變電-封閉組合電器的結(jié)構(gòu)原理防供

組合電器封閉式組合電器(GIS)2014年5月60分鐘唐春橋廣西電網(wǎng)公司防城港供電局變電檢修班高級(jí)作業(yè)員

從事變檢工作，熟知熱工、電測(cè)、電能質(zhì)量專(zhuān)業(yè)，涉足變電檢修、變壓器專(zhuān)業(yè)講師基本信息通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以使副值調(diào)度崗位的人員，掌握（懂得、提高）以下知識(shí)。1、組合電器（GIS）的基本概念2、組合電器（GIS）的分類(lèi)3、組合電器（GIS）的基本結(jié)構(gòu)、工作原理組合電器（GIS）的結(jié)構(gòu)組成組合電器（GIS）的特點(diǎn)組合電器（GIS）的運(yùn)行操作及注意事項(xiàng)介紹全封閉式組合電器(GIS)結(jié)構(gòu)組成及運(yùn)行注意事項(xiàng)。讓學(xué)員從客觀(guān)上對(duì)GIS設(shè)備有感性的認(rèn)知，了解GIS設(shè)備各元器件功能及工作原理。本課件適用于調(diào)度專(zhuān)業(yè)副值調(diào)度員學(xué)習(xí)調(diào)度專(zhuān)業(yè)副值班員戶(hù)外式GIS變電站戶(hù)內(nèi)式GIS組合電器組合電器種類(lèi)有哪些？各有何特點(diǎn)？第二章：GIS設(shè)備的組成第一章：GIS設(shè)備特性第三章：GIS常見(jiàn)故障及處理總結(jié)測(cè)試一第一章：GIS設(shè)備特性六氟化硫封閉式組合電器，國(guó)際上稱(chēng)為“氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備”簡(jiǎn)稱(chēng)GIS.它將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線(xiàn)、電纜終端、進(jìn)出線(xiàn)套管等，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)地組合成一個(gè)整體。1.1GIS的定義GIS設(shè)備特性斷路器隔離開(kāi)關(guān)互感器母線(xiàn)GIS設(shè)備特性1.小型化1.2

GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)因采用絕緣性能卓越的六氟化硫氣體做絕緣和滅弧介質(zhì)，所以能大幅度縮小變電站的體積，實(shí)現(xiàn)小型化。GIS設(shè)備特性2.可靠性高。1.2

GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)由于帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中，不與外部接觸，不受外部環(huán)境的影響，大大提高了可靠性。此外由于所有元件組合成為一個(gè)整體，具有優(yōu)良的抗地震性能。GIS設(shè)備特性3.安全性好。1.2

GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)帶電部分密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒(méi)有觸電危險(xiǎn)。SF6氣體為不燃燒氣體，所以無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。GIS設(shè)備特性4.杜絕對(duì)外部的不利影響。1.2

GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)因帶電部分以金屬殼體封閉，對(duì)電磁和靜電實(shí)現(xiàn)屏蔽，噪音小，抗無(wú)線(xiàn)電干擾能力強(qiáng)。GIS設(shè)備特性5.安裝周期短。1.2、GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)由于實(shí)現(xiàn)小型化，可在工廠(chǎng)內(nèi)進(jìn)行整機(jī)裝配和試驗(yàn)合格后，以單元或間隔的形式運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因此可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，又能提高可靠性。GIS設(shè)備特性6.維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)。1.2、GIS的特點(diǎn)GIS特點(diǎn)小型化可靠性高安全性好杜絕對(duì)外部的不利影響安裝周期短維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)因其結(jié)構(gòu)布局合理，滅弧系統(tǒng)先進(jìn)，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命，因此檢修周期長(zhǎng)，維修工作量小，而且由于小型化，離地面低，因此日常維護(hù)方便。GIS設(shè)備特性1.3GIS的結(jié)構(gòu)GIS設(shè)備布局126/145kVGIS主要布置形式有單母、雙母分段、橋形、雙橋、雙母、變壓器直聯(lián)等多種方式，以橋形接線(xiàn)為多。252kVGIS主要布置形式有單母、雙母分段、雙母等方式，以雙母接線(xiàn)為多。363/550kVGIS主要布置形式有雙母、一倍半等接線(xiàn)方式。內(nèi)橋開(kāi)關(guān)線(xiàn)路間隔線(xiàn)路間隔典型內(nèi)橋接線(xiàn)布置（1）根據(jù)安裝地點(diǎn)可分為戶(hù)外式和戶(hù)內(nèi)式兩種。1.3GIS的結(jié)構(gòu)GIS設(shè)備特性戶(hù)外式GIS戶(hù)內(nèi)式GISGIS設(shè)備分類(lèi)（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)GIS一般可分為單相單筒式和三相共筒式兩種形式。

