气体绝缘金属封闭开关设备

<正>气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)是一种采用SF6或其他气体作为绝缘介质,将断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、套管等高压元件密封在接地金属壳体中的电气设备。     

特高压1 100 kV GIS用母线的研制

目前发展特高压输电已经列入我国中长期发展规划,开发具有自主知识产权的特高压气体绝缘金属封闭开关(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)设备是保证特高压输电顺利实施的关键。母线是GIS设备的主要导电回路,设计具有高参数、高性能的母线结构是保证特高压1 100 kV GIS设备可靠运行的基础。介绍特高压1 100 kV GIS母线的技术参数和结构特点,对其绝缘性能、壳体机械性能及内部故障电弧进行详细分析及计算,型式试验的顺利通过和特高压浙北工程的顺利投运充分验证了该母线性能和结构的安全可靠性。     

中压箱式气体绝缘金属封闭开关设备及其在我国的研制

<正>一、概述 中压箱式气体绝缘金属封闭开关设备(简称C—GIS)是全封闭组合电器(简称GIS)与金属封闭开关设备技术相结合的产物。它把母线、断路器、隔离开关、互感器等高压元件装在一个密封的金属柜中,内充稍高于大气压的绝缘气体介质(主要是SF_6气体或其混合气体),并以电缆终端作为进出线,整个高压系统处于完全密封的状态。这样,C—GIS就有如下特点。     

加强GIS在线监测,努力向状态检修发展

一、GIS简介 气体绝缘全封闭组合电器也称SF_6全封闭组合电器,简称CIS(Cas Insulated Switchgear),是把整个变电站的一次设备,不包括变压器,全部密封在一个接地的金屑外壳内,壳内充有2.5～3.0×10~5Pa(表压)的SF_6气体,以保证对地、相间以及断口间的可靠绝缘。GIS内部包括有母线、隔离开关、断路器、PT、CT以及套管等。用化学性质不活泼的SF_6气体作为绝缘,从而取代了变电站裸导线联接而利用空气绝缘各电气设备的方法。 CIS的故障率比传统的敞开式变电     

6mm铝合金母线壳体焊缝超声波检测研究

现行的超声波检测标准仅明确了8 mm及以上厚度铝合金对接焊缝验收规范,而GIS(气体绝缘全封闭组合电器)设备母线壳体一般采用厚度为6 mm的铝镁合金制备,其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,如果焊接过程中接头部位焊接不良,则易发生SF6气体泄漏事故,影响设备的正常运行。针对该问题,通过对6 mm铝合金GIS设备母线壳体对接焊缝焊接工艺及焊接缺陷成因的分析,制订了合理的超声波检测工艺,并对该工艺进行了验证。结果表明,该工艺是合理有效的。     

高压GIS壳体环流及损耗计算模型研究

高压气体绝缘全封闭组合电器(GIS)壳体环流会产生很大的环流损耗,引起设备发热,长期运行将直接影响系统的输送容量和设备绝缘性能。文中为提高GIS壳体环流计算精度,简化计算程序,提高工程设计人员及现场运维人员使用效率,应用大电流母线和工程电磁场基础理论,提出空心电流互感器原理,建立GIS壳体环流等效模型。针对550 kV GIS稳态运行及短路故障工况,对不同位置壳体、短接线、接地线环流进行等效计算,给出环流及损耗分布规律。计算结果表明:550 kV GIS稳态运行时,位于进、出线端的短接线环流值大于其他位置;故障状态下故障点就近接地线上电流值最大;接地线和短接线计算电流大于实测值,主要为接地电阻分布引起。通过计算可给出GIS系统损耗总量,为GIS实际运行提供理论指导。     

特高压断路器预击穿对合闸空载GIS母线操作过电压的影响

针对近几年国内特高压GIS设备启动调试过程中在断路器合闸冲击空载母线时造成绝缘击穿事件,参考特高压GIS断路器特性,建立电磁暂态仿真模型,研究了断路器预击穿对特高压GIS母线快速暂态过电压的影响,得到以下结论:①在断路器合闸空载GIS母线时,不考虑断路器预击穿,则2%统计过电压为1.58 p.u.,考虑预击穿现象后,其最高可达1.8 p.u.;②根据仿真计算,特高压断路器合闸空载GIS母线暂态过电压的首波上升时间约为0.3μs,小于标准雷电冲击波的上升时间;③断路器合闸空载GIS母线暂态过电压虽没有超过GIS设备的操作冲击耐受水平,但可激发GIS母线的隐性缺陷,引起绝缘事件。根据仿真计算结果和国内外对GIS设备绝缘特性的研究,对预防此类绝缘击穿事件提出了意见和建议,对交流特高压GIS设备的设计和绝缘事故预防具有一定的参考价值。     

