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GIS智能化及PASS技术
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:2


 1 GIS 的 现状 及 发展 发展 

  GIS 有 由 断路器 、 隔离 开关 、 接地 开关 、 互感器 、 、 、 母线 、 连接 件 和 出线 终端 等 的 组合 6 压力 6 SF6 绝缘 气体 , 故 也 6 SF6 全 封闭 组合 电器。变电站 常规 变电站 (AIS) 相比 IS GIS 具有 如下 : 

  1.1 结构 紧凑。220 kVGIS 仅为 IS AIS 的 10 % , 500 kVGIS 占地面积 AIS 的 5 % , 这 一点 在 地皮 昂贵 的 城镇 和 密集 的 负荷 中心 和 山区 水电站 尤为。 

  1.2 IS 污染 及 雨 、 盐雾 等 大气 环境 IS IS IS IS IS IS IS GIS 持 IS IS 适合 工业 污染 和 气候 恶劣 以及 高 海拔 海拔。。 

  1.3 安装 方便。GIS IS 是以 整体 或 若干 单元 组成 , 可 大大 大大 缩短 现场 安装 工期。 

  GIS 自 自 60 年代 实用 化 以来 , 到目前为止 , 世界 000 000 2 000 台 GIS 在 运行。IS 证明 IS GIS 运行 安全 可靠 、 配置 灵活 、 、 环境 适应 能力 强 检修 检修 周期 长 、 安装 方便。GIS , 在 高压 、 超高压 领域 被 广泛 应用 , 而且 在 特 高压 领域 变电站 也 k , , , 63 ~ 500 kV 电力 IS IS GIS 的 应用 IS IS IS。 

  GIS , 技术 仍在 不断 进步 和 发展 , 30 多年来 IS IS 生产 IS IS IS IS 这 这 这 这 这 这 这 研究 、 开发。IS 大 容量 单 压 6 SF6 断路器 的 研制 IS IS IS IS IS IS IS IS GIS 十分 有利 的 条件。 


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    2 GIS 整体 性能 的 提高 有赖于 有赖于 各 组件 性能 的 



  GIS IS 各 高压 电器 的 集合 , 通常 采用 积木 式 结构 结构 断路器 、 隔离 开关 、 接地 接地 、 互感器 等 元件 均可 随意 组合。其 整体 性能 的 提高 还 有赖于 各 组件 性能 的 的。分 述 如下 : 

  2nd1 断路器 

  IS IS GIS 中 6 6 的 设备 之一 6 SF6 气体 具有 优良 的 绝缘 性能 和 6 6 6 6 6 6 6 66 SF6 断路器 最高 工作 电压 765 kV 已达 , k k 80 kA , k k 12 kA。SF6 压 应用 在 高压 、 超高压 领域 的 同时 , 也在 向 压 ~ 10 ~ 35 kVSF6 断路器 断路器 SF6 6 真空 灭弧 技术 的 确立 和 发展 , 新型 材料 形式 形式 (自动 触头 、 多 点 等 等) 的 出现 , 灭弧 结构 中 利用 了 电弧 能量 或 开 断 电流 产生 的 磁场 , 不仅 降低 了 开关 的 机械 , 而且 减小 了 灭弧 结构 的 径向 尺寸 成为 成为 当前 的 发展。灭弧 方式 的 改进 意味着 操作 能量 的 减少 , 机械 性能 的 改善 , 外型 尺寸 更为 紧凑 , 维护 工作 随之 , 工作 更加 K 、 正在 减少 k 300 kV 以下 为 单 断口 500 kV 以下 为 双 断口 的 现状 有望 在 在 几年 内 得到 突破 只有 未来 的 几年 里 , 特 高压 断路器 有 只有 1 个 断口 , 从而 只需 很小 的 驱动 能力。传统 的 瓷 绝缘 材料 正 被 复合 绝缘 材料 所 取代 , 使得 断路器 重量 更轻 , 结构 更加 更加。 

  2nd2 隔离 开关 和 接地 开关 

  隔离 开关 主要 用于 电路 无 电流 投入 和 切除 , 动 触头 一般 由 电力 操作 机构 驱动 的 绝缘 旋 杆 传动。IS 适应 IS IS IS IS IS IS GIS 结构 IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS : 开关 未来 的 发展 : : : 随着 断路器 结构 的 进一步 缩小 , 重量 的 进一步 减轻 , 隔离 开关 和 断路器 有 可能 

  2nd3 CT 互感器 (CT) 

  IS IS GIS 一直 采用 采用 式 电流 互感器 取得 测量 和 保护 信号 饱和 影响 , 大大 降低 了 互感器 的 测量 精度 , 使用 中 不得不 将 测量 信号 和 保护 信号 分开 高压 电流 内部 内部 

