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气体绝缘金属封闭开关设备CFTA 126 145 T1250 3150 40 1 一 GIS设备的现状二 GIS设备中的基本元件三 GIS设备的主要特点四 GIS设备的技术参数五 GIS产品现场运行示例六 GIS产品的特点 2 一 GIS设备的现状 GIS全称 气体绝缘金属封闭开关设备一般俗称为 全封闭组合电器 1 1产品发展背景从上世纪80年代开始 国内几个骨干企业经历了从油断路器 空气断路器到SF6断路器 从单体的敞开式断路器向SF6气体绝缘金属封闭开关设备 GIS 从生产126kV 252kV高压开关设备向生产363kV 550kV超高压开关设备以及800kV 1100kV特高压开关设备的研发和生产过程 2009年1月 平高与日本东芝合作全国首套1100kVGIS2个间隔在晋东南开关站运行 沈高与日本AE公司的首套1100kVGIS2个间隔在南阳开关站运行 西开与瑞士ABB首套1100kVGIS2个间隔在荆门变电站运行 3 1 2主要生产厂家和产品型号西安西开高压电气股份有限公司 ZF8 126 西安高压开关厂 ZF9 126 平高集团 ZF12 126 沈高 ZF15 126 北京北开电气股份有限公司 ZF4 126 上海华通开关厂有限公司 西安高压电器研究所电器制造厂 ZF10 126 泰开集团有限公司 正泰电气股份有限公司 上海西安高压电器研究所有限公司 如高高压电器有限公司 平高一东芝高压开关有限公司 上海西门子高压开关有限公司 上海平开华明高压开关有限公司 北京华东电气股份有限公司 厦门ABB华电高压开关有限公司 ELK 126 山东鲁能思翼帕瓦电机有限公司 维奥输配电 广州 有限公司 阿海珐 Areva 集团 F35 126 天水长城开关厂等 在这20多个生产厂家中 首先都生产126kVGIS 在生产550kV及以上GIS厂家中 外企 合企 主要有ABB Siemens Areva 东芝 AEPawer等企业 国企主要有西开高压电气 平高集团和新沈高 4 1 3市场容量 近年来 气体绝缘金属封闭开关设备 GIS 在国内越来越受到用户的青睐 特别在经济发达地区大都市 大型电力用户 供电公司和水电工程 经过这几年的努力 GIS 126kV的生产厂家多 产量也保持较高的年增长率 35 左右 例如GIS 126kV的产量2007年为5200间隔 而2008年达到7326间隔 预计2009年将超10000间隔 这只统计了高压开关分会的会员单位报送的产能 不包括非会员单位和外资企业的产量 5 1 4产品覆盖领域 GIS产品广泛应用于国家电网 电厂 冶金 化工 纺织 煤炭 电气化铁路等领域 6 二 GIS设备中的基本元件 GIS设备以间隔为单元 一个间隔中一般包括断路器 GCB 隔离开关 FDS 接地开关 FES 隔离接地开关 EDS 电流互感器 CT 电压互感器 PT 避雷器 LA 母线 BUS 出线套管 BSG 电缆连接装置 BSG 和就地控制柜 LCP 等基本元件 根据用户要求 基本元件的不同组合 形成不同的间隔类型 7 2 1断路器 GCB 能关合 承载 开断运行回路正常电流 也能在规定时间内关合 承载及开断规定的过载电流 包括短路电流 的开关设备 它是电力系统中最重要的控制和保护设备 按断路器灭弧原理来划分 有油断路器 多油和少油 压缩空气断路器 六氟化硫断路器 真空断路器 磁吹断路器和 固体 产气断路器 目前用得较多的是真空断路器和六氟化硫断路器 8 2 2隔离开关 DS 在分闸位置时 触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志 用来隔离电路或电源 在合闸位置时 能承载正常线路条件下的电流及在规定时间内的故障电流 必要时 对快速隔离开关 还要求能开合母线转换电流 小电容电流 如开合短母线 和小电感电流 如开合电压互感器 按使用场所分为户外用和户内用 按结构形式可分为单柱式 