基于混合绝缘气体的三相GIS母线温升多物理场耦合机制研究

针对气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)母线温升影响设备可靠性问题,对充有30%SF_6～70%N2混合环保气体的三相GIS母线进行了电磁—流体—热多物理场耦合仿真分析,采用流体多组分传输的有限元分析方法,研究了GIS母线上电磁场与温度场的分布规律。仿真结果表明:GIS内上方区域由于强对流作用,温差不大,下方区域由于气体对流速度慢,温度呈左右对称、上高下低的阶梯状分布;B相电磁场强度最大,由于受到相邻相的影响温度最高;以B相母线导体、壳体为例分析,外壳与导体的温升跟随负荷电流增大而增加;随着气体压强的增加温升渐渐降低;GIS外壳与导体的温升与环境温度间成线性关系;提高混合气体压强,能有效减少GIS导体的温升。对某变电站的GIS系统进行测试结果表明,仿真模型能有效模拟GIS母线发热情况。     

基于SF_6气体介质击穿判据的气体绝缘变电站母线优化设计

针对现有气体绝缘变电站(GIS)母线设计只考虑主导体温升,不考虑GIS内绝缘水平的现状,提出了基于GIS内SF_6气体介质击穿判据的GIS母线设计方法,较之传统的GIS母线设计方法,该方法对GIS运行可靠性的考虑更全面。在SF_6气体击穿判据的基础上,提出击穿裕度Em的概念。并建立求解Em的电磁场-温度场-流场等多场耦合模型,讨论了影响Em的因素。在此基础上提出按照使最小击穿裕度Emmin最大化原则对GIS母线进行优化设计不但能确保主导温升符合设计要求,还从绝缘角度保证了GIS设备运行的可靠性和安全性。最后,论文讨论了GIS出现特快速暂态现象(VFT)时GIS内的绝缘情况。研究发现,尽管母线尺寸按照在稳态运行条件进行了优化,但在VFT条件下GIS气室仍有被击穿的危险。因此在进行母线设计时需特别考虑VFT条件下气室内的绝缘水平,这点在今后的母线设计中应引起高度重视。     

SF_6气体分析技术及其在电气设备上的应用

利用 SF_6作为绝缘介质或灭弧介质的充气开关设备,已在全世界作为变电所设备推广使用,一些以空气绝缘的设备也逐渐被 SF_6绝缘的设备所代替。如 SF_6灭弧断路器(GCB)、SF_6绝缘开关设备(GIS)和 SF_6绝缘母线(GIB)等,都具有优良的特性——运行可靠,维修量少,节省场地,能适应环保要求,能抗盐污等。     

气体绝缘全封闭组合电器母线跳闸快速恢复方案

由于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)设备的封闭特性,GIS设备的事故处理较敞开式设备更加复杂。文中对GIS母线跳闸后试送电源的选择、线路、主变试送方案等关键问题进行了分析,提出一套GIS母线跳闸事故的快速恢复供电方案。该方案在母线跳闸后仅利用故障录波信息采用差动、方向保护原理准确定位故障区域,试送失电间隔时手动置位母线保护对应间隔的刀闸位置,线路/主变保护无需修改、恢复临时保护定值,保证试送过程中线路、主变、母线故障均可由快速无延时保护动作切除,提高了恢复供电速度和电网运行稳定性,具有一定的工程应用价值。     

GIS隔离开关触头烧损故障分析

气体绝缘家属封闭开关设备(简称GIS)是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、母线等元件组合封闭在接地的金属壳体内,充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质所组成的成套开关设备。GIS设备占地面积少,受环境的影响小,不会产生噪音和无线电干扰,运行安全可靠且维护工作量少,因而自问世以来得到了很快的发展。但由于GIS设备运行时间不是很长,运行人员和检修人员现场运行经验还不多,通过对GIS内部故障进行分析探讨,对GIS的运行维护有借鉴作用。     

