63～110kVSF6全封闭组合电器屋内配电装置

63～110kVSF6全封闭组合电器屋内配电装置GIS构造特点、显著优点及使用对象GIS构造特点：GIS是将断路器、隔离开关、负荷开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管、电缆连接装置、间隔汇控柜等按主接线要求组合在一起，而构成的成套配电装置，除汇控柜外，其余的母线、设备、器件均封闭在密闭的金属壳体内，用环氧树脂等绝缘材料浇注的绝缘子支撑，并充以SF6气体作为绝缘和断路器的灭弧介质。由此可见，全封闭组合电器由各个独立的标准元件组成，各元件间都可以通过法兰连接起来，故具有积木式的特点。由此对于不同的电气主接线，可以用各种元件组合成为不同的型式。SF6全封闭组合电器配电装置的显著特点及使用对象；其突出、不行比较的优势在于：占地面积小、运行牢靠、故障率低、检修周期长、受外界环境和气候的影响小、设计工作量小等，特别适用于受场地平面的限制的狭窄地区、深入负荷中心的生产装置区、重污秽地区、高海拔地区、高地震烈度地区。石油化工区域属于2级以上污秽环境，SF6全封闭组合电器安装在屋外，受污秽、腐蚀性气体SF6设备检修间。故承受屋内配电装置，GIS安装、运行、检修不受环境条件的影响，占用面积小，建筑物占总投资的比例很小。SF6物理、电气特性物理特性：SF6在通常状态下是一种无色、无味、无嗅、无毒、不燃、可压缩的液化惰性的气体，146.076.139kg/m3〔20C时〕，5.145.6C。它的分子构造是一个以硫原子为核心、6个氟原子处于顶端的正八方体，氟原子在各元素中电负性名列前茅，3.4eV。灭弧性能：在电弧过零的瞬间电极间的电子被呈电负性、吸附力极强的SF6分子吸附，加之SF6分子质量为电子质量的几十万倍，其移动缓慢，致使不能获得使电子再次冲击的速度，使得电弧熄灭。SF6100倍。绝缘性能：SF6在均匀电场及一样的温度和压力下的绝缘强度为空气的2.5倍，在三个大气压力下可与常压下的绝缘油相匹敌，所以说它是一种具有非凡的电绝缘性的物质。SF6绝缘与空气、绝缘油在性能上的比较见下表：比较工程绝缘强度

SF6绝缘与空气在性能上的比较表表SF6气体 空气2.5 1电弧时间常数介电常数电弧作用下的分解比重冷却性防音性

1/1001会生成有毒的分解物5.1比空气好比空气好

11无有害物1基准基准热稳定性热稳定性以下不发生材料的劣化变质－热损坏－SF6绝缘与绝缘油在性能上的比较表 表比较工程绝缘强度SF6气体31绝缘油〔基准值〕1介电常数在与固体组合的状况下<11电弧作用下的分解会生成有毒的分解物在电弧作用下分解；可能爆炸比重1/401着火点－140C热导率1/4.51防音性>11热稳定性以下105C以下热损坏不发生材料的劣化变质油本身发生劣化变质SF6SF6的方法大多承受单质硫与单质氟直接合成的工艺流程，合成的SF65S2F2、S4F4、S2F10、SOF2、SO2、HF、CF4、O2、N2等十几种杂质，经净化后SF6的纯度可达99.8SF6下：HF、CF4、SOF2、S2F2、SF4、SOF4、SO2、S2F10、S2F10O、Si(CH3)2F2的有毒的具有腐蚀性气体和固体分解物CuF2、AlF3粉末，它们的存在，不仅影响到电气设备的性能，而且危及设备运行检修人员的人身安全。因此，对其空气中的上述有毒有害物质的容许含量规定见下表：毒性气体及固体名称SF6SF4毒性气体及固体名称SF6SF4SOF4SOF2SO2SO2F2S2F10SiF4HFCS2CuF2容许含量〔TLY－TWA〕1000ppm0.1ppm2.5mg/m32.5mg/m32ppm5ppm0.025ppm0.5ppm3ppm10ppm2.5mg/m32.5mg/m3Si(CSi(C21mg/m3SF6气体中水分的危害：封闭的电器设备中的微量水分，可能影响电器设备的性能。