110KV電壓等級(jí)及母線(xiàn)可以做成三相共筒式，220KV及以上采用單相單筒式。1.3GIS的結(jié)構(gòu)GIS設(shè)備特性三相共筒式單相單筒式GIS設(shè)備分類(lèi)第二章：GIS設(shè)備的組成二GIS設(shè)備的組成2.1斷路器GIS設(shè)備的組成部件名稱(chēng)：斷路器。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：CB。主要功能：開(kāi)斷正常及非正常負(fù)荷。斷路器及控制箱2.1斷路器GIS設(shè)備的組成斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)滅弧室結(jié)構(gòu)：由靜觸頭座（內(nèi)裝靜弧觸頭、主觸頭）、絕緣筒、支撐筒（內(nèi)裝動(dòng)弧觸頭、動(dòng)觸頭、噴口、壓氣缸、活塞筒、絕緣拉桿）、動(dòng)觸頭座、絕緣座等組成。靜弧觸頭動(dòng)弧觸頭噴口壓氣缸1、按功能可分為隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)快速隔離開(kāi)關(guān)普通隔離開(kāi)關(guān)配電動(dòng)彈簧機(jī)構(gòu)彈簧機(jī)構(gòu)切合母線(xiàn)，轉(zhuǎn)移電流隔離線(xiàn)路快速接地開(kāi)關(guān)普通接地開(kāi)關(guān)配電動(dòng)彈簧機(jī)構(gòu)彈簧機(jī)構(gòu)切合靜電、電磁感應(yīng)電流，關(guān)合峰值電流工作接地接地開(kāi)關(guān)2.2隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)分類(lèi)：GIS設(shè)備的組成2、按結(jié)構(gòu)來(lái)分可分為角形開(kāi)關(guān)和線(xiàn)形開(kāi)關(guān)角形開(kāi)關(guān)角形隔離開(kāi)關(guān)角形接地開(kāi)關(guān)線(xiàn)形隔離開(kāi)關(guān)線(xiàn)形開(kāi)關(guān)線(xiàn)形接地開(kāi)關(guān)主回路直角拐彎處主回路直角拐彎接地處主回路直線(xiàn)隔離處主回路直線(xiàn)接地處斷路器下出線(xiàn)口至母線(xiàn)筒，主回路有轉(zhuǎn)折電流互感器至和出線(xiàn)套管之間2.2隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)GIS設(shè)備的組成部件名稱(chēng)：母線(xiàn)。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：BUS。主要功能：通過(guò)導(dǎo)電連接件和GIS其它元件接通，滿(mǎn)足不同的主接線(xiàn)方式來(lái)匯集分配傳送電能。（類(lèi)似于電纜）BUS2.3母線(xiàn)GIS設(shè)備的組成母線(xiàn)內(nèi)部布局示意圖2.3母線(xiàn)GIS設(shè)備的組成母線(xiàn)筒部件名稱(chēng)：電流互感器。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：CT。主要作用：將高電流轉(zhuǎn)換為低電流（一般為1-5A）對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量和保護(hù)。分類(lèi)：1）測(cè)量用CT2）保護(hù)用CT2.4電流互感器GIS設(shè)備的組成電流互感器部件名稱(chēng)：電壓互感器。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：PT

主要作用：將高電壓轉(zhuǎn)

