第二章 SF6全封闭组合电器设计 (恢复)

null华北电力大学华北电力大学第二章 SF6全封闭组合电器的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 null组成元件：断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管等； 绝缘介质： SF6气体，其绝缘性能、灭弧性能都比空气好得多。 电场结构：同轴圆柱体间隙，故为稍不均匀电场。而常规变电站则是棒一板组成的不均匀电场。 特点：GIS设备具有优良的技术性能、占地面积少，特别适合于我国国情。母线母线 主母线三相共箱式结构, 分相式结构 母线导体连接采用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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.主母线分相母线null 电流互感器外形图电流互感器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； 测量精度高可做到0.2级。电压互感器电压互感器 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。电压互感器图避雷器避雷器 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。出线套管出线套管null一、GIS设备的优越性null结论： GIS设备占地最少，但是设备造价最贵，其建设费用、运行费用比常规设备省得多。 节约土地是我国的国策，GIS设备符合我国的国情。二、GIS与常规配电装置的经济性比较nullnullnullnull 设计者在选用GIS设备时，其主接线要考虑周到，要了解GIS设备的结构，盆型绝缘子的布置是否合理。在检修元件时是否扩大故障，其范围有多大?GIS设备与常规设备不同，除了考虑一次接线的电气性能外，还要考虑SF6气体的气路是否与一次接线的电路相配合。因为GIS设备气室内没有SF6气体是不能受电的。否则就会出现扩大故障的可能。三、设计主接线时注意的问题null一、概述 GIS设备的布置方式有很多种，在不同的电压下，GIS设备的问隔尺寸、同相间的距离和不同相间的距离、元件组合尺寸都由GIS制造厂决定。 总体布置形式主要取决于现场安装条件和主接线的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，同时也与进出线配置及元件结构等有关。 总体布置设计的任务是根据主接线要求在限定的安装场地和空间范围内使所有组成元件布置的合理、稳固、便于运行维护、经济美观。null二、110kV GIS配电装置的布置方式1、内桥式布置; 2、单母线分段布置; 3、110kV双母线双分段布置; 4、110kV环型接线的配电装置布置图nullnullnullnull126kV 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 桥型布置形式126kV单母布置形式126kV双母线布置形式null二、220kV GIS配电装置的布置方式 1、单母线用隔离开关分段布置 2、220kV双母线双分段布置 3、220kV 3/2断路器接线布置nullnullnull252kV双母线布置形式null三、500kV GIS配电装置的布置方式 1、500kV双母线用母联联络断路器接线布置 2、500kV 3/2断路器接线布置nullnull550kV一倍半接线布置形式363kV双母线布置形式标准间隔模块介绍标准间隔模块介绍 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。达到标准化、模块化设计生产。 null252kV GIS电缆进出线间隔布置示例null252kV GIS进出线间隔布置示例null252kV GIS母联间隔布置示例null252kV GIS保护间隔布置示例null一、伸缩节配置原则 GIS设备是由断路器、隔离开关、互感器和母线互相连接起来的。这些元件的材料不同，膨胀系数不一样，当温度变化时若各个元件不能自由伸长和缩短，由于温度应力的原因，势必损坏元件。为此在GIS设备的母线管要配置伸缩节头，其配置原则如下。 (1)土建结构有伸缩缝的地方； (2)会产生震动的地方，如GIS与主变压器连接的地方； (3)母线过长的地方。