  M 出现 的 光电 电流 M (MOCT) 无此 缺点 缺点 且 频率 频率 响应 范围 宽 、 精度 高 、 不受 电磁 干扰 等 MOCT 二极管 应用 法拉第 元件 构成 的 电流 传感器 , 它所 检测 的 信号 是 被测 电路 的 磁场 而 电流 , 来自 的 自然 光 O / E) 变成 电信号 , 经 经 放大 后 输出 信号 传输 介质 采用 光纤。MOCT A 优点 是 被测 电流 的 范围 很大 , A 5A 到 4kA , 测量 0 测量 2 级 k k 100kA A 输出 电流 的 波形 不 不 , 因而 因而 可以 故障 故障。MOCT 不像 另一 重大 优点 是 工作 工作 可靠 , 不像 CT 有 二次 侧 开路 出现 高压 和 铁磁 谐振 谐振。和 CT 不同 OC OC MOCT 的 输出 是 电压 信号 而 而 不是 电流 信号。20 类型 的 传感器 在 市面 已有 产品 出售 , 用于 用于 123 ~ 420 kV 电压 等级 , 并 已有 成功 成功 运行 运行 经验。 

  2nd4 电压 互感器 (PT) 

  GIS 的 的 PT 分为 电容 分 压 式 和 电磁 种 2 种 , 因 电磁 式 电压 PT 在 k k k 300 kV 的 PT 一般 采用 电容 , 300 kV 及 的 PT 的 才 采用 的。和 哪种 形式 , 和 CT 一样 , , 都 存在 易 饱和 、 、 渗油 、 易 爆炸 、 精度 精度 、 体 大 笨重 等 缺陷。。 

  EOVT 传统 近年来 效应 出现 的 有望 取代 的 PT 的 OV OV OV EOVT P P P P (Pockels) 效应 的 原理 工作 的 , 整个 装置 个 3 个 部分 : : 承受 被测 电压 的 光学 元件 元件 元件 (包括 发光 二极管) 、 光电 二极管 和 光纤 、 组件 (模拟 与 数字 处理 单元 和 数模转换器)。EOVT 6 晶体 装 在 在 6 SF6 气体 的 金属 筒 中 中 由于 泡 

克尔斯 元件 (晶体) 光 的 双 折射率 随 电场 强度 而 变化 , 因此 可以 根据 光电 二极管 的 输出 电压 来 确定 于 于 晶体 在 纽约 电力局 早 在 1996 年 OV OV EOVT 安装 5 345 kV 变电站 中 试 运行。 

  IS , 也 有 将 电压 、 电流 传感器 做 在一起 电流 IS / 电压 IS IS IS AIS 产品 IS。 

  2nd5 监测 与 自 诊断 

  IS GIS 的 全部 元件 都 密封 在 一个 金属 壳 中 , 为 防止 内部 故障 的 发生 , 随时 掌握 设备 主要 有 : 

  2nd5.1X : : 采用 X 射线 可以 从 外部 IS GIS 状态 , 如 触头 烧损 、 螺丝 松动 松动 等。 

  2nd5.2 IS 检测 : : 利用 IS IS GIS 内部 的 光学 IS IS IS GIS 内部 故障 电弧。 

  2nd5.3 IS 定位 : : IS 热敏 成像 装置 可 IS GIS 内部 电弧 故障 定位 和 故障 点 点 定位。该 装置 主要 包 

括 红外 热敏 镜头 、 磁带 录象机 和 触发 电子 元件 元件。 

  2nd5.4 IS 内 : GIS IS 处于 处于 电位 元件 、 IS IS IS 中 气泡 、 IS IS IS IS IS IS IS IS IS 相对 相对 相对 相对 IS IS IS IS IS IS 过 电压 , 根据 这些 电磁 现象 可以 进行 局部 放电 的 检测 和 和。 

        


       

  2nd5.5 IS 检测 : : GIS 内部 闪 闪 会 导致 SF6 气体 分解。6 现场 常用 化学 测试 管 来 6 SF6 生成物 IS IS IS IS IS GIS 内部 是否 存在 放电。 

  IS , 随着 传感器 技术 的 飞速 发展 , IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS。。。。。IS 东芝 公司 研制 的 IS GIS 监测 系统 的 构成 , 它 主要 包括 了 下列 : : : 

  (1) : : 性能 : : 应用 了 电晕 传感器 、 压力 传感器 、 气体 传感器 、 温度 传感器 传感器 、 漏 传感器。 

  (2) : 性能 性能 : : 应用 了 温度 传感器 、 光纤 光纤 温度计 

  (3) : 方面 方面 : : 应用 了 开 、 闭 传感器。 

  IS 检测 技术 和 自我 诊断 技术 的 将 将 打破 传统 的 高压 大小 修 计划 计划 , IS IS IS IS IS 设备 的 利用率 和 可靠性。 



    3 PASS 技术 



  IS 着 计算机 技术 、 传感器 技术 、 数字 IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS - - PASS 变电站 , 最近 几年 得到 : : : 

  3rd1 PASS 的 概念 

  PASS 是 具有 金属 外壳 的 、 气体 绝缘 的 的 、 内装 断路器 电压 隔离 开关 、 电压 电压 电压 / 传感器 传感器 的 全 PASS 了 IS GIS 制造 技术 的 最新 最新。: 主要 特点 概括 : : 