内部故障电弧下GIS母线壳体的分析及设计

为验证GIS母线壳体在发生内部故障电弧时,壳体烧穿或短路电流被开断而不会发生爆炸,笔者依据经验公式完成了GIS母线筒的结构设计,并通过ANSYS结构模块对母线筒的强度进行了计算验证,同时通过2.8 MPa水压试验完成了对母线筒强度的校核,验证了设计和理论计算分析的可靠性。另外,考虑到母线筒内电弧的运动效应,由此引起的壳体烧穿时间加长,计算分析了此种情况下GIS母线耐内部故障电弧的能力。分析的结果表明,设计的母线壳体能够满足标准要求。     

内部导体结构对GIS母线损耗发热的影响

为研究内部导体结构对GIS母线的损耗发热的影响,运用有限元方法,以单相CIS母线为例,建立其损耗发热的电磁场-流场-温度场求解模型.在综合考虑集肤效应、涡流损耗、电导率温度效应、对流与辐射散热、以及重力加速度等多种因素影响的基础上,针对圆环、八边形、开缝圆环及开缝八边形等内部导体结构设计方案,计算分析了母线的热源和温度...     

新型550kV金属封闭组合电器在工程中的应用及存在问题

金属封闭组合电器(HGIS)是介于常规敞开瓷柱式电气设备(AIS)和气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)之间的一种新型电气设备。文章介绍了550kV HGIS近几年在我国9座500kV变电站工程中应用的情况，指出对采用敞开式母线的550kV HGIS产品，由于对其技术参数和型式试验目前完全执行的是550kV GIS的IEC标准，因此其存在隔离开关开合小电流的额定值、隔离开关开合母线(双母线)转换电压额定值比我国电力行业标准低得多，而快速接地开关因电动弹簧操动机构方面的原因合闸时间比我国电力行业标准大得多，以及SF6气室分割数量少影响供电可靠性等方面的问题，并提出了相应的解决方案或建议。     

GIS设备安装质量控制要点

气体绝缘金属封闭组合电器GIS(Gas-Insulated metal-enclosed Switchgear)设备因其占地面积少、运行维护工作量小、可靠性高、寿命长,在当今电力系统中广泛采用.但GIS设备一旦发生内部故障,修复周期长、过程复杂、对供电系统影响较大.通过分析导致GIS设备运行故障的原因,提出在安装施工环节质量控制要点,达到降低设备运行故障率的目的.着重阐述了3个方面的质量控制要点:防SF6气体泄漏、防SF6气体水份含量高和防GIS设备内部放电闪络.工程实践表明:严格把握控制要点,GIS设备运行可靠性、稳定性将大幅度提高.     

Development of a GIS fault location system

This paper describes a series of development tests carried out when developing a fault location system applied for the main bus of GIS (gas‐insulated switchgear) by using shock pressure relays. In the main bus of this GIS, each gas section per bay is connected by gas pipings. This paper also refers to the basic construction of the software of the fault location system actually applied to GIS with rated voltage less than 168 kV. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(2): 20–29, 2000     

Development of GIS fault location system using pressure wavesensors

This paper describes a series of development tests carried out when developing a GIS (gas insulated substation) fault location system using pressure wave sensors for a GIS with a main bus in which each gas section per bay is connected by gas piping. This paper also refers to the basic construction of the software of the fault location system actually applied to a GIS with a rated voltage of less than 168 kV     

基于LSSVM和混沌理论改进人工蜂群优化算法的GIS母线接头温度预测*

GIS母线接头过热已成为典型的过热性故障,为实现GIS母线接头温度的准确预测,在研究最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)算法的基础上,引入混沌理论改进的人工蜂群算法对LSSVM的参数进行优化,建立了一种基于参数优化LSSVM的GIS母线接头温度预测模型。通过GIS母线温度物理模拟实验,将实验所获得的负荷电流、GIS母线筒外壳测点温度及环境温度作为输入量,GIS母线接头温度作为输出量,对该模型进行了训练。结果表明,该模型的预测误差仅为0. 193%,优于ABC-LSSVM、LSSVM和RBF神经网络。提出的温度预测模型可实现母线接头温度的精确预测,为防止GIS母线接头过热性故障的研究奠定了基础。     

X射线数字成像检测系统在GIS设备中的应用

采用X射线透照技术,对GIS设备内部结构在成像板上进行成像,并使用数字扫描系统读取成像板上的图像信息,显示出设备内部结构影像,通过对现场不同电压等级GIS设备的成像试验,得到清晰的内部结构影像,实现了"可视化"检测的目的,为设备的故障诊断及状态检修提供了技术支持。