126kVGIS气体绝缘金属封闭开关设备讲义

126kVGIS气体绝缘金属封闭开关设备西安西开高压电气股份有限公司目录1GIS介绍2GIS元件构成3GIS间隔组成4GIS主接线形式、总体布置5SF6气体系统第一章GIS简介1名词解释SF6气体绝缘金属封闭开关设备又称封闭式组合电器，简写为GIS。它是三相带电导体封闭于一个充有一定压力SF6气体、且接地的金属外壳内。2GIS优点气体绝缘金属封闭开关设备，主要元件均装入密封的金属容器，内充以绝缘气体，故具有体积小、占地面积少、不受外界环境影响、运行安全可靠、维护简单和检修周期长等优点。第二章GIS元件构成1GIS元件介绍1.1CB—断路器1.2DS—隔离开关1.3ES/FES—检修/故障关合接地开关1.4BUS—母线1.5CT—电流互感器1.6VT—电压互感器1.7LA—避雷器1.8LCP—就地控制柜1.9终端元件–SF6\airBsg瓷套SF6\oilBsg油气套管CSE电缆终端2元件电气功能，电气符号及外形及结构原理2.1断路器电气功能：对电力系统和设备进行控制与保护，即可切合空载线路和设备，也可合分和承载正常的负荷电流；又能在规定的时间内承载、关合及开断规定短路电流或过载电流以使电网正常运行。图1断路器电气符号图2断路器外形结构原理：灭弧室为单压式变开距双喷结构，它是由静触头和动触头，压气缸，活塞以及其它部件组成。喷口、动弧触头、主动触头、气缸以及活塞杆组成灭弧室可动部装配。在合闸时，绝缘拉杆带动灭弧室可动部向上垂直运动，使动弧触头、动主触头和静弧触头、静主触头完全接触，完成合闸操作，电流从静触头侧梅花触头经静触头座、静触头、动触头、压气缸、中间触指和支持件流向动触头侧梅花触头。在分闸时，绝缘拉杆带动灭弧室可动部向下垂直运动，使动弧触头、动主触头和静弧触头、静主触头完全断开，完成分闸操作。图3灭弧室分内部示意图2.2隔离开关电气功能：能在分闸位置时，明显显示电路断开且保证触头间的开距，保证符合规定的绝缘隔离的要求；又能在合闸位置时，承载正常线路条件下的电流及规定时间内的异常电流（如短路电流），还能切合母线转移电流和母线充电电流。静弧触头座静弧触头喷口静主触头压气缸合闸状态绝缘支持台压气缸分闸状态绝缘拉杆活塞杆灭弧室绝缘台静弧触头静主触头喷口活塞主动触头动弧触头图4隔离开关电气符号图5GL型隔离开关外形及内部结构外形图结构原理：动触头、夹叉、拐臂连接在一起，构成隔离开关内部的可动部分，拐臂与绝缘拉杆连接，绝缘拉杆与轴密封连接。在机构给出合闸操作命令时，机构的连接机构带动轴密封和绝缘拉杆转动，从而带动拐臂转动，拐臂推动夹叉和动触头向静侧导体运动，使动触头与静触头完全接触，从而完成合闸操作。在分闸时，机构带动轴密封、绝缘拉杆向相反方向转动，拐臂也向相反方向转动，将夹叉和动触头往回拉动，使静触头完全回到动侧屏蔽罩内，从而完成分闸操作。绝缘盆子屏蔽罩静侧导体动触头外壳动侧导体夹叉拐臂绝缘拉杆电动操作机构箱轴密封闭锁杆图5GL-DS分闸示意图动侧导体屏蔽罩绝缘盆子外壳静侧导体拐臂夹叉动触头绝缘拉杆电动操作机构箱轴密封闭锁杆图6GL-DS合闸示意图2.3接地开关/快速接地开关电气功能：一般的维修用接地开关，如需要时可操动机构使之将回路接地，以保护人身安全。快速接地开关除具备维修用接地开关的功能外，还具备关合规定的短路电流的能力；尚且切合线路电磁感应电流和静电感应电流。图7电气符号图图8接地开关外形结构图原理结构：装在壳体中的动触头通过密封轴、拐臂和连接机构相连，壳体采用转动密封方式和外界环境隔绝，当该接地开关合闸时其接地通路是静触头，动触头、壳体及接地端子。接地开关壳体与GIS壳体之间具有绝缘隔板，拆开接地线后，可用于主回路电阻的测量，断路器机械特性的检测。屏蔽罩绝缘盆子接地导体接地线机构箱闭锁杆位置指示轴密封连杆轴导体屏蔽罩导体接地导体接地端子板静侧导体外壳拐臂连杆图9接地开关合闸示意图连杆拐臂外壳静侧导体接地端子板接地导体导体屏蔽罩导体轴连杆轴密封位置指示闭锁杆机构箱接地线接地导体绝缘盆子屏蔽罩图10接地开关分闸示意图2.5母线主母线和分支母线均采用三相共箱式结构。