要的介质，它用作封闭式中、高压开关的灭弧和绝缘气体。第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置SF6气体泄漏检测报警系统是专门为了解决上述问题而设计的，系统是由两大模块构成，分别是操作控制屏、检测主机，可实时检测SF6、环境温湿度、氧气含量等，可以控制风机、空调等的开关等。系统自动记录各种报警数据与实时数据，并按照设定的方式控制风机等；能根据各种应用场合的具体要求进行灵活配置的智能型采集系统

10、；并可提供与远端通信装置的接口，实现遥控、遥测、遥信等功能。第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置地面和顶层都装有气体变送器，用来检测六氟化硫气体的泄露。第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置两站两站GISGIS设备设备SF6SF6气体泄漏报警系统气体泄漏报警系统冷竹关电站SF6气体泄漏报警系统主机老化已不能正常工作，整个系统处于瘫痪状态。小天都电站GIS设备SF6气体泄漏报警系统主机老化，目前基本能维持工作，有误报漏报警并且串口通讯有时出现不畅。鉴于

11、以上情况，计划2015年对冷竹关、小天都电站SF6气体泄漏报警系统进行改造。那么我们如何分辨自己有没有吸入六氟化硫呢？第三节第三节六氟化硫报警装置六氟化硫报警装置 六氟化硫是一种简单窒息剂。暴露在氧气含量19.5%的大气中会导致头晕、昏迷、口水增多、反应迟钝、反胃、呕吐、失去意识和死亡。暴露在氧气含量12% 的大气中会无任何先兆的失去知觉，并失去自我救护的能力。SF6经过高温拉弧放电的分解物氟化亚硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）、四氟化硫（SF4）、二氟化硫（SF2）等等也对人体有极大的损害。 此外，据可靠消息，六氟化硫泄露会使我们产生眼涩、胸闷、流鼻涕等初步症状。 所以出现上述情况，

12、大家还是不要过久地停留在GIS室内。 第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构根据安装地点分为户外式、户内式两种，我们电站采用的是户内式。第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构母线是三相共筒式第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构其余均采用分相式结构第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构根据元件操作气压的不同，分为各个气室，断路器是灭弧，要求压力大，而隔离开关只是切断电容电流，压力相对要小一些。出现故障时，也可对各个气室进行检修。第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构图为隔离开关分、合两种状态。第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构伸缩节第四节第四节GISGI

13、S设备的结构设备的结构机械分、合指示第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构机械闭锁第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构非全相保护连片第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构断路器的防合闭锁第四节第四节GISGIS设备的结构设备的结构汇控柜面板第五节第五节 GIS设备的巡视检查设备的巡视检查巡视检查是对运行中的GIS设备进行外观检查，主要检查设备有无异常情况，并做好记录，如有异常情况应按规定上报并处理。内容主要有：（1）断路器、隔离开关、接地开关及快速接地开关的位置指示正确，并与当时实际运行工况相符；（2）检查断路器和隔离开关的动作指示是否正常、记录其累计动作次数；（3）各种指

14、示灯、信号灯和带电监测装置的指示是否正常，控制开关的位置是否正确，控制柜内加热器的工作状态是否按规定投入和切除；（4）各种压力表和油位计的指示值是否正常；（5）避雷器的动作计数器指示值是否正常，在线检测渗漏电流指示值是否正常；（6）裸露在外的接线端子有无过热情况，汇控柜内有无异常现象；（7）可见的绝缘件有无老化、剥落、有无裂纹；（8）有无异常声音、异味；（9）设备的操动机构控制箱等的防护门、盖是否关严；第五节第五节 GIS设备的巡视检查设备的巡视检查（10）外壳、支架等有无锈蚀、损坏，瓷套有无开裂、破损或污秽情况，外壳漆膜是否有局部颜色加深或烧焦、起皮现象；（11）各类管道及阀门有无损伤、锈蚀

15、，阀门的开闭位置是否正确，管道的绝缘法兰与绝缘支架是否良好；（12）设备有无漏气（SF6气体、压缩空气）、漏油（液压油、电缆油）；（13）接地端子有无发热现象，接触是否完好，金属外壳的温度是否超过规定值；（14）压力释放装置有无异常，其释放出口有无障碍物；（15）GIS内的照明、通风和防火系统及各种监测装置是否正常、完好；（16）所有设备是否清洁，标志是否清晰、完善；（17）定期对压缩空气系统进行排水（或污）。第六节第六节 小天都、冷竹关、拉拉山电站小天都、冷竹关、拉拉山电站GIS设备的主要差异设备的主要差异1 1、GISGIS气室气室SF6SF6气体压力参数（气体压力参数（2020）（1）小

16、天都电站GIS气室SF6气体压力参数（20）002. 0项目参数参数一般气室断路器气室额定气压MPa0.5 0.020.6 0.02压力降低报警压力MPa0.450.55压力降低报警解除压力MPa 0.48 0.58压力降低闭锁压力(仅断路器) MPa0.5压力降低闭锁解除压力(仅断路器) MPa 0.53002. 0002. 0第六节第六节 小天都、冷竹关、拉拉山电站小天都、冷竹关、拉拉山电站GIS设备的主要差异设备的主要差异（2）冷竹关电站GIS气室SF6气体压力参数（20）序号额定操作压力（MPa）1.501操作压力低气压报警压力1.352操作压力低气压闭锁压力1.203额定SF6气压0

17、.504SF6低气压报警压力0.45第六节第六节 小天都、冷竹关、拉拉山电站小天都、冷竹关、拉拉山电站GIS设备的主要差异设备的主要差异（3）拉拉山电站GIS气室SF6气体压力参数（20）序号序号项项 目目参参 数数一般气室一般气室断路器气室断路器气室1额定气压0.40MPa0.50MPa2压力降低报警压力0.35MPa0.45MPa3压力降低闭锁压力0.40MPa第六节第六节 小天都、冷竹关、拉拉山电站小天都、冷竹关、拉拉山电站GIS设备的主要差异设备的主要差异2、GIS设备布置（1）小天都电站GIS设备为（型号ZF6-252）12个间隔，双母线设置，母线间通过联络开关进行母线连接。（2）冷

18、竹关电站GIS设备（型号ZF9-252）为7个间隔，单母线设置。（3）拉拉山电站GIS设备（型号ZF9-252）为6个间隔，单母线设置。第七节第七节 冷竹关冷竹关GISGIS操作流程图（操作流程图（VISIOVISIO）第七节第七节 冷竹关冷竹关GISGIS操作流程图（操作流程图（VISIOVISIO）第八节第八节 开关站倒闸操作实例复习开关站倒闸操作实例复习QUESTION: 小天都1、2母联络运行，小冷线冷备用，调压室21B带，51B正常备用，其他设备按正常运行方式运行。请问，现将小天都2B由2母经小冷线由冷临线并入系统运行，其余元件倒至1母，如何操作？第八节第八节 开关站倒闸操作实例复习开关站倒闸操作实例复习（1）大