微量水分是以水蒸气状态存在的，当温度下降时，水蒸气可能结露并附着在零件〔如电极、支撑件〕的外表上，从5000～7000K的4 2 22 电弧，此时，SF6气体分子往往以硫和氟的单离子状态存在，电弧熄灭时，绝大局部又快速复合成SF6分子，一小局部别子却形成SF、SOF、SF、4 2 22 2 2 2 解反响中间体，最终结果大多数都生成HF、SO，而SOHSO。生成的化合物都具有很强的腐蚀作用〔尤其是HF〕，能与大多数材料反响，当水分较多或凝露时，又快速与水化合生2 2 2 序号仪器名称123序号仪器名称123456789现场用水离子选择电极测定装置紫外及可见光光度计红外分光光度计气相色谱仪SF检测测漏仪6气体检测管〔HF、SO等〕2SF分解气测定装置6液体吸取型、固体吸附型和真空型成套采样装置名称指标空气与〔N2＋Q2〕四氟化碳≤0.05%≤0.05%名称指标空气与〔N2＋Q2〕四氟化碳≤0.05%≤0.05%水分酸度〔HF计〕可水解氟化物〔HF计〕矿物油≤8 ppm≤0.3 ppm≤1.0 ppm≤10 ppm纯度生物毒性试验≥99.8%无毒配电装置设计原则：依据电气主接线、避雷器装设数量和位置、进展预留间隔、确定GIS的间隔数，按进线、出线方式位置确定GIS各间隔的挨次及配电装置的平面布置。商。GIS成套组合电器不同于其它通用性较强电器设备，差异较大、技术含量高、产品共性化设计、技术总成和设计协调工作繁杂、供货周期长等，需要用户、设计、供货商三者之间亲热协作，逐步完善设计。在开展具体设计前后，应与供货商签订技术、商务合同。便于逐步完善具体设计、避开总成方案实施的困难或返工、误工，给工程质量带来隐患。供货商依据合同文本进展构造、机械安装设计，之后，向设计单位供给供给GIS布置方案、安装留孔埋件、建筑物要求等资料，同时就布置、技术方案进展修正。设计单位则依据供货商所供给的资料完成工程实施，上方。

GIS配电装置室尽可能独立设置；不宜设置在其它配电装置室、自动装置室、其它防止设施的GIS配电装置室不应有门窗直接与其它房间相通，与主掌握楼〔室〕等有人场所或运行维护检修人员常常出入的室内场所，在建筑物设置上应隔开，且不宜有管线直接贯穿，难以实施时则应对穿墙的管线实行隔离密封措施、对管口实施严密封堵。GIS3.5cm/kV考虑。伸缩节的设置：全封闭组合电器自身的需要，用于消退加工误差的调整，如两组母线隔离开关连接之间加伸缩节；全封闭组合电器与变压器套管直接连接之间、断口垂直布置的断路器与隔离开关之间加伸缩节，用于消退操作、运行、地震的振动的影响；在跨越土建构造伸缩缝处加伸缩节，防建筑物的不均匀下沉；全封闭组合电器根底为防止不均匀下沉而将根底分成假设干分缝块时，在根底分缝块处相邻元件之间加伸缩缝；在长引线母线套筒、主母线套筒较长时加伸缩节，以抵消由于热胀冷缩而引起的温度变形；63KV110KV电流互感器均为穿心式构造，二层绕组和铁芯一起用环氧树脂浇注，置于金属壳体并充以SF6气体，依据供货商的不同其次级绕组有3个和4个的不同，依据主接线的配置超过标准配置的次级绕组数时，应与供货商协调解决。不带抽头和中间抽头〔一次出端连接无选择〕的固定电流比。对于即要考虑进展预留又要满足计量精度要求时，应特别慎重对待。有的厂家可供给二次额定电流为1A0.5级计量精度的场合。63KV110KV电压互感器为电容式构造，可有效防止铁磁谐振过电压。63KV110KVGISGIS的指挥中心，也是与主掌握室连接的中枢，63KV与110KV承受三相机械联动。附装的接地开关按功能工作接地和快速接地两种。快速接地开关是GIS内部故障时的保护开关，在发生内部故障时，快速动作保护接地，迫使上一级保护断路器跳闸以消退故障。快速接地开关速接地〔合闸〕。GIS间隔按不同的功能分为假设干独立的封闭气隔，以防止SF6的大量泄漏致使整个GIS压力SF6〔温度补偿气压开关〕，通过密度继电器可以实现低压力报警、低压力闭锁或强跳、高压报警等信号。