GIS基础知识

1. 什么叫GIS , 它有哪些主要特点 ?

答 : 将 SF6断路器和其他高压电器元件 ( 主变压器除外 ), 按照所需要的电气主接线安装在充有一定压力 ( 例如 0.3～0.4MPa) 的 SF6 气体的金属壳体内所组成的一套变电站设备叫做气体绝缘变电站 , 有时也可称为气体绝缘全封闭组合电器 , 英文全称为 Gas Insulated Switchgear( 简称 GIS) 。

GIS 一般包括断路器、过渡元件、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆连接头等元件。与常规电器相比 ,GIS 在结构性能上有圳 特点 :

(1) 由于采用 SF6 气体作为绝缘介质 , 导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小 , 因此 GIS 的占地面积和安装空间只有相同电压等级常规电器的百分之几到百分之二十五左右。电压等级越高 , 占地面积比例越小。

(2) 全部电器元件都被封闭在接地的金属壳内 , 带电体不暴露在空气中 ( 除了采用架空引出线的部分 ), 运行中不受自然条件影响 , 其可靠性和安全性比常规电器好得多。

(3)SF6 气体是不燃不爆的惰性气体 , 所以 GIS 属防爆设备 , 适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。

(4)GIS 主要组装调试工作已在制造厂内完成 , 现场安装和调试工作量较小 , 因而可以缩短变电站安装周期。

(5) 只要产品的制造和安装调试质量得到保证 , 在使用过程中除了断路器需要定期维修外 , 其他元件几乎无需检修 , 因而维修工作量和年运行费用大为降低。

(6)GIB 设备结构比较复杂 , 要求设计制造安装调试水平高。 GIS 价格也比较贵 , 变电站建设一次性投资大。但选用 GIS 后 , 变电站的土地和年运行费用很低 , 因而从总体效益讲 , 选用 GIS 有很大的优越性。

2.S 瓦全封闭组合电器有哪些类型 ?

答 :SF6 全封闭组合电器可按以下方式分类 :

(1) 按结构形式分。根据充气外壳的结构形状 ,GIS 可以分为圆筒形和柜形两大类。第一类依据主回路配置方式还可分为单相一壳型 ( 即分相型 ) 、部分三相一壳型 ( 又称主母线三相共筒型 ) 、全三相一壳型和复合三相一壳型四种 ; 第二大类又称 C -GIS, 俗称充气拒 , 依据柜体结构和元件间是否隔离可分为箱型和铠装型两种。

(2) 按绝缘介质分。可以分为全 SF6 气体绝缘型 (F-GB) 和部分气体绝缘型 (H- GIS) 两类。前者是全封闭的 , 而后者则有两种情况 : 一种是除母线外 , 其他元件均采用气体绝缘 , 并构成以断路器为主体的复合电器 ; 另一种则相反 , 只有母线采用气体绝缘的封闭母线 , 其他元件均为常规的敞开式电器。

(3) 按主接线方式分。常规的有单母线、双母线、 3/2 接线、桥型和角型等多种接线方式。

(4) 按安装场所分。有户内型和户外型。

3.GIS 出线方式主要有哪几种 ?

答 :(1) 架空线引出方式。在母线筒出线端装设充气 (SF6) 套管。

(2) 电缆引出方式。母线筒出线端直接与电缆头组合。

(3) 母线筒出线端直接与主变压器对接。此时连接套管的一侧充有 SF6 气体 , 另一侧则有变压器油。

4.GIS 母线筒在结构上有哪几种形式 ?

答 :GIS 的母线筒结构有下列三种形式 :

(l) 全三非拱体式结构。不仅三相母线 , 而且三相断路器和其他电器元件采用共箱筒体。

(2) 不完全三相共体式结构。母线采用三相共箱式 , 而断路器和其他电器元件采用分箱式。

(3) 全分箱式结构。包括母线在内的所有电器元件都采用分箱式筒体。

三相共箱式结构的体积和占地面积小 , 消耗钢材少 , 加工工作量小 , 但其技术要求高。额定电压越高 , 制造难度越大。

5. 什么叫气隔 ?GIS 为什么要设计成很多气隔 ?

答 :GIS 内部相同压力或不同压力的各电器元件的气室间设置的使气体互不相同的密封间隔称为气隔。

设置气隔有以下好处 :

(1) 可以将不同 SF6 气体压力的各电器元件分隔开。

(2) 特殊要求的元件 ( 如避雷器等 ) 可以单独设立一个气隔。

(3) 在检修时可以减少停电范围。

(4) 可以减少检修时 SF6 气体的回收和充放气工作量。

(5) 有利于安装和扩建工作。

6. 对 GIS 外壳接地有什么特殊要求 ?

答 :GIS 系密集型布置结构方式 , 对其接地问题要求很高 , 一般要采取下列措施 :

(1) 接地网应采用铜质材料 , 以保证接地装置的可靠和稳定。而且所有接地引出线端都必须采用铜排 , 以减小总的接地电阻。

(2) 由于 GIS 各气室外壳之间的对接面均设有盆式绝缘子或者橡胶密封垫 , 两个筒体之间均需另设跨接铜排 , 且其截面需按主接地网截面考虑。

(3) 在正常运行 , 特别是电力系统发生短路接地故障时 , 外壳上会产生较高的感应电 势。为此要求所有金属简体之间要用铜排连接 , 并应有多点与主接地网相连 , 以使感应电势 不危及人身和设备 ( 特别是控制保护回路设备 ) 的安全。

一套 GB 外壳需要几个点与主接地网连接 , 要由制造厂根据订货单位所提供的接地网技术参数来确定。

7.GIS 中断路器与其他电器元件为什么必须分为不同的气室 ?

答 :(1) 由于断路器气室内 SF6 气体压力的选定要满足灭弧和绝缘两方面的要求 , 而其他电器元件内 SF6 气体压力只需考虑绝缘性能方面的要求 , 两种气室的 SF6 气压不同 , 所以不能连为一体。

(2) 断路器气室内的 SF6 气体在电弧高温作用下可能分解成多种有腐蚀性和毒性的物质 , 在结构上不连通就不会影响其他气室的电器元件。

(3) 断路器的检修机率比较高 , 气室分开后 , 要检修断路器时就不会影响到其他电器元件的气室 , 因而可缩小检修范围。