母线导体连接采用表带触指，梅花触头。采用主母线落地布置结构，降低了开关设备高度，缩小了开关设备占地面积。在适当位置布置金属波纹管。B相A相C相M1★CCMBCA450750CCMM750450BCAM1500BCA750750MC★3001500★图11三个间隔单母线主母线示意图2.5电流互感器电气功能：将大电流转换成小值电流，在正常情况下，供给测量仪器、仪表以利计量用，在故障状态供给保护和控制装置，以便对系统进行有效保护。一般测量极与保护极是分开的。图12CT电气符号图13CT内部结构原理结构：内装电感式三相环氧浇注型电流互感器；导体=初级线圈：次级线圈固定在环型铁心上；电流互感器线圈处于地电位，属于无故障CT；2.6电压互感器电气功能：将高电压转换成低电压，正常情况下，供给测量仪器、仪表作为计量用，或传递电压信息供给保护和控制装置，以便对系统进行有效地保护。原理结构：所用电压互感器的一次绕组为全绝缘结构，另一端作为接地端和外壳相连。一次绕组和二次绕组为同轴圆柱结构，一次绕组装有高压电极及中间电极，绕组两侧设有屏蔽板，使场强分布均匀。图14VT电气符号图15VT内部结构示意图2.7避雷器电气功能：当雷电入侵波或操作波超过某一电压值后，优先于与其并联的被保护电力设备放电，从而限制了过电压，使与其并联的电力设备得到保护。原理结构：避雷器为罐式氧化锌型封闭式结构,采用SF6气体绝缘，垂直安装。避雷器主要由罐体、盆式绝缘子，安装底座及芯体等部分组成，芯体是由氧化锌电阻片作为主要元件，它具有良好的伏安特性和较大的通流容量。图16LA电气符号图17LA外形图2.8终端元件：电气功能：GIS通过终端元件与外部电气设备连接。按连接方式不同分为SF6充气套管、电缆终端、油气套管三种。2.8.1空气套管（三相分箱）：通过架空线与外部设备连接。图18BSG电气符号图19BSG外形图2.8.2电缆终端：通过电力电缆与外部设备连接。图20CSE电气符号图21CSE外形结构图2.8.3油气套管(三相分箱)：与变压器直接连接。图22油气套管电气符号图23油气套管外形结构图第三章GIS的间隔1概述GIS是由完成某一功能的各个单元（又称间隔）组成，例如，进出线间隔、母联间隔、保护间隔等，通过各种间隔的组合，可以满足电力系统不同接线方式的要求。接线方式将在第四章介绍。2Z型断路器瓷套式进出线间隔3C型断路器电缆终端进出线间隔4母联间隔5保护间隔第四章GIS一次主接线与布置方式1概述126kVGIS主要布置形式有单母、双母分段、桥形、双桥、双母、变压器直联等多种接线方式，以桥形接线为多。2内桥接线3双母接线15121413111098725009000800080004000400065006500879101211131415150015001500VTVTVTVTVT4线路变压器VD11（A,C相）CSE11CSE12ES13DS11CB11LA11ES12DS12ES11CT11CT12CT13CT14DS13DS14FES11FES12（A,C相）VD12CSE13DSLADSDSECTDSESLCPSMCTCBECSEFFES25853875机构箱位置5双母分段121311109876543LALALALALALAQ1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT31CT32CT33CT34CT35P230.11kV0.11kV33//132kVVT900/450/1CL.PX900/450/1CL.5P2030VA900/450/10.515VA3000/1CL.PX3000/1CL.PXCSEQ1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT41CT52CT43CT44CT45Q5230.11kV0.11kV33//3X