GIS组合电器概述

GIS组合电器概述

学习目标GIS组合电器基础理论知识【知识目标】1SF6组合电器特点234

目录CONTENTSSF6组合电器的发展概况GIS组合电器的分类GIS组合电器的结构SF6组合电器特点

01第一部分01SF6组合电器特点敞开式220KV设备场地敞开式设备场地01SF6组合电器特点典型一次接线图01SF6组合电器特点六氟化硫封闭式组合电器国际上称为“气体绝缘开关设备”（GaslnsulatedSwitchgear)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。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。01SF6组合电器特点01SF6组合电器特点KYN28A-12GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中。01SF6组合电器特点模拟图01SF6组合电器特点GIS一次接线图（主变——出线）FES:快速接地开关ES：接地开关DS：隔离开关LA：避雷器GCB：断路器PT：电压互感器CT：电流互感器01SF6组合电器特点注：GIS设备自20世纪60年代实用以来，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。（1100）GIS一次接线图（双母线出线）01SF6组合电器特点SF6组合电器优点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。1.小型化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。此外具有优良的抗地震性能。2.可靠性高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。3.安全性好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。对附近居民的影响也小。4.杜绝不利影响01SF6组合电器特点SF6组合电器优点由于实现小型化，可在工厂内进行整机装配和试验合格后，以单元或间隔的形式运达现场，因此可缩短现场安装工期，又能提高可靠性。（图1）5.安装周期短因其结构布局合理，灭弧系统先进，大大提高了产品的使用寿命，因此检修周期长，维修工作量小，而且由于小型化，离地面低，因此日常维护方便。6.维护方便城市变电站可建为室内式变电站，节约了大量用地。（图2）7.节约用地对变电站进行绿化美化工作，周边设置绿色屏障，建成后变电站的外观与周围环境相协调。（图3）8.美化工作01SF6组合电器特点图101SF6组合电器特点图2图3学习与思考课堂小测验SF6组合电器优点有哪些？SF6组合电器的发展概况

02第二部分02SF6组合电器的发展概况GIS制造技术在不断进步和发展，40多年来，各GIS生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标，在元件结构、组合形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究、开发。0102随着大容量单压式SF6断路器的研制成功和氧化锌避雷器的应用，GIS技术性能与参数已超过常规开关设备，并且使结构大大简化，可靠性大大提高，为GIS进一步小型化创造了十分有利的条件。02SF6组合电器的发展概况我国通过技术引进，消化吸收，目前已掌握500千伏GIS的设计制造。自主研发的1000千伏GIS（包括核心部件灭弧室和操动机构）将完全自主设计制造。如图：西开电气1100kVHGIS在荆门变电站0302SF6组合电器的发展概况近年来，气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在国内受到用户青眯，特别在经济发达地区、大都市、大型电力用户及水电工程。GIS的发展势头强劲，形成生产热点，国企、合企、民企一齐上，目前已经有许多企业生产GIS。据不完全统计，有西安西开高压电气股份有限公刮、平高集团、上海华通开关厂有限公司、西安高压电器研究所电器制造厂、泰开集团有限公司、正泰电气股份有限公司、上海西安高压电器研究所有限公司、如高高压电器有限公司。02SF6组合电器的发展概况平高一东芝高压开关有限公司、上海西门子高压开关有限公司、益和电气集团股份有限公司、上海平开华明高压开关有限公司、北京华东电气股份有限公司、厦门ABB华电高压开关有限公司、山东鲁能思翼帕瓦电机有限公司、维奥输配电(广州)有限公司、江苏现代南自电气有限公司、泰山恒信开关集团、湖北永鼎开关有限公司、阿海珐(Areva)集团、天水长城开关厂等。目前，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。02SF6组合电器的发展概况在这20多个生产厂家中，首先都生产126kVGIS。在生产550kvGIS厂家中，外企(合企)主要有ABB、Siemens、Areva、东芝、AEPawer等企业；国企主要有西开高压电气和新沈高。在2006年中国名牌产品中，西开高压电气和新沈高的“72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备”(GIS)被授予“中国名牌产品”。目前合企生产的GIS占国内市场相当人的份额，如占550kV断路器和GIS市场的80％，占252kV断路器和GIS市场的50％，占126kv断路器和GIS市场的30％。但随着国企实力的增强和民企的崛起，这种局面将会很快扭转。GIS组合电器的分类

