gis结构剖析

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1、气体绝缘金属封闭 开关设备 GIS 结 构 简 介,一.结构概述,气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS), 由于它将断路器、隔离开关、接地开关母线、互感器、避雷器等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。因此倍受用户欢迎，发展非常迅速，现已被广泛的运用于各类变电站。,GIS的构成,G I S,间隔,元件及系统,辅助设备,备件/工具等,间隔,元件及系统,间隔,元件及系统,GIS的构成,组 成 元 件,CB断路器 DS隔离开关 ES/FES检修/故障关合 接地开关 BUS母线 CT电流互感器 VT电压互感器

2、 LA避雷器 LCP 就地控制柜 终端元件 SF6 air Bsg ; SF6 oil Bsg CSE电缆终端,系统组成,GIS的构成(续),总装 内导 DS/ES连接机构 接地系统 SF6系统 压缩空气系统 电器控制系统 电线管、空气配管 底架支架 平台,GIS的构成(续),D 由用户选择的 辅助设备 充放气装置 SF6检漏仪 SF6水份仪 其它装置设备,C 其它 运输品 试验品 备品备件 专用工具,GIS的分类,按电压: 72.5kV GIS 126kV GIS 145kV GIS 252kV GIS 275kV GIS 363kV GIS 550kV GIS,按结构: 全三相共箱型 主母

3、线三相共箱;其余分箱型 全三相分箱型,SF6气体系统（西高）,GIS SF6气体系统的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。 GIS SF6气体系统采用分散监控方式，取消了SF6阀门及SF6管路系统。采用新型的自封接头及SF6密度计，从而去除了GIS外部的泄漏环节，使GIS具有更低的SF6泄漏率。 密封技术应用三菱公司技术，即O形圈+密封胶技术，可确保产品的气密性。,SF6气体系统,SF6气体系统示例,压缩空气系统（西开厂）,压缩空气系统是为GIS断路器、隔离/接地开关（如选用气动机构）操作提供气源的装置。 GIS压缩空气系统可选

4、用双回路供气，确保正常供气及检修之用。 GIS压缩空气集中供气系统可选用由两台压缩机、两个主储气罐、控制屏和电气柜构成。,六、压缩空气系统,控制系统直接反映元件的工作状态，电力系统运行状态和变电站的运行方式. 实现就地及远方操作 与主控屏连接后，可实现自动跳闸和重合闸。 控制部分实现GIS元件的闭锁和元件之间的联锁，,电气控制系统,气体绝缘金属封闭 开关设备,ZF9-252,A组 成 元 件,CB断路器 DS隔离开关 ES/FES检修/故障关合 接地开关 BUS母线 CT电流互感器 VT电压互感器 LA避雷器 LCP 就地控制柜 终端元件 SF6 air Bsg ; SF6 oil Bsg C

5、SE电缆终端,总体构成,B系统构成,总装 内导 DS/ES连接机构 接地系统 SF6系统 压缩空气系统 电器控制系统 电线管、空气配管 底架支架 平台,二、总体构成 (续),ZF9-252 GIS经过十余年两百多个间隔的设计生产积累了丰富的经验，目前ZF9-252 GIS的工程设计生产均结合各工程特点按已成熟的标准功能单元及间隔模块进行。真正达到了标准化、模块化设计生产。,标准间隔模块介绍(1),252kV GIS电缆进出线间隔布置示例,五、标准间隔模块介绍,252kV GIS进出线间隔布置示例,五、标准间隔模块介绍,252kV GIS母联间隔布置示例,五、标准间隔模块介绍,252kV GIS

6、保护间隔布置示例,五、标准间隔模块介绍,ZF12-252 GIS的工程设计生产均结合各工程特点按已成熟的标准功能单元及间隔模块进行。真正达到了标准化、模块化设计生产。,标准间隔模块介绍(2),套管出线间隔,包括：断路器、快速隔离开关、电流互感器 接地开关、共箱母线、控制柜、套管,电缆出线间隔,包括：断路器、隔离开关、电流互感器、接地开关、共箱母线、控制柜、电缆头单相电压互感器,母联间隔,包括：断路器、隔离开关、电流互感器 接地开关、共箱母线、控制柜、,测保间隔,包括：PT、氧化锌避雷器、快速隔离开关、 接地开关、共箱母线、控制柜,总体布置平面图,元件介绍,断路器 母线 隔离开关 接地开关 电流

7、互感器 电压互感器 电缆连接装置 进出线套管 避雷器 间隔汇控柜 GIS与变压器直连装置,断路器结构,单断口断路器本体示意图,1.六氟化硫断路器（西高）,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。 在合闸位置，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。,灭弧室内部结构图,断路器主要特点,1. 优良的开断能力 2. 自力型触头的应用 3. 优良的导电回路设计 4。结构简单 5。 比较长的电寿命 6。便于检修,灭弧室原理图,断路器配CQ6气动机构原理图,断路器配气动机构,分闸操作依靠储气罐中1.5MPa的

8、压缩空气进行。分闸的同时给合闸弹簧储能，为合闸操作作准备。合闸操作时合闸弹簧被释放，使断路器合闸。,隔离开关 、接地开关,角形隔离开关、接地开关主回路转折处 线形隔离开关、接地开关主回路直线处 普通隔离开关、接地开关配电动机构 快速隔离开关、接地开关配电动弹簧机构,角形隔离开关,外观照片,线性隔离接地开关,普通隔离、接地开关 电动操动机构,1 蜗轮 2 蜗杆 3 大齿轮 4 小齿轮 5 电机 6 输出轴 7 大锥齿轮 8 小锥齿轮 9 电磁锁 10 手动摇把,机构原理,机构内部,机构装在产品上,快速隔离、 快速接地开关 弹簧操动机构,机构原理,机构内部,机构装在产品上,1 蜗轮 2 蜗杆 3