換成低電壓（一般為

100V）對(duì)GIS進(jìn)行測(cè)量和保護(hù)。分類(lèi)：1）測(cè)量用PT2）保護(hù)用PT2.5電壓互感器GIS設(shè)備的組成電壓互感器部件名稱(chēng)：避雷器。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：LA。主要作用：將過(guò)電壓限制在被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平下，從而保護(hù)電力設(shè)備，有過(guò)電壓時(shí)，迅速導(dǎo)通將電流釋放到大地。2.6避雷器GIS設(shè)備的組成避雷器部件名稱(chēng)：電纜終端。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：C/H。主要作用：和現(xiàn)場(chǎng)電纜連接部位2.7電纜終端GIS設(shè)備的組成室內(nèi)電纜終端室外電纜終端部件名稱(chēng)：匯控柜。英文簡(jiǎn)稱(chēng)：LCP柜。主要作用：運(yùn)行及操作用的配電柜2.8LCP柜GIS設(shè)備的組成第三章：GIS常見(jiàn)故障及處理三3.1故障分類(lèi)GIS常見(jiàn)故障及處理GIS的常見(jiàn)故障可分為以下兩大類(lèi)：1）與常規(guī)設(shè)備性質(zhì)相同的故障，如斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障等。2）GIS的特有故障，如GIS絕緣系統(tǒng)的故障等。這類(lèi)故障的重大故障率為0.1-0.2次/(所·年)。一般認(rèn)為，GIS的故障率比常規(guī)變電所低一個(gè)數(shù)量級(jí)，但GIS事故后的平均停電檢修時(shí)間則比常規(guī)變電所長(zhǎng)。3.2常見(jiàn)特有故障1、氣體泄漏氣體泄漏是較為常見(jiàn)的故障，使GIS需要經(jīng)常補(bǔ)氣，嚴(yán)重者將造成GIS被迫停運(yùn)。2、水分含量高SF6氣體水分含量增高通常與SF6氣體泄漏相聯(lián)系。因?yàn)樾孤┑耐瑫r(shí)，外部的水汽也向GIS其室內(nèi)滲透，致使SF6氣體的含水量增高。SF6氣體水分含量高是引起絕緣子或其他絕緣件閃絡(luò)的主要原因。3、內(nèi)部放電運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，GIS內(nèi)部不清潔、運(yùn)輸中的意外碰撞和絕緣件質(zhì)量低劣等都可能引起GIS內(nèi)部發(fā)生放電現(xiàn)象。4、內(nèi)部元件故障GIS內(nèi)部元件包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、避雷器、互感器、套管、母線(xiàn)等。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，其內(nèi)部元件故障時(shí)有發(fā)生。GIS常見(jiàn)故障及處理3.3產(chǎn)生故障原因分析1、源于制造廠(chǎng)1）車(chē)間清潔度差。GIS制造廠(chǎng)的制造車(chē)間清潔度差，特別是總裝配車(chē)間，將屬金屬微粒、粉末和而其他雜物殘留在GIS內(nèi)部，留下隱患，導(dǎo)致故障。2）裝配誤差大。在裝配過(guò)程中，使一可動(dòng)元件與固定元件發(fā)生摩擦，從而產(chǎn)生金屬粉末和殘屑并遺留在零件的隱蔽地方，在出廠(chǎng)前沒(méi)有清理干凈。3）不遵守工藝規(guī)程。在GIS零件的裝配過(guò)程中，不遵守工藝規(guī)程，存在把零件裝錯(cuò)、漏裝及裝不到位的現(xiàn)象。4）制造廠(chǎng)選用的材料質(zhì)量不合格。當(dāng)GIS存在上述缺陷時(shí)，在投入運(yùn)行后，都可能導(dǎo)致GIS內(nèi)部閃絡(luò)、絕緣擊穿、內(nèi)部接地短路和導(dǎo)體過(guò)熱等故障。GIS常見(jiàn)故障及處理3.3產(chǎn)生故障原因分析2、源于安裝1）不遵守工藝規(guī)程。安裝人員在安裝過(guò)程中不遵守工藝規(guī)程，金屬件有劃痕、凸凹不平之處未得到處理。2）現(xiàn)場(chǎng)清潔度差。安裝現(xiàn)場(chǎng)清潔度差，導(dǎo)致絕緣件受潮，被腐蝕；外部的塵埃、雜物等侵入GIS內(nèi)部。3）裝錯(cuò)、漏裝。安裝人員在安裝過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)裝錯(cuò)、漏裝的現(xiàn)象。例如屏蔽罩內(nèi)部與導(dǎo)體之間的間隙不均勻；或沒(méi)有裝上去，及漏裝；螺栓、墊圈沒(méi)有裝或緊固不緊4）異物沒(méi)有處理。安裝工作有時(shí)與其他工程交叉進(jìn)行。例如上建工程、照明工程、通風(fēng)工程沒(méi)有結(jié)束，為了趕工期，強(qiáng)行進(jìn)行GIS設(shè)備的安裝工作，可能造成異物存在于GIS中而沒(méi)有處理。有時(shí)甚至將工具遺留在GIS內(nèi)部，留下隱患。GIS常見(jiàn)故障及處理3.3產(chǎn)生故障原因分析3、源于設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)不合理或絕緣裕度較小，也是造成故障的原因之一。例如，GIS中支撐絕緣子的使用場(chǎng)強(qiáng)是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。目前，環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣子的使用場(chǎng)強(qiáng)可高達(dá)6kV/mm而不致發(fā)生問(wèn)題。如果使用場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)10kV/mm,起初可能沒(méi)有局部放電現(xiàn)象，但運(yùn)行幾年后就可能會(huì)擊穿。GIS常見(jiàn)故障及處理3.3產(chǎn)生故障原因分析4、源于運(yùn)行在GIS運(yùn)行中，由于操作不當(dāng)也會(huì)引起故障。例如將接地開(kāi)關(guān)合到帶電相上，如果故障電流很大，即使快速接地開(kāi)關(guān)也會(huì)損壞。GIS常見(jiàn)故障及處理3.3產(chǎn)生故障原因分析5、源于過(guò)電壓在運(yùn)行中，GIS可能受到雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等的作用。雷電過(guò)電壓往往使絕緣水平較低的元件內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò)或放電。隔離開(kāi)關(guān)切合小電容電流引起的高頻暫態(tài)過(guò)電壓可能導(dǎo)致GIS對(duì)地（外殼）閃絡(luò)。據(jù)報(bào)道，加拿人安大略水電站的500KVGIS有4次閃絡(luò)與隔離開(kāi)關(guān)操作有關(guān)。GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法一、內(nèi)部放電1、設(shè)備內(nèi)部絕緣放電原因：處理：1）絕緣件表面破壞，絕緣件澆注時(shí)有雜質(zhì)；2）絕緣件環(huán)氧樹(shù)脂有氣泡，內(nèi)部有氣孔；3）絕緣件表面沒(méi)有清理干凈；4）吸附劑安裝不對(duì)，粉塵粘在絕緣件上；5）密封膠圈潤(rùn)滑硅脂油過(guò)多，溫度高時(shí)融