03第三部分03GIS组合电器的分类按与其他设备连接方式分类架空出线方式电缆引出方式03GIS组合电器的分类母线筒出线端直接与主变压器对接03GIS组合电器的分类按安装地点方式分类户外式户内式03GIS组合电器的分类一般分类单相单筒式、三相共筒式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。单相单筒式GIS：是将各种高压电器的每一相放在各自独立的接地圆筒形外壳中，运行中不会出现相间短路故障，且带电部分采用同轴结构，电场分布均匀。缺点是钢外壳中感应电流引起的损耗大，外壳数量及密封面大，增加了漏气的可能，随着电压升高，GIS的占地面积和体积也会增加。03GIS组合电器的分类1.隔离开关2.电流互感器3.吸附剂4.断路器5.操动机构6.控制柜7.伸缩节单母线单相单筒式布置8.三相母线筒9.绝缘子10.导电杆11.电缆头12.电缆13.接地开关03GIS组合电器的分类一般分类单相单筒式、三相共筒式三相共筒式GIS：是将主回路元件的三相装在公共的接地外壳内，通过环氧树脂浇注绝缘子支撑和隔离。这种GIS结构紧凑，与单相封闭式GIS相比，一般可缩小占地面积40%以上。由于外壳数量少，故可大大节省材料，又由于密封点数和密封长度减少故漏气率低。此外，还可减少涡流损耗和现场安装维修工作量。三相共筒式比单相单筒式的总尺寸小，部件少，外壳损耗小，安装周期短。缺点是内部电场不均匀，相间影响大，易出现相间短路。三相共筒式已成为126~252kV电压等级的主要产品。03GIS组合电器的分类1.操动结构2.断路器3.绝缘子4.伸缩节5.导电杆6.触头双母线三相共筒式布置7.接地开关8.隔离开关9.电缆头10.电缆11.三相母线03GIS组合电器的分类按气室功能分类因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。按SF6气体压力分成气压高的断路器室，稍低压力的隔离开关、PT室、BL室、母线等。学习与思考课堂小测验GIS组合电器按安装地点方式分类？GIS组合电器的结构