电气掌握柜〔也有称间隔汇控柜〕功能：断路器的现场分、合闸操作、保护发信等；隔离开关、接地开关的现场分合操作、发信等；防止电动、手力误操作的电气闭锁接线等；上述操作元件的关心开关接点、电流和电压互感器的抽头或出端、密度继电器的接点等的接线转接及端子排。隔离开关操作机构〔包含接地开关〕分为手力、电动、弹簧、气动方式。电动操作机构为交380V220V110V220V110V；电动操作机构也配置手力操动，手力操动与电动操动有电气连锁，用于防止误操作。电动掌握回路由连锁开关闭锁，220V220V110V。断路器的操作机构分为液压操作和压缩空气气动操作。压缩空气又分为单机供气和集中供气两种，当集中供气时，尚需配置供气设施。断路器的操作机构通常都配备有防跳装置、非同期闭锁保护装置、操作机构和SF6压力降低闭锁装置、防止慢合慢分装置。隔离开关假设不承受手力操动机构而承受其它方式时，操作电源应与断路器的操作机构取全都。GIS主要尺寸确实定：GIS般布置在下部，母线装置布置在上部，母线装置承受支架托起。屋内式假设选用水平布置的断路器、母线套筒布置在下部，断路器布置在上部；假设断路器选用垂直断口时，母线套筒布置在下部，则断路器落地布置在侧面。SF6全封闭组合电器的架空进出线套管带电体的最小安全净距〔A、B、C、D值〕应按放开式的规定，配电装置的布置尺寸主要是依据制造、安装、检修、试验、运行维护等共同要求确定，通常按以下几个方面校验：同一间隔内，相间不设维护通道，仅考虑50～250mm相间各元件拆装法兰螺栓的距离；不同间隔的相间外壳之间设置500～600mm维护通道。假设有操作机构时尚应满足组装、维护检修、操作的距离；同一间隔内同一相各元件的布置间距、拆装距离按供货商设置；操作机构、端子箱与间隔内的各元件的净距按供货商要求布置；63～110KV配电装置主要维护通道距离：搬运气体回收小车、试验设备要求的宽度900m；搬运母线套筒要求的宽度1400mm；当承受电缆进出线时，现场耐压试验需装设临时的SF6套管，带电体A1值〔63KV600mm、110KV900mm〕；屋内布置的配电装置，考虑到进展或有分期安装要求的，应在一端设置安装间，安装间的长度2～3个间隔的宽度。63KV110KVGIS间隔布置尺寸：由于供货商不同所供给的间隔构造尺寸相差较大，比方：有的63KV与110KV尺寸一样；有的分为一般构造和紧凑型构造；有的单母线与双母线一样；单母线双母线两侧电缆进出线；进出线另加其它设备〔避雷器、线路电压互感器〕；进线只配隔离开关、电压互感器、避雷器等。下面仅给出标准的间隔尺寸。110KV电压等级GIS间隔布置尺寸〔高HX长L〕mm 表6.9.7ZF-110ZF4-110ZF5-110HB7-110单母线电缆进出线(W=2200)(W=3000)3665X5500(W=1400)4200X6100(W=2200)3300X4500(W=2260)－(W=2600)3790X4000单母线套管进出线－3300X53003400X42005750X3200双母线电缆进出线3200X7500－4200X61003100X73003410X55053790X6100双母线套管进线3200X5500－－3500X57004038X43555750X4000双母线套管出线3200X7500－－3100X55003400X4355－110KVGISmm表进出线方式宽度单母线套管进线、电缆出线10000单母线套管进、出线11000单母线电缆进出线9000双母线电缆进出线11000双母线套管进线及局部电缆出线120236.10.7.通风设施GIS配电装置室内应具有良好的通风设施，通风设施应承受切换电源供电，当通风设施故障、电源消逝时应报警或发出预报信号，提示值班人员留意。通风设施按地面上部空间和地面下电缆沟、夹层等SF6沉积场所，上部空间为通常意义下的配电装置发热通风、标准要求的事故通风〔排烟〕和保障人身GIS地面下的通风设施则保证能把底部沉积的SF6量靠近底部。