  3rd1.1 电压 了 先进 的 组合式 电压 / 电流 传感器 技术 和 开关 开关 / 接地 开关 技术 , 使 设备 更加 紧凑 , 体积 更加 小型 

  3rd1.2 在 测量 、 控制 、 保护 系统 中 , 采用 了 计算机 技术 , 数字 化 技术 , 光纤 通讯 , 支持 数字 式 继电器 , 继电保护 系统 引入 了 

  3rd1.3 采用 了 预 安装 技术 , 整套 设备 在 出厂 前 前 、 调试 调试。。ASS 运抵 现场 后 , ASS PASS 间隔 在 数小时 之 内 即可 安装 完毕 了 了 “了” 功能。。 

  3rd1.4 ASS PASS 间隔 配置 1 台 就地 控制 柜 , 内设 控制 及 保护 单元 单元 即将 即将 技术 技术 集成 化。 

  PASS 在 充分 考虑 了 满足 不同 的 变电站 主 接线 布置 方案 方案 的 下 , 选用 选用 尽可能 少 的 部件 组合 而成 , 除了 绝缘 套管 之外 

  PASS 的 使用 的 断路器 、 隔离 开关 、 接地 IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS IS 橡胶 浇铸 的 绝缘子 裙边 则 增加 了 爬 距 , , 提高 了 抗 性能。。 

  3rd2 电压 电流 的 测量 

  (Rogowiski) (Rogowiski) Rog Rog Rog Rog Rog Rog (Rogowiski) 或 保护 的 电流 范围 内 不会 出现 出现。电压 的 测量 采用 的 是 具有 金属 外壳 封装 的 电容 分压器 , 很好 地 避免 了 铁磁 谐振。 

  PISA (process interface for sensors and actuators) ISA 模拟 信号 数字 化 后 ISA ISA ISA 间隔 控制 柜 中 的 智能 控制 和 保护 单元。传感器 安装 在 断路器 的 出口 处 , 这样 既 可以满足 继电保护 系统 和 计量 表 计 的 需要 , 也 可以 用于 其他 的 如有 必要 , 也 可以 在 断路器 的 母线 侧 安装 额外 的 传感器。 

  3rd3 控制 、 保护 和 监测 

  PASS : 了 如下 : : 

  3rd3rd1 ISA 测量 、 保护 ISA ISA PISA 预处理 后 经 串行 光纤 总线 总线 送至 控制 控制 柜。 

  3rd3rd2 面向 间隔 的 控制 、 保护 、 测量 功能 的 装置 设 设 就地 就地 柜内。。 

  3rd3rd3 间隔 与 间隔 之间 、 间隔 与 变电站 之间 的 通讯 通讯 也 采用 通讯 光纤 总线。 

  3rd3rd4 PASS 支持 保护 用 的 数字 继电器 , 也 兼顾 兼顾 了 传统 的 式 继电器 , 若 使用 后者 后者 需 另行 安装 电磁 式 互感器。。 

  PASS 的 操作 机构 控制 、 气体 绝缘 强度 的 测量 以及 其他 物理量 的 在线 状态 监测 也 可采用 先进 的 技术 来 、 剩余 寿命 预测) 等。 

  3rd4 A 母线 结构 的 常规 A (AIS) 和 PASS 间隔 的 比较 

  AIS 和 PASS 间隔 的 单线 图 ASS PASS 技术 IS AIS 模式 IS IS 的 ASS ASS ASS PASS 在 间隔 的 线路 侧 省去 一 组 隔离 开关 和 接地。。AIS IS IS IS IS 的 隔离 隔离 开关 主要 用于 设备 设备 ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS 

  采用 PASS 技术 后 后 除了 提高 了 变电站 的 整体 技术 水平 外 , 由于 整个 变电站 的 占地面积 大大 减少 , 土地 大大 : : : : : : : 

  3rd4th1 ASS PASS 可采用 管 管 母线 布置 布置 从而 减小 减小 了 相间 距离 , 可 大大 缩短 软 母线。 

  3rd4th2 可 减小 间隔 的 长度 和 宽度 , 由于 绝缘子 的 数量 减少 , 绝缘子 闪 络 的 危险 大大 降低 需用 更少 的 钢 构架 和 接地 钢材 电缆 沟 沟 的 



4 PASS 的 应用 



  4th1 用于 高 电压 、 大 容量 变电站 的 新建。由于 PASS 本身 就是 一个 独立 的 间隔 , 通过 不同 的 组合 , 可适用 于 双 母线 、 接线 接线 桥 型 接线 、 双 母线 加 旁路 旁路 等 主 接线。其中 双 母线 旁路 的 主 接线 方式 欧洲 采用 的 比较 比较。 

  4th2 IS IS IS 的 IS IS IS IS IS IS AIS 变电站 ASS 增容 而 空间 不足 时 ASS ASS PASS 不失为 可行 的 方案。 

  4th3 用于 老式 变电站 主要 高压 电器 更新换代 更新换代 ASS 需要 更换 同一 间隔 中 的 断路器 、 隔离 开关 ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS PASS 取代 ASS ASS 而 不必 一对一 更新 设备。 

  4th4 PASS 安装 ASS ASS 不允许 或 或 不允许 ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS ASS PASS 电源。


        


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