04第四部分04GIS组合电器的结构SF6组合电器组成：断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器。附件包括：盆式绝缘子、伸缩节、SF6密度继电器、避雷器计数器、二次控制柜、电缆筒、接地铜牌、盆式绝缘子等。04GIS组合电器的结构断路器目前在GIS中广泛采用的SF6断路器是压气式断路器（单压式）这种断路器结构简单、安装方便、运行维护工作量少，正常工作压力一般为0.5～0.7Mpa，在寒冷地区使用时，解决了SF6气体的液化问题。它的行程较特别，预压缩行程较大，因而分闸时间和金属短接时间相对较长。单压式断路器的断口可以垂直布置，也可以水平布置。04GIS组合电器的结构04GIS组合电器的结构断路器总装04GIS组合电器的结构断路器水平布置图水平布置如图所示它的特点是两侧出线孔需支持在其他元件上。检修时，灭弧室由端盖方向抽出，因此没有起吊灭弧室时对空间高度的要求，但侧向要求有一定的宽度。1.均压电容器2.绝缘子3.储压缸4.操作箱5.吸附剂6.灭弧室7.绝缘拉杆8.出线孔04GIS组合电器的结构端口垂直布置的断路器断口垂直布置的断路器，如图所示，检修时灭弧室垂直向上吊出要求户内建筑有一定的起吊空间，但侧向空间距离比断口水平布置的断路器要小。1.均压电容器2.绝缘子3.储压缸4.操作箱5.吸附剂6.灭弧室7.绝缘拉杆8.出线孔04GIS组合电器的结构断路器操动结构弹簧操动机构是利用CT-27Ⅱ型弹簧操动机构，对手动储能的位置、合闸弹簧的储能指示进行了改进，增加了分、合闸指示。04GIS组合电器的结构1.防爆膜片2.密度继电器3.吸附剂4.外壳5.盆式绝缘子6.接地开关静触头7.主静触头8.旋转的绝缘杆9.动触头屏蔽罩10.操作系统11.动触头12.接地开关装配隔离开关、接地（快速）开关GIS所采用的隔离开关一般与接地开关组合成一个元件，如图所示，接地开关很少单独构成一个元件。04GIS组合电器的结构转角型隔离开关内部结构直线型隔离开关04GIS组合电器的结构隔离开关是单极机构电机驱动装置通过驱动联接装置操作三个极04GIS组合电器的结构快速接地开关B.用于预先绝缘隔离（例如架空线、电缆）之后，使系统元件接地和短路。它们可以快速动作（通过弹簧储能机构来完成），并且专门设计的触电系统可确保即使在与带电设备无意连接的情况下，导电通路也能可靠接地。接地开关04GIS组合电器的结构接地开关04GIS组合电器的结构隔离开关外部结构04GIS组合电器的结构隔离开关外部结构1.绝缘子2.筒体3.动触头4.静触头5.爆破片6.分子筛7.开关传动转装配8.绝缘拉杆9.线形接地开关04GIS组合电器的结构隔离开关隔离开关被封闭在金属壳体内，因它们的绝缘间隙不易被观察到，它的耐压强度完全依赖SF6气体的质量和压力。只有在规定的压力下，绝缘水平才能保证，因此，必须对气压进行持续的监视。在隔离开关的封闭金属外壳上，设置有窥视窗，以便观察隔离开关触头分开的位置。为了人身安全，检修时，必须在隔离开关两侧用适当的接地开关接地后方可操作。04GIS组合电器的结构04GIS组合电器的结构隔离开关D.隔离开关结构上可分为直动式和转动式两种，转动式可设置在90°转角处和直线回路中，由于动触头通过涡轮转动，所以结构复杂，检修不便；直动式宜布置在90°转角处，不能布置在直线回路中，其结构简单、检修方便，且分、合速度可达到较大值。04GIS组合电器的结构隔离开关E.为保证检修安全，在断路器的两侧和母线等处，都应装有手动或电动的接地开关。快速接地开关的作用：相当于接地短路，可就地和远距控制。停电回路的最先接地点。用来防止可能出现的带电误合接地造成封闭电器的损坏1利用快速接地开关来短路封闭电器内部的电弧，防止事故扩大。一般为分相操作，投入时间不小于接地飞弧后1s2下列情况需要装设快速接地开关04GIS组合电器的结构实训室图片04GIS组合电器的结构f.阀刀结构04GIS组合电器的结构f.阀刀结构04GIS组合电器的结构g.电动结构1.蜗轮2.蜗杆3.大齿轮4.小齿轮5.电机6.输出轴7.大锥齿轮8.小锥齿轮9.电磁锁10.手动摇把04GIS组合电器的结构g.电动结构1.蜗轮2.蜗杆3.大齿轮4.小齿轮5.电机6.分合闸弹簧7.输出轴8.油缓冲器9.大锥齿轮10.小锥齿轮11.电磁锁12.手动摇把04GIS组合电器的结构h.盆式绝缘子04GIS组合电器的结构盆式绝缘子结构图04GIS组合电器的结构盆式绝缘子结构图04GIS组合电器的结构盆式绝缘子示意图04GIS组合电器的结构作用固定母线及母线的插入式触头，从而达到气窒穿越。其要求；具有足够的机械强度。起到母线对地绝缘的作用，因此必须要有可靠绝缘水平。起密封作用。要求具有足够的气密封和承受压力的能力。特性盆式绝缘子（及支持绝缘子）是用环氧树脂制成，具有对发生短路故障时产生的电磁力，能够保持导体与外壳的安全净距的强度。出厂时加以100％的额定电压下不发生局部放电的考验。04GIS组合电器的结构电流互感器用于电力系统的电流测量和系统保护，采用一次穿心式结构。04GIS组合电器的结构实训室图片04GIS组合电器的结构电压互感器用于电力系统的电流测量和系统保护04GIS组合电器的结构实训室图片04GIS组合电器的结构出现套管用于该组合电器与架空线的连接，它通过一个连接筒与三相主回路相连。04GIS组合电器的结构实训室图片04GIS组合电器的结构电缆连接装置用于该组合电器进出线的连接04GIS组合电器的结构避雷器用于限制电力系统的过电压，实现过电压保护。04GIS组合电器的结构间隔汇控柜用于隔位主接线的模拟、主控室与隔位各元件的连接，实现隔位各元件的近控、远控及状态显示和电气测量等。04GIS组合电器的结构密度压力表为了监视GIS设备各气室SF