浅谈 C-GIS 气体绝缘金属封闭开关柜在变电站的应用

发表时间:2020/9/4   来源:《当代电力文化》2020年第10期   作者:吴贤峰 耿照江 李萌
[导读] 随着我国经济科技的发展,变电设备也快速发展,35kV C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜(简称充气柜)走进了变电站,本文针对新设备与传统空气绝缘的开关柜进行比较分析。
        摘要:随着我国经济科技的发展,变电设备也快速发展,35kV C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜(简称充气柜)走进了变电站,本文针对新设备与传统空气绝缘的开关柜进行比较分析。

        关键词:C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜,充气柜,35kV配电系统,

        引言
        变电站是将发电厂和用户连接在一起的一个十分重要的环节,其中35kV配电系统将电源配送至各行各业的工厂,满足社会生产生活,更有“承上启下”连接低压配电系统的作用,由此35kV配电设备的性能好坏对于整个配电系统起到了至关重要的作用。C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜较传统开关柜更具安全性,运行可靠性,以及占地空间更少。

        1、C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜简介
        C-GIS气体绝缘金属封闭开关柜是以真空断路器为主开关,将断路器、电流互感器、电压互感器、三工位隔离开关、避雷器等设备密封在一个SF6气室内;集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技术产品;具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。SF6气体起设备相间绝缘作用,不起断路器灭弧作用,所以SF6气体压力较低(约0.12MPa),约为GIS设备的四分之一。
        
        2、C-GIS与传统开关柜比较
        2.1 占地面积和运行环境
        传统的开关柜(如KYN61型、GBC35型、JYN1型),每个柜宽1.8米,大电流充气柜宽0.8米,一般充气柜只有0.6米,充气柜大幅降低了设备的安装空间,节约大量的土地资源和征地费用。由于基础小,工程量少,大大减少了基础工作和费用开支。充气柜跟户外35kV配电设备相比更有优势。为满足变电设备正常运行,传统的开关柜需要采取一些如装设加热器和除湿器的定期投入来防止污闪、湿闪,定期清理或维护、预试、及时更换损坏部件等措施,才能保证开关设备的运行安全,这是一种以空间换可靠性的过渡产品,小型化的充气柜避免了以上的缺点,显得非常必要和迫切。
        
        2.2 安全问题
        传统的开关柜对导电尘末和其他类型污染防护能力差,无法消除外界恶劣环境的影响,一方面由于大量采用了复合绝缘材料,对绝缘材料的可靠性要求很高,在污染严重的情况下会导致局部放电,在酸雾、凝露严重的情况下会引发开关柜短路事故;另一方面未能杜绝外界恶劣环境(特别是酸雾、凝露)对绝缘材料的严重腐蚀,往往运行一段时间后就会出现绝缘性能普遍下降现象,绝缘材质不好,抗老化差,易受潮、凝露;国产手车柜还普遍存在发热问题,如由于加工精度不高或材质原因,隔离插头或隔离开关的动、静触头接触压力不够,接触不良,触指容易发热,长期运行后触指和静触头之间放电,引起短路事故。
        C-GIS开关柜将高压设备全部密封在气室内,并充气绝缘,在运行中不受外界大气环境条件的影响,从根本上避免发生开关柜在运行中发生的污秽、潮气及小动物问题,也避免了工作人员因跑错间隔而发生的人身触电事故。C-GIS开关柜采用三工位隔离开关,从根本上杜绝了带接地闸刀合闸和带电合地刀的误操作风险,省略他们之间的电气操作联锁,使运行的可靠性大大提高。三工位闸刀替代手车柜的隔离插头,避免了隔离插头接触不良、弹簧触指压力不足引起隔离插头发热的问题。

C-GIS开关柜在设计上采用了模块化的插接技术,实现高压元器件插接式的连接方式,如PT、避雷器、电缆等,可以实现所有方案通过简单的方式来实现,气室预留备用插接口,满足远景发展要求。每个开关柜气室都有压力释放装置,释放压力气体朝柜体上方,不会影响柜前的人员和相邻的设备。

        2.3 倒闸操作问题
        变电设备的运行离不开倒闸操作,35kV传统开关柜在操作过程存在一定问题。35kV开关手车重量大,操作对人员体力要求高,特别大型操作时,人员体力精力损耗严重,疲软工作,提高事故发生的可能性;设备及轨道磨损变形,容易卡涩,操作不到位,隔离触头间咬合不严而进行放电,可能引起短路事故;还有的开关手车存在缺陷,在操作过程中,会自动合上断路器,可能造成带负荷合闸恶性人身触电事故。操作强度大,时间长,对用户停电时间长,影响供电可靠性和供电指标。35kV户外设备受大气影响,经常出现的瓷瓶断裂、操作失灵、导电回路过热、腐蚀、传动机构锈蚀等问题,操作过程容易发生卡涩,失灵等问题。
        充气柜的采用固定式安装方式,倒闸操作无需操作开关手车,其三工位闸刀属电动操作,当地后台机可以进行遥控操作,节省了操作时间,提高供电可靠性和保障了供电指标,最关键的是其远方遥控操作极大的提高的操作人员的人身安全。随着科技发展,实现程序操作,或者配合配网自动化实现自动隔离故障点,保障人身、电网、设备等安全。

        2.4 检修周期
        传统的开关柜,每6年进行一次全所预防性试验,对设备进行除污、除湿、除绣、清理、维护、试验及时更换损坏部件,日常运行中发生缺陷进行消缺等。
        充气柜将一次带电设备及其绝缘件装在密封充气金属箱体中,SF6绝缘可防止接触面和螺栓连接的氧化,外部环境不会对绝缘造成损害,大大延缓了绝缘材料老化,可以做到免维护,整个C-GIS产品的运行可靠性和使用寿命使用年限可以超过20年。

        3、C-GIS运维注意事项
        3.1 工作人员不得单独或随意进入配电室进行巡视,不准一人进入从事检修工作。?因工作需要必须进入时应先通风15min,并用检漏仪测量SF6气体含量合格。只有当SF6气体在室内稀薄到一定程度后,才允许人员进入。工作区空气中SF6气体含量不得超过1000μL/L?。进入SF6配点装置室低位区或电缆沟进行工作,应先检测SF6气体含量是否合格。
        3.2  巡视时注意保护装置信号与设备状态对应,各电磁锁完好;设备柜体无发热情况。
        3.3  操作时不要跑错间隔,按操作票操作,不准擅自更改操作票,不准随意解除闭锁装置。

        4、结束语
        综上所述,C-GIS开关柜在35kV配电系统中具有非常明显的优势,随着我国电力行业的发展,充气柜替代传统开关柜是必然趋势,能更好的为电网安全稳定、经济运行的做出贡献。
        
        参考文献:
        1、C-GIS气体绝缘封闭开关设备  百度百科文献
        2、包趋宁  C-GIS设备的发展及应用分析  ?《科学与财富》2010(05)
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