550GIS技术讲课课件

ZF8A-550

气体绝缘金属封闭

开关设备

ZF8-550型六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS)是应用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的新型金属封闭开关设备。

本开关设备为全三相分箱式结构，其组成元件包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆终端等一次电气设备和相应的二次控制、测量和监视装置。概

述主要特点

1、配置高可靠性的操动机构断路器：液压弹簧操动机构隔离开关：电动机机构故障关合接地开关：电动机弹簧机构检修用接地开关：电动机机构2、采用新结构增大导流能力优越的开断能力断路器采用自能灭弧室，双断口结构，每断口均有并联电容器，配用一台液压弹簧操动机构。由于采用了新型的灭弧室结构，灭弧室的分闸速度、喷口及压气缸等有关参数与通常的压气式灭弧室相比，作了进一步的优化设计，利用电弧的能量熄弧，因而进一步提高了灭弧室开断能力。高度的绝缘可靠性由于导体和绝缘件均封闭于接地金属外壳之内，这些部件均不受外界环境影响，其性能长期不会发生老化，从而保证了高度绝缘可靠性。GIS的缺点：

由于SF6气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致GIS内部闪络故障。

GIS设备的内部闪络故障通常发生在安装或大修后投入运行的一年内。根据运行经验，隔离开关和盆型绝缘子的故障率最高。在运行的第一年里，运行人员要加强日常的巡视检查工作，特别是对隔离开关的巡视，在巡查中主要留意SF6气体压力的变化，是否有异常的声音（音质特性的变化、持续时间的差异）、发热和异常气味、生锈等现象。如果GIS有异常情况，必须及时对有怀疑的设备进行检测。额定电压:550kV；额定电流：4000A；额定频率：50Hz；额定短时耐受电流：63kA;额定峰值耐受电流：160/171kA;额定短路持续时间:3s;断路器主要技术参数SF6气体额定压力（20℃）：断路器0.50MPa其它气室0.40MPa六氟化硫气体年漏气率:≤0.5%;六氟化硫气体水分含量:断路器气室≤150ppm(v);其它气室≤250ppm(v)机械寿命5000次;六氟化硫气体零表压下五分钟工频耐受电压（对地）364kV;在1.1倍最高电压下晴天夜晚无可见电晕;在1.1倍最高电压下无线电干扰水平≤500μV；辅助回路防护等级IP54。主要技术指标断路器铭牌

GIS操作次数GIS气体压力说明断路器

卧式双断口,采用垂直采用压气式灭弧结构以SF6作为灭弧介质CYA4液压操动机构，可靠性高水分及燃弧而产生的六氟化硫气体的分解物，由吸附剂所吸收。ZF8-550型550kVGIS用隔离开关GL型呈直线形，垂直安装。两种隔离开关可组合进一台或两台接地开关，使GIS布置时更加紧凑、随意、多变。具有切合容性、感性小电流，切合母线转移电流的能力。可三相机械联动，也可单相操动隔离开关隔离开关

隔离开关、接地开关、快速接地开关隔离开关开合母线充电电流2A隔离开关开合母线转换电流1600A快速接地开关开合电磁感应电流500A/50KV开合静电感应电流50A/50KV隔离开关参数额定频率50Hz。额定电压550kV。额定电流3150，4000A。额定短时耐受电流（3s）50，63kA。额定SF6气体压力0.40MPa。操动机构型式电动。控制电压（DC）220V/110V。隔离开关、接地开关的操作隔离开关、接地开关都是采取三相机械联动操作，由连杆把A、B、C三相隔离开关、接地开关连接起来，由操动机构带动连杆进行分、合操作。

接地开关ES装附于隔离开关DS上,每组DS上可附带一组或二组ES/FES接地开关壳体与GIS壳体之间具有绝缘隔板，拆开接地线后，可用于主回路电阻的测量，断路器机械特性等的检测。三相共用一台操动机构实现三相机械联动接地开关

快速接地开关FES装附于DS上,每组DS上可附带一组或二组ES/FESFES具有关合短路电流的能力，具有开合感应电流的能力。每相配用一台操动机构，三相采用电气联动。