二、GIS设备与外部连接二、GIS设备与外部连接 1、GIS与架空线连接：用SF6/空气瓷套管相连接；SF6充气瓷套管示意图null2、GIS设备与高压电缆连接： 电缆终端是把高压电缆连接到GIS中的部件 设计者应尽量减少两个电缆头的高差，有条件下用干式电缆；null3、GIS设备与主变压器连接： 变压器连接头是把变压器引出接头连接到GIS中的部件. 用SF6油套管相连接；null三、GIS设备气室的布置原则 1、因SF6气体的压力不同，要分成若干个气室； 2、因绝缘介质不同要分成若干个气室； 3、GIS设备检修时，要分成若干个气室。四、GIS设备气室的测量仪表配置null1、GIS设备内部故障时气室的 压力计算一、GIS设备故障时气室的压力和外壳烧穿时间计算 GIS设备的外壳用铝合金或钢材制成。当母线管或元件内部故障时，电弧使SF6气体的压力升高，若没有防爆装置，则可造成外壳爆炸。当内部发生故障而不能及时切断故障点，电弧能将外壳烧穿。为了不致使故障扩大，在变电站的进线线路上安装快速接地隔离开关。使开关直接接地，通过保护装置切断电源。null2、电弧烧穿外壳的时间 GIS设备外壳被电弧烧穿的时间与其材料、厚度和故障电流的大小有关。一般都是从做烧穿试验的方法得到的。二、外壳保护方法选择 1、防爆装置； 2、快速接地隔离开关。 结论： 1、电弧电压对气室压力升高有很大的影响。 气室越小，压力的升高幅度越大。气室越大，压力升高的幅度null 并不是很大。此小气室对防爆膜敏感，可靠性高。由于快接地隔离是由故障电流作为启动电流的，只要故障电流达到动作值，快速接地隔离开关必然动作，对于大气室用快速接地隔离开关的可靠性高。 2、防爆膜的破坏值是正常压力的四倍，在小气室可以达到 这个压力，而大气室达不到。 就是说，在大气室，故障电流很大也未足以达到防爆膜的破坏值。可见大气室对防爆膜已不起作用。只靠快速接地隔离开关。三、防爆膜的面积和快速接地隔离开关整定时间计算 1、防爆膜面积： 2、快速接地隔离开关动作时间： 大电流接地系统 小电流接地系统null一、概述 GIS设备的母线和外壳是一对同轴的两个电极，构成稍不均匀电场。当电流通过母线时，在外壳感应电压，使外壳产生涡流而发热，使GIS设备容量减少。当运行人员接触时会触电危及人身安全。因此要使GIS设备外壳的感应电压在安全规定的范围之内，外壳也不发热。 解决方法： 方法1：在GIS设备外壳用全链多点接地方法，其优点是GIS外壳的感应电压为零，但会引起环流，金属外壳仍然发热，输送容量还要下降； 方法2：将GIS外壳分段绝缘，每一段只有一个接地点，这样GIS外壳不产生环流，但有感应电压。 null1、GIS外壳允许感应电压 （1）人体只接触GIS一相外壳；（2）人体接触GIS两相外壳；（3）故障情况下，GIS外壳允许感应电压。null2、GIS外壳感应电压的计算null 1)在人体电阻相同的情况下，两手同时接触母线管的感应 电压，要比单手接触母线管的感应电压要高； 2)在上述情况下，中间相外壳的感应电压最低，而距离为 Rk时的外壳感应电压最高； 3)故障时，外部单相接地比内部单相接地的外壳感应电压 要高； 4)感应电压高的母线管，分段绝缘距离短，反之则长； 5)当单手接触母线管时，与工作人员所站地方的土壤电阻 率有关，土壤电阻率低的地方，母线管的分段绝缘长度 要短，反之则长； 6)母线管发生外部故障时，其分段绝缘长度要短；母线管 发生内部故障时，其分段绝缘长度要长。null1、三相共筒式母线的GIS外壳接地 三相母线共同安装在一个母线管里。正常运行时，一切安全。但在故障时，三相电压失去平衡，在外壳将感应电压，产生环流，虽然时间不长，但也会危及运行人员的安全，所以GIS外壳及其金属结构都要多点接地，接地线的截面按流过的故障电流计算。 3、GIS外壳与管路、电缆外皮的接地2、离相式母线的GIS外壳接地 由于离相式母线的GIS设备，三相母线分别装于不同的母线管里，正常运行时，外壳有感应电流，其值为电流回路电流的70％～90％之间，根据外壳的材料而定。铝合金的外壳的感应电流是钢外壳的3.4倍，这么大的感应电流会引起外壳及其金属结构发热，并使GIS设备的额定容量减少，使二次回路受到干扰。解决措施如下： ① 安装接地线； ② 三相母线管的接地线用短金属板连在一起接地 ③ GIS设备外壳应多点接地； ④ GIS所有金属管道也只允许一点接地 ⑤ GIS设备的外壳与SF6/油套管之间应绝缘； ⑥ 三相联动的隔离开关、接地隔离开关的连接杆之间应绝缘。null 通过接地主电流的接地线叫接地主母线，从主母线接到其他元件的接地线叫支接地线。