hgis組合電器在數(shù)字化變電站的應(yīng)用

1、前言隨著對(duì)變電站設(shè)備可靠率和可用率要求的不斷提高、電壓和電流測(cè)量技術(shù)的提高以及現(xiàn)代保護(hù)和監(jiān)控方案的引入，變電站的設(shè)計(jì)有了全新的理念。數(shù)字化HGIS是一種全新的混合型設(shè)備，它將最新的技術(shù)應(yīng)用于變電站的建設(shè)中。近幾十年來(lái)，高壓設(shè)備的革新程度不大，一些關(guān)鍵設(shè)備，如：斷路器(從空氣、少油到SF6)避雷器(從有間隙到無(wú)間隙)，電流和電壓互感器(從少油到SF6)，它們盡管有很大的技術(shù)改進(jìn)，但在外形尺寸上無(wú)重大改觀，因此變電站的布置也就沒(méi)有大的變化。

2、七十年代以來(lái)，隨著GIS技術(shù)的運(yùn)用，變電站在運(yùn)行條件和占地要求上有了重大的進(jìn)步。如今很多國(guó)家在較低的電壓等級(jí)就只用GIS設(shè)備?，F(xiàn)在很多變電站都已超期服役，越來(lái)越多的用戶考慮在新建和改造中應(yīng)用新的技術(shù)的。但新的技術(shù)很難應(yīng)用在已有的變電站里，因此改造中的革新不多。有太多的“接口問(wèn)題”需要高壓設(shè)備供貨商和變電站設(shè)計(jì)工程師去解決。這樣人們就開(kāi)始構(gòu)思應(yīng)用于敞開(kāi)式(AIS)和全封閉式(GIS)變電站中的全新理念。HGIS設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步有助于在變電站

3、的改造和新建項(xiàng)目中引入全新的思路。由于斷路器變得簡(jiǎn)單小巧，因而隔離開(kāi)關(guān)的功能便可以結(jié)合到其中，隔離與接地的功能也可以組合起來(lái)。隨著設(shè)備可靠性的提高和維護(hù)要求的降低有些隔離開(kāi)關(guān)或接地開(kāi)關(guān)甚至可以取消。當(dāng)前，有多種基于光電工作原理的電流和電壓傳感器可供選擇且其中大部分能與斷路器或套管裝在一起。能與這些傳感器通訊的控制設(shè)備也已開(kāi)發(fā)出來(lái)，使用低電壓或低電流模擬信號(hào)的保護(hù)設(shè)備已經(jīng)成熟，直接使用數(shù)字信號(hào)的設(shè)備正在開(kāi)發(fā)中。過(guò)去，常規(guī)的開(kāi)關(guān)設(shè)備控制系統(tǒng)

4、需從各方面取得信息來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)其功能，如氣體密度變化趨勢(shì)斷路器操作時(shí)間和速度斷路器和隔離開(kāi)關(guān)觸頭的磨損狀況等，這些測(cè)量值為維護(hù)和維修的進(jìn)行提供了早期信息?？煽夭僮餮b置的采用能減少斷路器及其相鄰設(shè)備所受的壓力，使用一兩個(gè)處理單元便能綜合所有的標(biāo)準(zhǔn)和附加功能，數(shù)據(jù)的傳送通過(guò)光纖進(jìn)行，這將大大節(jié)省銅線的使用并減少總的工程量?？傊?，將來(lái)AIS的變電站肯定與現(xiàn)在大大不同。所有的技術(shù)革新都能在變電站的新建項(xiàng)目中發(fā)揮作用，且很大程度上能為改造項(xiàng)目服務(wù)。