快速接地开关接地开关JWG6-550（I）型接地开关是检修用接地开关，配用CJG2型电动机构；接地开关作为检修时的安全保护装置，接地开关壳体与GIS壳体间设有绝缘板，解开它们与GIS的接地线时，即可进行主回路电阻的检测。为了防止误操作，接地开关、故障关合接地开关和相关的接地开关、故障关合接地开关及隔离开关间联锁。快速接地开关

JWG6-550（II）型接地开关是故障关合接地开关，配用CTG2型电动弹簧操作机构，分相操作。故障关合接地开关装在线路出口端具有关合短路电流和切合感应电流的能力。故障关合接地开关的壳体与GIS壳体间设有绝缘板，解开它们与GIS的接地线时，即可进行主回路电阻的检测。为了防止误操作，接地开关、故障关合接地开关和相关的接地开关、故障关合接地开关及隔离开关间联锁。

接地开关参数额定频率50Hz。额定电压550kV。额定短时耐受电流(3s)63kA。额定峰值耐受电流160kA。额定短路关合电流(峰值)160kA(仅对故障关合接地开关)。额定雷电冲击耐受电压(峰值)1550kV。额定操作冲击耐受电压(峰值)1175kV。额定短时工频耐受电压(有效值)680kV。额定SF6气体压力0.40MPa。控制及辅助回路额定电源电压DC110，220V；AC220，380V。快速接地开关（分相操作）快速接地开关分合闸指示隔离开关主母线及分支母线

采用分相式结构采用高导电率的管状铝材作为通流导体采用表带触头或梅花触头连接插入式触头结构，吸收各种误差采用铝制壳体，无涡流损耗

插入式触头结构防晕罩连接头基本元件介绍该产品CB为卧式双断口，有并联电容器,可带合闸电阻或不装合闸电阻，水平或垂直出线。以SF6作为灭弧介质，采用压气式灭弧结构，配以合理的喷口形状和合理的电场设计，喷口上游区结构独特，有效利用了触头堵塞效应，从而具有开断67kA短路电流的能力及失步开断、近区故障开断等特殊开断的能力，且开断容性电流时不会产生重燃和重击穿，开断感性电流时不会产生过高的过电压1.罐式六氟化硫断路器

断路器及操作机构开断电流63kA、额定电流4000A触头采用整体自力型触头弧触头采用整体烧结的铜钨触头绝缘拉杆采用真空浸胶管机械强度高，进口欧洲喷口选用进口材料可带合闸电阻，选用英国摩根公司电阻片安全可靠断口并联陶瓷电容器体积小、电气性能优良液压弹簧操动机构模块化设计结构简单。防慢分可靠可靠性高弹簧储能断路器操作机构液压机构主要技术参数额定油压530bar合分一次贮能时间55sec零表压至油泵自动停止贮能时间135sec电机功率1100W/相电机起动电流40A电机工作电流7A电压变化范围85%~100%HMB8.3液压操动机构外形液压操动机构内部结构断路器操作机构断路器液压储能机构断路器液压机构油位观察孔断路器分合闸指示储能观察孔SF6套管瓷套采用大小伞结构，瓷套外绝缘具有耐受Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级污秽等级的能力，耐污秽能力强。瓷套内屏蔽设计先进，使瓷套直径较小、且重量轻、抗震能力强度。套管还有复合套管可以选择。

带金属圈的盆式绝缘子由外金属环和内侧环氧树脂绝缘件组成。装配好之后仅金属环受到两侧壳体的压力，绝缘部分不受力，增强了连接的安全可靠性。铝环可以在局放测量和在线检测时起到屏蔽外界干扰的作用。由于直接使用金属法兰环与筒子连接，无需外装接地板，节约了材料。而且不再需要户外贴，直接在法兰面油漆，简化壳体结构,节省制造、装配工序，产品外形美观。环氧树脂浇注盆式绝缘子用于支持带电导体，并用作与相邻气室的隔离。盆式绝缘子每间隔可分为断路器隔室、隔接组合隔室、主母线隔室、分母线及套管隔室、电压互感器隔室和避雷器隔室。在GIS设备的每个气室里，都装有进行六氟化硫气体充放的接头、检测气室内六氟化硫气体的压力表和密度继电器，以及防止气体压力过高的防爆膜。支持带电导体，并用作与相邻气室的隔离。为了准确监测六氟化硫气体密度，每个隔室均装有六氟化硫气体密度继电器，并直接和罐体相连。气体隔室电流互感器电压互感器电压互感器为封闭式结构,采用SF6气体绝缘，垂直安装。电压互感器避雷器避雷器为封闭式结构,采用SF6气体绝缘，可垂直安装。避雷器参数避雷器结构原理