保证运行巡察、维护检修人员在进入该工作区域时，空气中氧含量不低于18％、SF6气体1000ppm。通风次数〔次/h〕计算：包括事故状况下的通风排气次数n1、n2；正常运行维护通风换气次数n3；配电装置发热通风所需要的换气次数n4。设计安装四者计算所得的最大值作为通风设施的设置依据。14次；0.5小时下8次。发生SF6泄漏事故后，配电装置室内含氧量按不应低于18％要求的换气次数n1：K0%＝21%〔V0－V1〕/V0第一次换气后室内的含氧量：K1%＝〔21%＋K0%〕/2其次次换气后室内的含氧量：K2%＝〔21%＋K1%〕/2i次换气后室内的含氧量：Ki%＝〔21%＋Ki-1%〕/21Kn%18%in。12SF6SF61000ppmn：2n V110B62AV MT0110VgV1 r0正常运行维护通风换气次数n3nV210B226223AMV2SF6V〔m3/h〕2g fV 2 8760r021％：为空气中的氧气含量18％：规定安全的空气中的含氧量gSF6气体重量〔kg〕0 r：20CSF气体的密度〔6.139kg/m30 0V：配电装置室内的体积〔m3〕01 VSF气体体积〔m31 2 6 VSFV〔m3/h2 6 f：SF6气体年总的泄漏率〔％〕A：通风的出风口装于组合电器上部时取1、位于下部时取2B：通风的出风口装于组合电器上部时取1、位于下部时取012T：发生泄漏事故后，允许进入配电装置室内的时间〔h〕，通常取0.25～1M：f100ppm12配电装置发热通风所需要的换气次数n4详见采通专业计算。由外壳不同部位引至汇控柜的金属管线、电缆屏蔽铠装层相接触时，其间便会有环流消灭。故，全封闭组合电器的外壳必需接地。目前接地方式大致有两种：一是金属外壳全链多点接地，存在的环流使外壳电位〔对地〕为零，环流所带来的损耗会使外壳发热从而影响导体的载流力量；二是金属外壳分段绝缘，每一绝缘段上设置一点接地，优点为〔每段外壳之间〕无环流，缺点为外壳上存在感应电压，且感应电压随着载流导体电流的增加而增加。SF6套管应与变压器接线套管、变压器本体绝缘；与汇控柜关联的金属油管线、气管线、电缆屏蔽铠装层、电气线路保护管等均承受一点接地，接地点应设置在汇控柜处；维护、检修金属平台、梯子应接地外，还应敷设占用接地线，以确保安全。全封闭组合电器的安全保护措施：当全封闭组合电器消灭内部故障时，电弧的消灭将使SF6气体压力骤升，假设不实行有效措施，SF6气体泄漏。通常承受的保护方法有两种：压力释放装置和内部故障电弧熄灭装置。SF6SF6气体排入另一气室，它虽对大气不造成污染，但有可能将故障扩大到另一正常气室。地，造成人工接地短路，从而迫使电弧熄灭，为使快速接地开关快速动作，在内部装设一套利用差动和选相保护装置；另一种方式是在壳体内部设光电管或光导纤维来反映内部故障，使快速接地开关接地。两种保护方式各有优缺点，前者动作时间较后者长，有可能在快速接地开关动作前外壳已被电弧烧穿，故在外壳防护上即要限制壳内压力上升，又要不致外壳烧穿，即使烧穿也应将事故限制在最小的范围内；后者动作速度快，但要求在每个气室内均装设检测压机，在外壳上开孔引线影响外壳的气密性，保护装置简单，目前较少承受。对于63KV小电流接地系统的单相单筒式全封闭组合电器，因电弧电流太小，不行能使SF6气体压力增大很多，承受防爆膜的意义不大，但为了熄灭电弧应设置快速接地开关。对用于63KV三相共筒式，电弧电流应按三相接地短路来选择保护装置，同时还要考虑单相接地的保护。快速接地开关时间的整定：t〔s〕为：t=t1+t1t10.12st1：0.5s对小电流接地系统的单相单筒式式全封闭组合电器动作时间t〔s〕为：t=t2+t2t2：保护给出接地信号时间，st2：时间间隔，s，依据运行需要定。过电压防护：组合电器的波阻抗较小，一般在60～120之间〔架空线路300～400〕。架空线路的波阻抗为Z1，组合电器的波阻抗为Z2，入侵波的电压为U0，入侵波从架空线路传入到组合电器