330kVVT400/200/1CL.PX400/200/15P2030VA400/200/10.515VA3000/1CL.PX3000/1CL.PXBSGQ1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT51CT52CT53CT54CT5530.11kV0.11kV33//132kVVTCSESAMEASBAYNO.E03Q1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT81CT82CT83CT84CT8530.11kV0.11kV33//132kVVTCSESAMEASBAYNO.E03Q1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT91CT92CT93CT94CT95Q52SAMEASBAYNO.E04Q1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kACT101CT102CT103CT104CT10530.11kV0.11kV33//132kVVTCSESAMEASBAYNO.E03VT2000A2000A31.5kAFOR3SEC.3150A145kVBUS,LIVW650kVVT2000A30.11kV0.11kV33//3X330kVVTBSGQ1Q16Q1Q17Q2Q69CT72CT71Q03150A,31.5kACT74CT73CT75Q51Q52Q1Q23150A3000/1CL.PX3000/1CL.5P203000/1CL.5P203000/1CL.0.53000/1CL.PX3150ACT62CT61Q03150A,31.5kACT64CT63Q51Q52Q11Q123150A3000/1CL.PX3000/10.515VA3000/1CL.PX3000/15P2030VA3150A31.47VA15VA31.47VAMMMMMMMMMMMMMMMMMMQ9Q52Q82000AMMMQ9Q52Q82000AMMMQ9Q52Q82000AMMMQ9Q52Q82000AMMMMMMMMMMMMMMMP1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P1P2P1P2P2P1P2P1P1P2P1P2P1P2Q1212131500HH11109876543FESESCTLCPSMCBARVTCSE15001500FCBSMLCPESCTVTBCABSGFECBSMLCPFESESCTAREVTCSELCPLCPHEFESESLCPCTSMCBARCSEVTE4925LCP1425F1500Q1SMBSG1500VTSM1500SMCBECSEFESCTESCTVTARA1500150015001500FHESVTCCTBSMJCBKVTLJKQ11CTLVTLCP城南站主接线图、平面布置及SF6气室图第五章SF6气体系统1概述GIS以一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质，为保证GIS运行的可靠及安全性，必须在运行中对GIS内部的SF6气体进行监控。现大多采用分散控制方式（SF6气路按气隔单元在各自的监控装置进行监控，与LCP柜仅有电气信号相连）。设计原则是按照设备各元件的执行功能并尽可能减少气隔的数量,同时考虑到减小事故和检修时涉及的范围来设置，每一个气隔单元有一套元件即：SF6密度计、自封接头、SF6配管等，他们直接安装在气隔单元的合适位置。抽真空、充放气、测水份、对气体进行分析都可就地通过自封接头进行。2气室划分下图以一出线间隔的SF6系统图举例，图中表示了每个气隔单元的气室划分和气室的各种压力置。在每个间隔的LCP柜柜门上有一次主接线图，在模拟图上用黑色菱形表示气隔绝缘子，显示出每个间隔的气室划分。城南站SF气室图