罐式氧化锌避雷器主要由罐体、盆式绝缘子、安装底座及芯体等部分组成，芯体是由氧化锌电阻片作为主要元件，它具有良好的伏安特性和较大的通流容量，在正常运行电压下，氧化锌电阻片呈现出极高的电阻，使流过避雷器的电流只有微安级，因此省去了传统的碳化硅避雷器不可缺少的灭弧间隙，使避雷器的结构大为简化；当系统出现危害电器设备绝缘的大气过电压或操作过电压时，氧化锌电阻片呈现低电阻，使避雷器的残压被限制在允许值以下，并且吸收过电压能量，从而对电力设备提供可靠的保护。

避雷器芯体密封在金属罐体内，罐内充有一定表压的六氟化硫（SF6）气体。在避雷器附属箱上部安装着放电计数器，可在运行中记录避雷器的动作次数。波纹管

为了防止由于热胀冷缩和安装误差或基础形变造成设备损坏，常在母线之间配置波纹管。在GIS与外界振动源直接相连时，为了吸收振动，也常配置波纹管。安装时请注意，波纹管轴向可调整范围为±15mm，临时可调整范围为±25mm；波纹管径向可调整范围为±3mm。避雷器PT神万II线线路侧快速接地开关线路隔离开关连接管支持架试验盖板带电指示CT防慢分机构说明防慢分机构断路器装设有粒子搜集装置，可有效的避免粒子对产品绝缘产生的危害。500KVGIS平面布置图神万II线#2主变神万I线#1主变#01启备变#1主变/神万I线5011/5012/5013/I母PT/II母PT#2主变、神万II线5021/5022/5023#01启备变汇控柜

汇控柜

汇控柜紧靠各间隔安装，柜内有就地控制、指示、报警和保护等所需的各种元件。断路器以及协同工作的隔离开关、接地开关，其就地控制、指示和监视集中在一个柜中。安装和检修GIS设备时，可以在就地柜内进行操作，运行时则由运行人员在控制室中进行操作。此柜由型钢构架，薄钢板及正门构成。就地控制柜（LCP）是对GIS进行现场监视与控制的集中控制屏。也是GIS间隔内外各元件以及GIS与主控室之间电气联络的集中端子箱。CB是断路器DS是隔离开关FES是快速接地开关ES是检修接地开关CB、DS、FES（ES）的操作开关是自复式转换开关，供现场操作用，正常不用。

GIS的就地控制柜一般具有就地操作、信号传输、保护和中继等功能，具体内容如下：1）实施CB，DS，ES（FES）的就地操作。2）监视GIS各元件的位置状态。3）监视GIS各气室SF6气体密度及操作介质压力是否处于正常状态。4）实现CB电气防跳功能。5）实现CB非全相保护跳闸功能。6）实现GIS间隔之间的元件以及GIS间隔内元件的电气联锁。7）作为GIS各元件之间及GIS与主控室之间的中继端子箱，接收或发送信号。8）显示一次主结线形式及运行状态。9）监视控制回路电源是否正常，并通过电源开关、熔断器、保护开关，对LCP及GIS的二次控制，测量和保护元件起保护作用。汇控柜的主要功能

