GIS設備在電力系統中的應用及狀態檢修

王其成 李國萍 莊洪衛

（國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118）

隨著經濟規模的持續增大，供電負荷也大幅度上長，供電終端客戶對輸送電網絡的安全穩定性及送電品質產生了更為嚴格、更高水平的要求和期望。但是，因為輸電通道及建設用地的限制，電源控制點的建設較為滯后，基于此，通過運用GIS控制系統可以圓滿實現上述目的。新款GIS設備憑借它的特有功能，在現時的電網建設中已獲得了極為廣泛的運用。這里就GIS系列電氣設備和普通電氣設備做了全面的功能比較。而且就GIS設備主接線方式確定、通風設施選擇、設備控制室的建設方案以及其時常發生問題的處理方法做了系統的闡釋。另外介紹了該類型設備檢修的作用及便捷性以及實施系統檢修的慣用做法。

1 GIS設備具有的獨特優越性及缺陷

GIS設備系利用氣體絕緣、完全封閉的組合型開關實現電氣控制的高壓電力組合設備，用SF6氣體作為電流絕緣媒介，把接地控制開關、隔離控制開關、短路控制器、電壓互感部件、母導線、避雷裝置、電纜終極接線端及導線套管，依托設計模式完整地組合成系列設備及裝置，依托液體導壓及氣體傳動功能、彈簧壓力部件操控等方式來驅動GIS設備斷路裝置的通、斷切換過程。與常規的電力控制部件比較，GIS系列設備擁有下述的性能表現。

1.1 GIS系列設備的優越性

（1）GIS系列設備具有體積小，占用空間小等優點。一般條件下，220kV電壓等級的GIS裝置占用空間范圍大致僅相當于普通設備的40%，110kV或低于其電壓層次的GIS裝置占用空間僅相當于常規裝置的50%。所以，與普通的電力裝備相比，采用GIS電力控制器件可大幅度減少電力工程建設用地，降低整體工程設備的采購費用。

（2）GIS系列裝置的穩定性強，受外界條件的干擾不大。因為GIS裝置選用了SF6氣體充當絕緣介質，并且其裝置結構中器件均為全封閉型的，而且可以和室外煙霧和潮濕空氣等介質完全分割而存在，故這些外界因素對其的干擾幾乎是微乎其微。而且因為這類設備都設置了堅固而專業性的外殼，可以有效屏蔽來自外界的電磁輻射以降低對其結構部件的干擾作用。再有，GIS裝置在工作時發出的噪音亦被其外殼有效地屏蔽掉了，只有很低水平的噪音危害。

（3）GIS系列裝置有很強的阻火性，應用安全系數大。SF6氣體有很強的電力絕緣性，而且其具有不燃燒的特性，阻火功能強。另外，SF6氣體擁有很強的熄滅電弧性質，工作穩定性強，運行的壽命也長。

（4）GIS系列裝置的建設工期很短，而且其結構中所包含的各類器件適用范圍廣，能用在各類裝置的組成結構中。設備的裝配過程在制作車間即可實施，并且整體器件的裝配都在一個操作單元中完成。所以，適宜在安裝現場進行組裝，安裝的勞動強度較普通設備安裝過程有很大幅度的降低。

1.2 GIS系列裝置的缺點

（1）不容易準確判斷出發生故障部位，由于GIS裝置組裝于絕緣封閉空間內，倘若密閉氣室里的結構部件發生了性能異常，是極不容易察覺到的，其使故障判斷工作變得很不容易。

（2）極易引發銜接部件發生異常。與常規電氣設備做比較，GIS裝置結構中部件組合緊密，倘若其中一個部件發生了異常，那就極易引發相鄰部件也發生問題，增大事故的波及面，由此必然使其工作狀況受到嚴重損害。

（3）檢修耗費時間長。GIS系列裝置基本上包括隔離控制開關、斷路控制器等幾種器件，它們均可在安裝現場進行裝配，針對操作人員來說，該類新型設備構置繁瑣，不易拆裝，萬一發生異常，判斷、確定工作相當復雜，并且須投入很長時間實施檢修工作。

2 GIS控制裝置在電力系統中的運用

2.1 主接線方式確定

出于充分保障GIS控制裝置在電力網絡中運行可靠性及平穩性的目的，即必須給配電機構擬置出兩個主線路，將其中一個線路設置為肩負巡檢職能的通道，另一個線路配置在斷路控制器旁較為合適。在確定主接線的模式時，適合選用雙母分段接線模式或單目扥段連接方式，運用此類設置方式可以降低其結構部件發生異常情況時對于母線工作效果的損害。

2.2 GIS成套設備的常見故障分析

（1）SF6氣體設備漏氣。SF6氣體設備漏氣一般發生在GIS成套設備的密封面和閥門連接處。密封面的漏氣大多由于加工工藝或者加工質量問題不合格引起。這種問題通常不是單一環節的故障引起，而是由于多個環節中的問題共同引起。

（2）GIS成套設備內部放電。由于設備制造工藝和質量等原因，在GIS成套設備內部存在懸浮電位，引起設備內部局部的電壓強度變高，進而在設備內部產生電暈放電。

3 GIS設備狀態檢修

前已述及，將GIS系統裝備和普通電氣裝備做比較，盡管其擁有設備外形尺寸小及工作穩定性能強的優點，然而，因為其構造比較復雜，制造過程的質量標準相當高，倘若其內部結構中某一個部件發生了異常情況，就極容易導致其它相鄰部件亦出現異常情況，進而有可能導致整體GIS裝備癱瘓而完全失去功能。所以，GIS系統裝備的狀態檢測及狀態檢修是一項具有充分必要性而且意義非常重大的工作環節。狀態檢修是采用傳感器和測量手段對反映GIS運行狀態的物理量和化學量進行檢測。根據這些監測量判斷設備的運行狀態、健康狀態，并且初步判斷設備的可能故障。在此基礎上制定GIS成套設備的檢修計劃和檢修項目。

結語

當今國民經濟的高速發展，使電力負荷在急劇增長的同時，對電網的運行可靠性和供電質量的要求越來越高。然而由于線路通道和土地資源緊張，新建電源點一般比較滯后。值此，GIS設備以其獨特的優勢在電網中得到普遍的應用。但我們應在運用它的同時逐漸將其推向完善。

[1]鄒彥艷，劉均.GIS技術在電力實時監控系統中的應用[J].科學技術與工程，2009（01）.

[2]張啟峰.陜西電網GIS管理系統研究[J].陜西電力，2009（02）.