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1、PASS 与 GIS. AIS 的综合告目录序言第3页1. 可靠性及寿命周期分析第6页2. 工程技术经济分析第18页3. 结论第22页4. 附件1第 23页5. 附件2第 24页序近几十年来，对高电压设备的革新程度不大。一些关键电气设备，如断路 器(从空气、少油到SF6气体)、避雷器(从有间隙到无间隙)、电流电压互感 器等，其尽管有很大的技术改进，但在外形尺寸上无重大改观。因此，变电站 的布置也就不可能有太大变化。自从PASS装置出现，改进变电站的整体布局已 成为可能。二十世纪六、七十年代，GIS技术在运行条件和占地要求上有了重大进步， 如今许多国家在较低的高电压范围内只采用GIS设备。另外很
2、多现有的变电站 已超期服役.越来越多的用户要么考虑逐个更换如断路器、隔离开关等设备,要 么衡量在改造中应用新技术的可能性。目前,项目的改进率相对较低，人们正寻 求一种更灵活、更可靠的设备来满足变电站发展的需要，这便促进了新的产品 应运而生。PASS装置正是针对上述电力系统存在的问题而开发研制的，它在变电站控 制、监视和保护技术等诸方面都处于国际领先水平。PASS(Plug And Switch System)即插接式开关装置，ABB公司为广大用户 最新研制的组合电器设备，将断路器、隔离开关及电流互感器摆放在一个密封 舱内，采用SF6气体绝缘和自能吹弧技术，以下简称PASS。显著减少变电站的 用
3、地面积，可以进行快速安装，免于维护。ABB公司针对电网内不同电压等级的要 求，现已研制出 PASS 系列产品；M0 (72.5/123/145/170D M0S(220/250kV) Ml(220/300kV) M2(330/550kV)其中PASS M0是较为成熟的产品，已销往世界上 十几个国家和地区。在中国，我们武汉事达电气股份有限公司已被授权为PASS MOS和PASS MO产品的销售、技术咨询、售后服务代理方。现PASS M0产品有三种：1、基本型SIBB （含一组断路器、一组隔离开关、一组接地开关、两组电流 互感器、六支橡胶绝缘套管）。2、标准型SAB （含一组断路器、两组隔离开关、
4、两组接地开关、两组电流 互感器、六支橡胶绝缘套管）。3、双母线型DBB （含两组断路器开关、三组隔离开关、一组接地开关、三 组电流互感器、九支橡胶绝缘套管）。PASS与GIS的区别在于：GIS （gas insulation switch是把整个变电站的 一次设备包括断路器、避雷器及母线等集成在一个SF6气体的密闭室中，俗称 SF6全封闭组合电器，但是它有一个缺点，由于集成度过高，一旦有一个断路器 出问题，那么整个变电站都要停电，扩大了停电范围，损失比较大。另外，由 于其将所有的电气设备放在一个气室中，相应的就增加了事故的隐患。如：常 见的漏气问题，由于范围较大，很难查出故障点，增加了停电检修
5、的难度、延 长了停电的时间。而PASS是把一相断路器加隔离开关和接地开关作为一个模块 放在SF6密封舱中，每一相有独立的外壳，其可靠性和灵活性较高。与GIS不 同,对PASS来说如果某一相有问题就更换那一相，缩小了停电范围和检修时间。PASS与传统的AIS变电站相比还有更多的优点，例如：a）PASS占地面积小：比AIS变电站节省60%的空间，因为AIS采用空气绝 缘，而PASS采用SF6气体绝缘，占地面积将大大减少。b）免维护：由于PASS吸收了 GIS的技术，节省了 AIS需要的定期维护的 工作量。c）耗能小：利用PASS技术建造的变电站与传统的AIS变电站相比，能量 损耗极小，可忽略不计。
6、d）安装、更换方便：一般安装一个间隔只需3个小时，另外PASS可以拆 成单个部件，84%可以回收，且PASS不含油，节能、环保。对于国家大力提倡 电力系统无油化建设，这无疑是一种比较好的产品。从PASS的上述优点来看，既吸收了 GIS与AIS的成功运行经验，又解决 了 GIS由于集成度过高带来的负面影响以及AIS由于面积过大而在老站改造和 新建变电站带来的诸多问题，并且更能符合减少投资、节能降耗和环保的要求 从国际、国内的变电站发展趋势来看，利用PASS对变电站进行改造和建设不失 为一种最佳选择。本文将对PASS与GIS,AIS进行可靠性和寿命周期分析,以及技术经济分析, 详见下文。1. 可靠
7、性及寿命周期分析本文将分别对传统AIS （空气绝缘装置）、传统GIS （气体绝缘 装置）和PASS MO （接插式开关装置）的可靠性进行计算。分析研究 的目的是为了根据部件的可靠性评估变电站高压开关设备的可利用 性。本文只适用于具体的项目。1.1假设 已考虑负载和停电；可靠性数据符合表1； 采用ABB开发的SUBREL软件完成可利用性计算； 表 1: 设备可靠性数据设备FR 故障率 i/y i/年MTTR修理的平均时间h 小时MF维护频率i/y i/年MD 维护时间h 小时断路器0.006880.066710隔离开关0.001680.20004接地开关0.000540.00000电流互感器（C
