高壓組合電器（GIS）的智能化研發

湯明旭

摘 要：目前輸電控制信息化、遠程化是發展智能電網的必經之路，同時是保障電網安全的重要途徑。高壓組合電器（GIS）的研究已經進入了白熱化階段，其能提升工作效率，創造經濟效益和社會效益。文章對高壓組合電器多個指標進行實時監控，從而保障智能電網的運行安全。

關鍵詞：智能電網；GIS；智能化研發

0 引言

電力行業的發展與時俱進，正在朝著智能化、信息化發展。智能電網體系正在進行大規模全方位建設，該體系基于特高壓電網結構，與各大分支電網聯合為整體，其整體與分支之間相互協調，促使電網體系不斷發展。新型互感技術以及高效通訊技術成為大量電網工作者所關注的重點。

1 智能化GIS 的定義

高壓組合電器也較多氣體絕緣式高壓開關（GIS），其對電網安全運行起著重要作用。電子智能GIS在整體設計上需要將智能傳感器檢測設備和控制設施都融入到開關主體中，并能將現代嵌入式技術與開關結構有機結合。智能GIS由如下幾個方面組成：第一，以電子計算機控制技術為支撐的智能檢測分析、診斷判斷肝功能；第二，以網絡通信為支撐，將GIS信息與變電站主控計算機連接在一起共同實現信息共享功能；第三，以先進傳感技術為支撐的感知控制功能。智能開關必須要同時具有自我產量檢測、綜合評測、實時記錄和匯報并對相關信息進行預判的信息化供電通斷保護平臺。智能變電站將一體化設計思路與智能開關高度融合，要求設備制造商無論是一次設備還是二次設備，都要圍繞著智能化變電站而設計制造。綜其所述，智能電力設備就是集結了測量數字化、狀態可視化、功能一體化、控制網絡化、信息互動化為一體的現代化電力機械設備。

2 高壓組合電器（GIS）智能化實際應用

目前多種大型設備公司對GIS技術的研究都已經獲得了一定的研究成果，并且相應的GIS智能化變電技術以及配套都應運而生，其在電力設備的數字化變電站中有了一定的運行效果。國內也逐步開始對數字化變電站的研究，但是相較國外而言，起步比較晚、技術也較為落后。目前我國建設大量的110kV等各種數字化況，可采取的措施是合空開和更換熔絲，同時也應對匯控柜內的開關進行調控，保證其在合適的位置。其次是控制回路異常，出現這類問題，應對控制回路中故障頻發的區域進行檢查，如同期回路、控制開關等。若出現的是次回路問題，這類問題的專業性很強，通常需要專業人士進行處理。再次是GIS斷路器的彈簧機構儲能不足，這類情況主要檢查是否是電源出現問題，若是機構自身問題，則反饋給專業人員進行處理。接下來是GIS斷路器開關問題，這是由于SF6壓力降低導致的開關閉鎖。出現這類問題，工作人員應及時斷開斷路和操作電源空開，并停止重合閘的使用，同時通知專業人員進行后續處理。最后是斷路器投運問題，這類問題是由于斷路器故障導致的斷路器未能投運。出現這類問題，工作人員應及時斷開斷路器的兩側隔離開關，并通知專業人員進行處理。

3 GIS 斷路器故障處理

3 1 GIS斷路器拒分閘處理

這種GIS斷路器拒分閘故障處理大致可包括以下3種：首先是分閘電源斷電問題，工作人員應及時對斷路器操作電源的空開或熔絲情況進行檢查，如發生這類問題，工作人員可進行合空開以及更換熔絲等操作，并保證匯控柜內的開關在合適的位置。其次是控制回路、彈簧機構儲能、GIS斷路器開關和斷路器輔助接點故障，出現這四類故障后，首先確定故障原因，再通知相關專業人員進行后續處理。最后是故障造成斷路器分閘異常的問題，出現這類情況可采用母聯串代故障斷路器，這種斷路器在保證整個GIS組合電器設備正常運行的前提下切斷隔離故障斷路器，并對故障斷路器進行故障原因檢查，再反饋給相關專業人員進行處理。

3.2 GIS斷路器操作機構異常及故障處理方法

3.2.1液壓操作機構

液壓操作機構異常及故障，具體為液壓機構無油位或者嚴重是漏油引起的斷路器出現分合閘閉鎖的情況。發生上述情況時，工作人員首先應斷開液壓操作機構電機電源。并利用母聯斷路器進行切換處理，再通知工作人員進行檢修處理。

3.2.2隔離開關操作機構

GIS設備隔離開關正常操作時，如出現不能正常電動操作時，操作人員應對控制回路電壓以及電機電壓進行檢修，防止其出現電壓過低和失壓等情況。同時對熱繼電器的工作情況進行檢查，若熱繼電器異常，可進行熱繼電器復位操作。當電動操作異常時，可先斷開操作電源，再進行手動操作GIS設備隔離開關。

4 SF6故障處理方法

SF6氣體降低故障處理主要分為兩類：一種是SF6氣體降低至報警值時，工作人員應及時反饋，等待專業人員進行補氣作業。另一種是SF6氣體降低到閉鎖值，如出現這類問題，工作人員應先斷開操作電源，再鎖死操動機構，同時通知檢修部門進行處理。

5 結語

金屬封閉式氣體絕緣高壓組合電器的應用已將近三十年，這種高壓組合電器的特點主要包括：首先是其設備使用面積要求小，建設和運行投入成本低。其次是實際運行的穩定性好，可實現運行操作的安全性。接下來是這種電器安裝較為簡單，同時維護方便。最后是一體化設計，其空間利用率高，不額外占用空間，同時其可以智能化便捷升級。高壓組合電器因其上述特點已在各級電網建設得到大規模的應用。GIS高壓組合電器的智能化一次設備，主要是由互感器等硬件以及開關操作、系統控制等軟件系統組合構成的。其中高壓組合電器智能化的關鍵問題是對高壓組合電器運行的相關信息進行采集和錄入，而電子和光電技術的開發利用有效解決了上述問題。其主要采用氣體密度、壓力、光柵彈簧儲能、溫濕度以及局部放電等傳感器，利用日漸完善的技術和產品功能，有效維護高壓組合電器的運行狀態，盡可能的降低高壓組合電器的故障維修頻次。實現變電站的智能化、數字化可以有效的解決上述問題。這種變電站的遠程監控、實時保護、精確計量以及VQC等系統采用同一通信網絡進行接收相應的電信號參數、溫濕度和設備狀態等各種信息，并對各種信息進行判斷分析，再采用同一網絡發送調控命令。這既不需要為不同功能建立其配套系統，也不需要設置相應的硬件和線路，降低了變電站系統的復雜性，同時也在很大程度上降低變電站的建設運行成本。

GIS高壓組合電器智能化變電站，其具體應該包括系統保護、調度和設備狀態監控等自動化功能。一次設備的智能化，其具體指信息的采集、錄入、處理和通信的智能化。同時將自動化、保護和設備狀態監控等元件的使用，主要依靠硬件的有效支撐。二次系統的信息處理和遠程控制采用相關軟件支持。智能化系統在保證基本的微機保護基礎上，增設相應的防誤操作的開關裝置、運行狀態和環境監測以及故障檢測處理等自動化裝置集成在接地控制柜中，既可以節約設備的使用空間，同時也節約了相應的投資成本，又達到智能化系統的多種功能的有效組合的目的。

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