9、大齿轮 4 小齿轮 5 电机 6 分合闸弹簧 7 输出轴 8 油缓冲器 9 大锥齿轮 10 小锥齿轮 11 电磁锁 12 手动摇把,2. 隔离开关（西高）,隔离开关(分相式）有GL、GR两种.GR型载流回路呈直角形，GL型呈直线形。 两种隔离开关的所有带电部件均安装在金属壳体中。 两种隔离开关都可组合进一台接地开关，使GIS布置时更加紧凑、随意、多变。,a.GR型布置,隔离开关的分、合闸装置没有开断能力，因此，与断路器及其它隔离开关和接地开关之间必须具有联锁。根据主接线的需要，隔离开关有时须具备一定的开合容性、感性小电流和母线转换电流性能，其隔离开关内部通过专门设计来满足。 隔离开关由三个标准

10、装配单元组成,并且配有一台气动或电动、弹簧操动机构。,b. GL型布置,2. 隔离开关 (分相式）,2. 隔离开关 (三相共箱式）,ZF9-252 GIS三相共箱式隔离开关 内部结构图,隔离开关配CTG2型弹簧操动机构或CJG2型电动操动机构原理图.,隔离开关配用机构,机构为弹簧/电动机构，运行更可靠，更安全。,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。 可选配电动/弹簧机构或气动机构,

11、3.检修用接地开关:,3.检修用接地开关（三相共箱式）,内部结构示意,4.故障关合用接地开关,具有关合短路电流的能力。 具有开合感应电流的能力。 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。 可选配电动/弹簧机构或气动机构,ES 配电动机构原理图,3.主母线及分支母线,主母线采用三相共箱式结构.分支母线采用分相式结构 母线导体连接采用表带触指，梅花触头。壳体材料采用铝筒及铸铝壳体低能耗材料，可避免磁滞和涡流循环引起的发热。并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。,主母线,分支母线,

12、电流互感器外形图,4.电流互感器,内装电感式单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； 对保证气室含水量为不超标有着重要作用； 测量精度高可做到0.2级。,电流互感器,600/5 0.2 30VA 为测量线圈 600/5 10P20 30VA 为保护线圈 600表示GIS额定电流为600A； 5表示二次电流为5A； 0.2表示测量误差为0.2； 30VA表示线圈的容量； P表示保护线圈； 10P表示准确级； 20表示准确限制系数。,注意：CT的各个线圈在任何情况下不允许开路，否则会产生危及人身安全和损害CT性能的高电压。

13、,电流互感器线圈的技术参数,每个线圈有两个抽头，它们都放置在金属壳体内，壳体内充额定压力的SF6气体。主绝缘是SF6气体和盆式绝缘子。,每只线圈上都有极性标志P1，装入时应与壳体上的标志P1一致，以保证一次接 线端子与二次接线端子在同一瞬间具有 同一极性，即当一次电流由P1流向P2 时，二次电流从Kn1经外回路流向Kn2（n为1,2，3或4）。,5、电压互感器,电压互感器用于 电压测量和系统保护。,注意：试验时要解开N端与地连接，试验完后一定要恢复N端的接地，否则送电时会烧毁电压互感器。,GIS配套的电压互感器是SF6绝缘电磁式电压互感器，为GIS提供电压参考的测量和保护用。 金属壳体内充SF

14、6气体作为主绝缘，内装铁芯和一次绕组、二次绕组和剩余绕组。壳体上装有二次出线盒用于连接测量仪表，进行测量 和控制。,6.避雷器,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,避雷器图,7、电压互感器,ZF9-252kVGIS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。,电压互感器图,8、终端元件,SF6充气瓷套管示意图,内充S

15、F6气体； 装有旋压（一体化）超长屏蔽罩改善了电场分布； 瓷套外绝缘具有耐受、级污秽等级的能力。,1）SF6充气瓷套管:,2）电缆终端,电缆终端是把高压电缆连接到GIS中的部件。其设计及GIS与高压电缆制造分担按IEC600859执行。,3）变压器连接头,变压器连接头是把变压器引出接头连接到GIS中的部件。其设计及GIS与变压器制造分担按IEC601639执行。,进出线套管,氧化锌避雷器,避雷器用于限制电力系统的过电压，实现过电压保护。,电流互感器线圈的技术参数,110/3/0.1/0.1KV 0.5/3P 75/120/300VA 表示的是三绕组的电压互感器 110/3表示额定相电压； 0.1/3 表示二次绕组电压； 0.1KV表示剩余绕组电压； 0.5测量用绕组准确级，表示电压误差 为 0.5； 3P表示保护绕组准确级，表示电压误 差为 3； 75/120/300VA 额定输出标准值，表示容量。,电缆连接装置,与电缆进出线的连接。,电站高压带电部分 完全不受大气环境影响,GIS与变压器直连,实现二次回路智能化 GIS在线监测和远程监控,8、二次控制可采用PLC,间隔汇控柜面板有主接线的模拟， 实现GIS间隔各元件的近控、远控 根据用户要求可设 报警、状态显示和电气测量等。,