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1 GIS介绍2 GIS元件构成3 GIS间隔组成4 GIS主接线形式、总体布置5 SF6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。
2 GIS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1 GIS元件介绍1.1 CB—断路器1.2 DS—隔离开关1.3 ES/FES—检修/故障关合接地开关1.4 BUS—母线1.5 CT—电流互感器1.6 VT—电压互感器1.7 LA—避雷器1.8 LCP —就地控制柜1.9 终端元件– SF6 \air Bsg 瓷套SF6 \oil Bsg 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。
静弧静主绝缘缸分闸状态拉杆杆室绝缘台静弧静主喷口触头触头图4 隔离开关电气符号图5 GL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。
外壳夹叉拐臂 图5 GL-DS 分闸示意图图6 GL-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。
图9 接地开关合闸示意图图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。
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12 CT 电气符号 图13 CT 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14 VT电气符号图15 VT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16 LA电气符号图17 LA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18 BSG 电气符号 图19 BSG 外形图 2.8.2 电缆终端:通过电力电缆与外部设备连接。
图20 CSE 电气符号 图21 CSE 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3 C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1512141311109878791012111314154 线路变压器CSE11 CSE12LA11CSE13F5 双母分段121311109876543LALALALALALAQ1Q22000A2000A Q51Q03150A,31.5kA CT31CT32CT33CT34CT35P230.11kV0.11kV 33//132kV VT900/450/1 CL.PX 900/450/1 CL.5P20 30VA 900/450/1 0.5 15VA 3000/1 CL.PX 3000/1 CL.PX CSEQ1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kA CT41CT52CT43CT44CT45Q5230.11kV0.11kV 33//3X330kV VT400/200/1 CL.PX 400/200/1 5P20 30VA 400/200/1 0.5 15VA 3000/1 CL.PX 3000/1 CL.PX BSGQ1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kA CT51CT52CT53CT54CT5530.11kV0.11kV 33//132kV VTCSES A M E A S B A Y N O . E 03Q1Q22000A2000A Q51Q03150A,31.5kA CT81CT82CT83CT84CT8530.11kV0.11kV 33//132kV VTCSES A M E A S B A Y N O . E 03Q1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kA CT91CT92CT93CT94CT95Q52S A M E A S B A Y N O . E 04Q1Q22000A2000AQ51Q03150A,31.5kA CT101CT102CT103CT104CT10530.11kV0.11kV 33//132kV VTCSES A M E A S B A Y N O . E 03VT2000A 2000A31.5kA FOR 3 SEC.3150A 145kV BUS, LIVW 650kV VT2000A30.11kV0.11kV 33//3X330kV VTBSGQ1Q16Q1Q17Q2Q69CT72CT71Q03150A,31.5kA CT74CT73CT75Q51Q52Q1Q23150A3000/1 CL.PX 3000/1 CL.5P20 3000/1 CL.5P203000/1 CL.0.53000/1 CL.PX 3150ACT62CT61Q03150A,31.5kACT64CT63Q51Q52Q11Q123150A3000/1 CL.PX 3000/1 0.5 15VA 3000/1 CL.PX3000/1 5P20 30VA 3150A31.47VA15VA31.47VAQ9Q52Q82000AQ9Q52Q82000AQ9Q52Q82000AQ9Q52Q82000AP1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P2P1P1P2P1P2P2P1P2P1P1P2P1P2P1P2121311109876543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。