8、T）0.000460.00000电压互感器（VT）0.000960.00000母线0.007780.00000避雷器0.000460.00000PASS M0 （单母线）0.0057540.06674GIS间隔0.00541100.0667101.2可利用性结果要核实变电站的可靠性，我们可以按以下方法进行：每种设备都有一组特定数据，它们用来定义设备的可利用性故障率 （事件/年）FR10-3/y（参见附件 1）修理的平均时间MTTR h（参见附件 1）维护频率MF1/y（参见附件 1）维护时间MDh（参见附件 1）每种设备的数据（表1）都来自有关的国际信息：来自CIGRE （国际大电 网协会）的
9、数据和CEA （加拿大电气协会）已采用过的数据。在变电站可靠性 的计算中，采用了 ABB公司开发的软件。需要提供变电站的单线图和关于设备 的所有相关数据。有了这些输入后，软件可以通过最小割集标准管理这些数据，从而可以得 出所有设备可利用性的输出表（见附件2）。根据负载的总停电概率（TOF）事件/年和总停电时间（TOD）小时/年,以 及传输路径的中断概率（IF）事件/年和中断时间（ID）小时/年,给出可利用性 计算结果。传输路径为电能流经整个变电站的路径，即从进线到出线。找到可利用性 参数后，即可进行经济分析。方案的比较通过技术和经济分析，对AIS、GIS和PASS M0进行比较。1.3 技术分
10、析下面的图显示了计算结果，尤其是给出了负载的总停电概率（TOF）以及传 输路径的中断概率（IF）。同样，在后面给出了负载的总停电时间（TOD）以及传输路径的中断时间（ID）传输路径负载图1： AIS变电站布置图（使用SUBREL）:单母线布置图2GIS变电站布置图（使用SUBREL）:单母线布置J T k 卜 ， -I图3PASS M0变电站布置图（使用SUBREL）:单母线布置单母线布置传输路径总停电频率1/年总停电时间小时/年随机确定合计随机确定合计AIS1.27452.56683.84132.99529.867212.8624PASS M00.40060.40000.80062.6418
11、1.60014.2419GIS0.29520.40000.69523.24254.80028.0427负载中断频率1/年中断时间小时/年随机确定合计随机确定合计1.39780.80002.19784.52501.20005.72500.20760.40000.60760.60240.20000.80240.19480.40000.59482.28081.00003.2808AISPASS M0GIS表2：最终的变电站可利用性结果 这些结果可显示在不同的图中（参见下文）:80%60%40%0%1rAISPASSGIStot100%21%18% Mai ntenance67%10%10%口 Sto
12、chastic33%10%8%20%图 4 中断频率 （ 传输路径）注：Interruption Frequencyl/yr:中断频率事件/年TOT:合计Maintenance :维护Stochastic: 随机100%L80%40%20% Stochastic aintenance图 5 中断时间 （ 传输路径）Interruption Duration hr/yr: 中断时间小时/年TOT:合计 Maintenance:维护 Stochastic:随机Total Outage Frequency 1/yr: 总停电频率事件/年TOT:合计 Maintenance:维护 Stochastic
13、:随机Total Outage Duration hr/yr100% 140%80%60%图 7总停电时间 （ 负载 ）0%AISPASSGIStot100%14%57% Mai nte nance21%3%17%口 Stochastic79%11%40%20%Total Outage Duration hr/yr: 总停电时间小时/年TOT:合计 Maintenance:维护 Stochastic:随机1.4 关于技术分析的说明1.4.1 通常,平均修理时间指的是非计划的情形。PASS M0的平均修理时间指的是用备件更换可拆除部件的时间。更换过程指的是从到达变电站时开始到更换装置的可拆除部件所需的四个小时 的时间（ABB及其客户有现场经验）。1.4.2 PASS M0的维护频率只与传统断路器的有关数值一样。实际上，PASS M0的所有其他设备，例如隔离开关，都是用SF6气体绝缘的，所以它们 不需要维护。 GIS 的维护频率是一个标准间隔的通用值，包括：一个断路器、两 个隔离开关/接地开关、一套CT、一套VT和一套避雷器。1.4.3通常,维护时间指的是计划的情况。对于PASS M0, 台设备的维护时间指的是更换装置的可拆除部件（ABB及其客户有现场经验）并把变电 站