5、全新的變電站方案在當(dāng)今多變的市場(chǎng)上必須滿足用戶在經(jīng)濟(jì)上的要求。電力系統(tǒng)中成功的一個(gè)關(guān)鍵因素是變電站。由于上述的最新研究和開(kāi)發(fā)成果帶來(lái)了變電站設(shè)計(jì)的新思路人們力求找到全新的變電站方案。這樣在設(shè)備層(如:開(kāi)關(guān)設(shè)備)與數(shù)字化的數(shù)據(jù)處理相結(jié)合大大加強(qiáng)了傳統(tǒng)的AIS和GIS技術(shù)。數(shù)字化HGIS就是這樣的產(chǎn)品。全新的變電站方案采用一個(gè)共用的控制系統(tǒng)來(lái)簡(jiǎn)化操作它與功能增強(qiáng)的監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)進(jìn)一步減少全壽命成本并增加變電站的可用率并能與模擬型繼電

6、器和最先進(jìn)的數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)接口相連接。一個(gè)間隔的所有功能都綜合在一臺(tái)稱(chēng)為HGIS的數(shù)字化組合的設(shè)備中。光電型的電流和電壓傳感器直接與斷路器的斷口組裝在一起。布置、自動(dòng)化和通訊等的全新方案。對(duì)已有AIS改造，每相AIS設(shè)備均可永久地被HGIS模塊來(lái)替代。使用HGIS，上述設(shè)備就能在不改變已有鋼結(jié)構(gòu)和變壓器間隔母線的前提下進(jìn)行更換。HGIS需通過(guò)管形母線，附加柱式絕緣子和鉸線連接到母線上去，與母線和變壓器的連接可通過(guò)鉸線來(lái)實(shí)現(xiàn)。在安裝前，所

7、需的土建修改必須完成，線路和母聯(lián)間隔設(shè)備的更換可通過(guò)與變壓器間隔相似的方法來(lái)完成。在現(xiàn)有的AIS上增加新的間隔，而標(biāo)準(zhǔn)的AIS擴(kuò)建所需空間又不夠時(shí)使用HGIS就能方便地解決這個(gè)問(wèn)題。常規(guī)的AIS無(wú)法實(shí)現(xiàn)在雙母線接線時(shí)的布置，除非其中一條母線成為U形。對(duì)現(xiàn)有AIS設(shè)備檢修時(shí)可將HGIS模塊并聯(lián)于需檢修的AIS設(shè)備旁來(lái)臨時(shí)替代這樣后者就可從系統(tǒng)中分離而操作則可通過(guò)HGIS模塊來(lái)進(jìn)行。用HGIS來(lái)建整個(gè)新站，以前需幾個(gè)AIS設(shè)備達(dá)到的功能現(xiàn)在

8、用一個(gè)HGIS模塊就可完成。使用HGIS的變電站有如下優(yōu)點(diǎn)：.與使用鉸線的AIS相比HGIS所需的母線相間隔減小了；.鉸線連接距離縮短了；.連接距離縮短可減小短路電動(dòng)力；.管形母線降低了變電站的高度，因而鋼結(jié)構(gòu)的使用亦可減少；.間隔長(zhǎng)度、寬度均縮短；.戶外絕緣子和套管大大減少因污染產(chǎn)生的故障減少；.無(wú)或極少的絕緣子串；.鋼結(jié)構(gòu)和接地材料的使用減少；.基礎(chǔ)和溝的減少使混凝土的使用減少。HGIS設(shè)備因綜合了隔離開(kāi)關(guān)，電流和電壓傳感器，所以間

9、隔寬度可減小。在常規(guī)的AIS中，CT和PT的連結(jié)導(dǎo)體在短路情況下擺動(dòng)很大，因而相間距離和對(duì)地距離必須足夠大，所以一個(gè)AIS的間隔比同樣功能的HGIS間隔要寬得多。應(yīng)用HGIS設(shè)備布置可省卻很多鋼支架，因而所需的基礎(chǔ)數(shù)也可相應(yīng)地減少。其布置可應(yīng)用在空間受限制的地方，還可以應(yīng)用在架空輸電線下布置變電站、移動(dòng)變電站。使用HGIS設(shè)備也可容易地實(shí)現(xiàn)其他布置方式時(shí)采用的環(huán)形母線、雙斷路器等布置方式。為充分運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，新技術(shù)