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GIS的复合化发展及二次系统现代化

【摘要】:GIS从问世以来,一直向高电压、大容量、小型化、复合化方向发展。再者,为了缩小GIS的体积,在许多GIS中采用组合式结构,朝着复合化方向发展。这样做的结果,减少了零部件数和密封长度,并使GIS尺寸明显缩小。现代高压SF6断路器和GIS发展的一个显著特点是二次系统现代化,即由传统的机电系统发展成以计算机为中心的现代智能化系统。

GIS从问世以来,一直向高电压、大容量、小型化、复合化方向发展。通过几十年的运行经验,不断改进设计,使得GIS在向高电压、大容量发展的同时不断小型化、复合化。

断路器是GIS中最重要的设备之一,经过对断路器不断研究开发,现在已经成功地研制出363kV和550kV单断口SF6断路器,从而可以大大缩小GIS的体积。在126~252kV电压等级上,开发研制出了配弹簧操动机构的自能式小型化SF6断路器,也使得GIS的体积大大减小。

高性能氧化锌(ZnO)避雷器的研制成功,降低了雷电冲击绝缘水平,大大减小了绝缘尺寸和GIS尺寸,例如用550kV高性能氧化锌避雷器的残压水平将GIS的雷电冲击耐受电压从1800kV减至1425kV/1550kV。因而单断口断路器和高性能氧化锌避雷器用于330kV以上GIS,对于缩小GIS尺寸非常明显。

再者,为了缩小GIS的体积,在许多GIS中采用组合式结构,朝着复合化方向发展。复合化的措施主要如下:将电缆终端、电压互感器、避雷器、隔离开关、接地开关置于一个罐内,由于线路侧元件复合化了,充气罐数量减为原来的1/2,密封部位减少50%以上。这样做的结果,减少了零部件数和密封长度,并使GIS尺寸明显缩小。在许多结构中采用三工位隔离开关,即关合、隔离和接地由一个开关来完成。

还有环氧树脂浇注技术的进步,使得浇注大型绝缘筒成为可能,大大缩小了GIS的尺寸。另外操动机构也在不断改进,如从气动操动机构和液压操动机构到弹簧操动机构,使得操动机构尺寸也不断减小,而且每一种操动机构都在改进中,如液压操动机构不断改进结构,减少了管道数量和长度,从而减少了密封点及密封长度。断路器灭弧原理从压气式发展到膨胀式,不仅简化了断路器结构而且大大减少了操作功,使之采用低操作功的弹簧操动机构成为可能。此外,根据主接线的要求,对各元件合理布置,亦能使GIS更加紧凑。

现代高压SF6断路器和GIS发展的一个显著特点是二次系统现代化,即由传统的机电系统发展成以计算机为中心的现代智能化系统。其特点是用新的传感器采集信息,用光纤传输信息,用计算机处理信息,并用数字显示信息,可在线监视断路器和GIS的运行状态,变“定期检修”为“状态检修”。这样做的结果是,大大提高了运行可靠性,同时大大节省了检修费用,因而技术的二次现代化带来了巨大的技术经济效益。