双柱式和三柱式 按绝缘类型分为敞开式和气体封闭型式 9 2 3接地开关 ES 用于将回路接地的一种机械式开关装置 以实现对设备或被检修线路的保护接地 在异常条件 例如短路 下 可在规定时间内承载规定的异常电流 但在正常回路条件下 不要求承载电流 特殊情况下 对快速接地开关 还应具有关合短路电流的能力 接地开关可独立安装 也可与隔离开关组装在一起 形成隔离 接地组合单元 按使用场所分为户外用和户内用 按绝缘类型分为敞开式和气体封闭型式 10 2 4电流互感器 CT 用于将高压电路中的大电流转换成低压的小电流 一般为1A 5A 将转换后的二次电流提供给测量仪器 仪表或保护继电器 常用的电流互感器有电磁式和光电式 11 2 5电压互感器 PT 用于将高压线路中的高电压转换成低压侧的低电压 110 3或100V 将转换后的二次电压提供给测量仪器 仪表或保护继电器 常用的电压互感器有电磁式 电容式和光电式 12 2 6避雷器 LA 一种过电压限制器 用以限制系统过电压 当过电压出现时 避雷器两端子间的电压不超过规定值 使电气设备免受过电压损坏 过电压作用后 又能使系统迅速恢复正常状态 YHl0W l00 260110kV交流系统用无间隙金属氧化物避雷器 YH一表示有机复合 H 外套金属氧 Y 化物避雷器 标称放电电流10kA 无放电间隙 W 避雷器额定电压100kV 标称放电电流下雷电冲击残压260kV 13 2 7金属封闭母线 BUS 三相母线导体封闭在同一个可靠接地的金属外壳中 外壳可采用铸造件和铝合金焊接件 严格按 压力容器安全检察规程 进行设计 生产制造 以确保材料结构 焊接工艺 检查等的安全可靠 14 三 GIS设备的主要特点 3 1优越的开断性能GIS所配断路器采用新型的自能式灭弧原理 自能热膨胀加上辅助压气装置的混合式结构 充分利用了电弧自身能量加热灭弧室中的气体 以提高压气室的压力 大大减小了操作功 具有更强的开断能力 开合线路充电电流无重燃和重击穿现象 电寿命达20次 隔离开关能满足切合母线转移电流和母线充电电流的要求 接地开关能满足关合短路电流和切合感应电流的要求 15 3 2操动机构无油化 无气化 具有高度运行可靠性 由于灭弧室采用上述混合式结构 从而减小了压气缸活塞的直径 大大减轻了分闸操作功 使得采用体积较小的弹簧操动机构便可满足要求 断路器配用弹簧操动机构 隔离开关 接地开关配用电动弹簧机构或电动机构 不仅结构简单 而且操作稳定性好 使用寿命长 因此 真正做到了无油化 无气化 避免了渗漏带来的操作不稳定性 满足了用户提出的无油 无气 少维护的要求 大大提高了运行可靠性 16 3 3体积小 重量轻 断路器 隔离及接地回路 母线等单元为三相共箱式结构 其外形尺寸较小 具有体积小 重量轻的特点 可以最大程度地减小安装面积 节约土建费用 17 3 4安装 检修方便 故障率低 CFTA型GIS除出线套管和部分联接母线外 采用整间隔运输方式 安装方便 周期短 安装费用较低 检修工作量小 时间短 该GIS全部采用三相机械联动 机械故障率低 并且其密封面和结合面少 气体年漏气率低 因而维护的工作量也很小 18 3 5低辐射 损耗少 噪音低 CFTA型GIS型GIS的无线电干扰水平低于500 V 适于在市区及居民区安装 外壳为铝合金焊接而成 其电磁感应磁场很小 因此涡流损耗也很小 减少了电能的损耗 操作功的减小 使得操作噪音大大将低 19 3 6模块化设计 CFTA型GIS灵活性强 可根据用户要求组合成单母线分段 桥形联接 线变组合和双母线分段等多种接线方式 20 四 技术参数 21 5 GIS产品运行示例 生产现场 22 虹桥站现场图 23 康兴站现场图 24 吕桥站现场图 25 天华站现场图 26 齐心站现场图 27 杨家站现场图 28 新城站现场图 29 六 我公司GIS产品的特点 6 1型式试验时 GIS产品的性能参数高断路器和隔离开关的断口具有更高的耐受电压 额定工频耐受电压305kV 额定雷电冲击耐受电压655kV 其额定短路开断电流