化掉在絕緣件上；6）絕緣件受潮7）氣室內(nèi)濕度過(guò)大，絕緣件表面腐蝕；1）原材料進(jìn)廠(chǎng)時(shí)嚴(yán)格控制質(zhì)量2）加工過(guò)程時(shí)控制工藝3）零部件裝配時(shí)清理清理4）庫(kù)房、過(guò)程管理，真空包裝GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法一、內(nèi)部放電2、主回路導(dǎo)體異常原因：處理：1）導(dǎo)體表面有毛刺或凸起2）導(dǎo)體表面沒(méi)有擦拭干凈3）導(dǎo)體內(nèi)部有雜質(zhì)4）導(dǎo)體端頭過(guò)渡、連接部分倒角不好，導(dǎo)致電場(chǎng)不均勻；5）屏蔽罩表面不光滑，對(duì)接口不齊；6）螺栓表面不光滑7）導(dǎo)線(xiàn)、母線(xiàn)斷頭堵頭面放電，一般為球斷頭1）控制尖角、磕碰、毛刺、劃傷2）清潔度GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法一、內(nèi)部放電3、罐體內(nèi)部異常原因：處理：1）罐體內(nèi)部有凸起，焊縫不均勻；2）盆式絕緣子與法蘭面接觸部分不正常3）罐體內(nèi)沒(méi)有清潔干凈4）運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)可能脫落粉塵1）認(rèn)真清理，打磨焊縫；2）增加運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)次數(shù)，增加磨合200次3）所有打開(kāi)部件必須嚴(yán)格處理GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法二、回路電阻異常1、電阻過(guò)大、發(fā)熱，固定接觸面面積過(guò)大原因：對(duì)策：1）接觸面不平整、凸起2)接觸面對(duì)口不平整、有凸起，接觸不良3)鍍銀面有局部腐蝕4)螺栓緊固1）打磨2)涂防腐3)按縮緊力矩要求把緊螺絲GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法二、回路電阻異常2、插入式接觸電阻大原因分析：1）觸頭彈簧裝設(shè)不良；2）插入式長(zhǎng)度小，接觸深度不夠；3）觸頭直徑不合適，對(duì)接不好；4）鍍銀腐蝕問(wèn)題GIS常見(jiàn)故障及處理三、六氟化硫漏氣1、金屬密封面表面有磕碰、劃傷2、鑄件針孔，損傷；3、鋁合金面時(shí)間長(zhǎng)老化、腐蝕；4、加工時(shí)表面擦出不足GIS常見(jiàn)故障及處理3.4常見(jiàn)故障處理方法3.4常見(jiàn)故障處理方法四、水分超標(biāo)原因：對(duì)策：1）吸附劑安裝不對(duì)2）橡膠、絕緣子的氣室可能會(huì)有烴氣，用露點(diǎn)法儀器檢測(cè)時(shí)，烴氣干擾，導(dǎo)致測(cè)量誤差；3）抽真空不足；4）存在空腔；5）保管不夠，環(huán)境影響；6）部件受潮1）運(yùn)輸、安裝工藝2）加吸附劑3）抽真空盡量越低越好，國(guó)標(biāo)133Pa，工業(yè)上用50%，67Pa；4）陰雨天濕度大不允許安裝GIS常見(jiàn)故障及處理四總結(jié)測(cè)試課程回顧:本課程從結(jié)構(gòu)及組成部分介紹了全封閉式組合電器(GIS)。為新員工提供了從客觀(guān)上對(duì)GIS設(shè)備有感性的認(rèn)知，初步了解GIS設(shè)備各元器件的組成及功能及各元器件的功能。總結(jié)測(cè)試（不定項(xiàng)選擇題）：1、GIS的特點(diǎn)

、

，

、

，安裝周期短，維護(hù)方便，檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。A:小型化B:可靠性高C:安全性好

D:杜絕對(duì)外部的不利影響

正確答案：ABCD測(cè)試與提高總結(jié)測(cè)試（不定項(xiàng)選擇題）：2