汇控柜介绍：1）单线模拟图，带有对断路器、隔离开关和接地开关进行电气操作的控制开关，以及由辅助开关提供的所有元件的状态指示。（2）带有指示灯的音响报警信号，作为六氟化硫气体密度、液压系统和辅助电源的监视。（3）“就地/远方”转换开关。（4）在维修和/或试验期间，退出联锁用的带钥匙开关。（5）接触器，时间继电器等，皆安装在导轨型支架上。（6）连接至GIS各个元件、控制室和辅助电源的端子排或多级插头。（7）内置照明灯、安全遮板、防凝露加热器等。（8）具有防止高频干扰的多芯电缆（EMC）引入线。汇控柜主接线形式及运行状态控制开关说明控制开关带有锁，要钥匙才能打开合并单元控制智能化GIS运行状态的在线监测1）电子电压互感器。2）断路器实时监测。3）SF6气体智能监测。以计算机为主的保护测量系统该产品可采用智能化、数字化控制方式，取代原有的电磁式继电器控制，并且通过组态软件实现连锁，其功能灵活、便捷、可靠。启备变断路器5001第二串断路器5023、5022、5021第一串断路器5011、5012、5013CTI母PTI母避雷器气室连接头断路器CT盆式绝缘子CT接地开关隔离开关断路器断路器液压站断路器液压连杆气室接口连接杆隔离开关执行机构母线避雷器01启备变第二串501350125011CBACBA#01启备变进线间隔PT避雷器断路器CT1）断路器处于合闸状态，其两侧的隔离开关不允许进行合闸操作；2）断路器两侧任一隔离开关处于合闸位置时，该断路器两侧的接地开关不允许进行合闸操作；3）进出线带电时，进出线处的隔离开关不允许进行分合闸操作，接地开关也不允许进行合闸操作；4）进出线处的隔离开关处于合闸位置时，接地开关不允许进行合闸操作；5）与进出线处的隔离开关相邻的任一断路器处于合闸状态时，该进出线处的隔离开关不允许进行分合闸操作；

电气联锁母线侧任一隔离开关处于合闸状态时，该母线的接地开关不允许进行分合闸操作；电压互感器侧隔离开关处于合闸状态时，电压互感器侧接地开关不允许进行合闸操作。母线上的快速接地开关的操作，只有在连接到母线上的所有隔离开关都处于打开的情况下才允许合闸，而这些隔离开关亦只有在连接到母线上的快速接地开关是打开的情况下才允许合上。在母线检修时只有母线快速接地开关合上，才允许母线检修接地开关的分、合操作。母线快速接地开关的联锁断路器、隔离开关、接地开关操作的注意事项操作断路器、隔离开关、接地开关时，每项操作应间隔10s以上，以免处于中间状态，联锁失灵。低压力闭锁1）当各气室内的六氟化硫气体密度已降至规定的最小运行密度时，应发出报警，并实现闭锁；2）当断路器液压弹簧操动机构的液压油压力降至闭锁压力时，断路器应实现闭锁,并发出闭锁信号。电气编码锁所有隔离开关和接地开关都有“运行”和“维护保养”位置供加电气编码锁。只有把锁除去，手动操作的手柄才能插入。在隔离开关和电动机操作的接地开关的手动操作期间，以及当电气编码锁设定在“维护保养”位置时，电机的控制回路是被断开的。手动操作接地开关还在操作手柄上装设了机械联锁。

GIS日常巡视项目：1）断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关的位置指示器是否正常；2）断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关的闭锁位置是否正常；3）各种指示灯、信号灯的指示是否正常，加热器是否按规定投入或切除；4）隔离开关、接地开关从窥视孔中检查其触头接触是否正常；5）密度计、压力表的指示值是否正常；6）断路器、避雷器的指示动作次数是否正常；7）裸露在外面的母线，其温度钠的指示是否正常；8）二次端子有没有发热现象。保险丝、熔断器的指示是否正常；9）在GIS设备附近有无异味、异声；

10）设备有没有漏气、漏油的现象；11）所有阀门的开、闭位置是否正常，金属支架有无锈蚀；有无发热现象；12）可见的绝缘件有没有老化、剥落，有无裂纹的现象；13）所有金属支架和保护罩、外壳有没有油漆剥落的情况；14）六氟化硫气体的分解物有没有泄漏；15）接地端子有没有发热现象，金属外壳的温度是否超过规定值；16）所有设备的防护门是否关严，密封；17）所有照明、通风设备、防火器具是否完好；18）所有设备是否清洁，齐整，标志完善；19）室内应保持清洁。

外壳表面温升允许值六氟化硫气体的管理（1）新六氟化硫气体的管理新的六氟化硫气体运到电厂后，必须进行抽样检查。气体存放的时间超过6个月以上者，应对六氟化硫气体进行复检，以防止六氟化硫气体变质