4、GIS接地母线的截面选择由于接地线的作用不同，其参数按下面的原则选择： (1) 选用接地母线时：短路电流的持续时间按1s考虑，故 障电流按单相接地短路电流计算； (2) 选用接地支线时：短路电流的持续时间按1s考虑，故障电流按单相接地短路电流的70％计算； (3) 选用三相短路的短接板，法兰的跨接线的截面选择时：短路电流按三相短路电流计算，持续时间为4s。A —接地线的截面； I —流经接地线的电流； t —短路电流的持续时间；C—接地线的材料常数。null一、GIS过电压保护的特点1、 GIS设备具有较小波阻抗，折射系数小。 2、 GIS设备的内部电场都是稍不均匀电场，伏秒特性比较平坦，冲击系数小。 3、 GIS设备的结构紧凑，设备之间的电气距离小，防雷措施与常规设备相比，较容易满足要求。二、避雷器的保护范围1、常规变电站null2、GIS变电站的避雷器装在线路出口的情况下的保护范围结论：GIS变电站的防雷保护范围比常规的范围大。但考虑到GIS设备母线的传播速度低于光速，故也有常规变电站的防雷保护范围大于GIS变电站。null一、GlS设备的基础设计 GIS没备是由刚性的各个元件用螺栓连接起来的，为了防止SF6气体泄漏，母线管法兰连接时的垂直误差不超过0.5mm，固定元件的基础水平误差则不能超过2mm，为此GIS设备基础的施工标准要按照设计图纸的标准进行。1、GIS设备在基础上的固定方式 ① 用地脚螺栓或焊接的方式来固定。 ② 当环境温度变化时，地脚螺栓或焊缝都 受到剪力的作用，要用滑动固定方法。方法如下：螺栓座⑤焊在底板⑥上面，螺栓④旋入到螺栓座里，用螺母①和③夹紧GIS设备底板，并拧紧。压钉⑧用螺母⑦压紧在基础铁板⑥的上面。当环境温度变化时，底板⑥将受到温度应力作用，向左右移动，使之达到新的平衡，不致因温度应力的作用而使零件变形。2、GIS设备的静载荷计算null GIS设备配电室起火的可能性比常规式设备少，因为配电室里没有绝缘油，SF6本身不燃烧，故起火的可能性减少，但不能排除人为而造成的火灾。因此还应设置防火设备。常见的灭火剂用1211。GIS配电室的装饰目的是以防尘、防潮为主。二、GlS设备配电室的防火装饰设计三、GlS设备配电室的通风设计当配电室里的GIS设备故障时，有SF6气体和其分解物泄漏出来，其分解物多有毒性，危害工作人员的健康。为此应及时将室内的空气排出，补充新鲜空气。 规程规定配电室里的SF6气体含量不得高于1000ppM，空气中的含氧量不得低于18％，所以在GIS配电室中必须装设通风设备，其通风量为配电室空间体积的3～5倍。正常运行时通风机每小时通风四次。这是按通风机的通风量为配电室的一倍计算的。若通风机容量太，通风的次数可以减少。null GIS设计的最后一道工序，就是编写GIS设备的技术条件。将GIS的使用条件、技术参数、试验项目提出具体的要求，作为制造厂据此生产GlS的重要依据。一、GIS设备的一般规定 1．使用条件 （1）海拔高度：1000m以下。 （2）环境温度： ① 户内最高为40℃； ② 户内最低为-10℃； ③ 户外最高为45℃ ④ 户外最低为-10℃ （3）24h的最大温度差25℃ （4）最大相对湿度：月平均不大 于90%(20℃)。 （5）最大风速：40m／s （6）覆冰厚度：1mm。（7）耐地震能力(在一般地区) ① 地面水平加速度为0.20～0.25g； ② 地面垂直加速度为0.10～0.125g； ③ 考虑到水平加速度和垂直加速度同 时作用。 （8）外绝缘污秽等级：Ⅲ级；最小爬电 比距为：25mm／kV，户外盐害为 0.03mg/㎡。 （9）年雷电日：90日／年。 （10）降雨量。 ① 年最高量为2700mm； ② 日最高量为260mm。 （11）产品应考虑冷凝、雨、湿度骤变 及日照等的影响，各类产品都应能 防潮、防寒、防尘、防熟、防雨和 防止异物进入。null1、总的技术参数 2、SF6气体参数 3、绝缘子技术参数 4、断路器技术参数 5、隔离开关 6、接地隔离开关 7、快速接地隔离开关 8、避雷器 9、电流互感器 10、电压互感器 11、壳体二、GIS设备的 额定技术参数三、GIS设备的 试验项目1、型式试验 型式试验是根据制造厂，在试制新产品时，对该产品的各项技术条件进行的试验。其试验标准按有关的规程执行。 2、出厂试验 GIS没备在制造厂完成之后，应进行检验产品的质量试验。 3、现场试验 GIS设备安装完毕后，在施工现场作试验，其目的是检验在安装过程中是否符合国家规定的安装规程。作为GIS设备最后的一次检验。其项目不必全试，只选择主要的项目。null