特高压GIS变电站中的应用

特高压GIS变电站中的应用

杨帆

(山西省忻州市定襄县供电公司山西忻州034000)

摘要：特高压输电以其大容量、低损耗、占地面积小等优势在国内得到快速发展。特高压变电站作为特高压电网的心脏，其安全稳定运行与国民经济和人民生活息息相关。随着特高压输电技术的深入研究，其工程经济性亟待合理优化。将进线段和变电站视为一体模型，在保证变电站各设备均受到合理保护、有效抑制过电压、保证足够的绝缘裕度的前提下降低工程费用显得尤为重要。基于此，本文就特高压GIS变电站中的应用进行详细探究，以期为有关方面的研究提供参考借鉴。

关键词：特高压变电站；变电站；GIS应用

1引言

GIS安装技术近年来发展很好，主要依靠其后期维护简单、运行过程稳定、结构紧凑这些优势，是现在变电站的重要设备。GIS技术依靠这两年快速发展的特高压电网，其输电容量较之前更大，电压等级较之前更高，GIS技术在设备安装时，其安装质量非常重要。在安装GIS时，应该严格要求安装质量，提升安装环境，把握好GIS设备使用稳定这一关才能进一步对安装过程的质量进行控制。

2概述

2.1GIS设备概述

GIS设备是整体的系统，它的构成部分主要有：组合的母线、断路的设备、避雷装置等等，同时GIS设备的封闭开关主要为绝缘金属材料构成，而使用的绝缘材料，通常情况下其内部构成为气体。在现代化的影响下，GIS设备以其高科技含量和使用便捷的特点，在电力市场中占据着优势。变电站GIS设备和传统的电设备是相互联系的，而不是单独的整体，它是对传统变电资源传输的优化和升级，它可以自主化的监控变电系统中电力输送元件，随着变电站普遍的使用GIS设备，电力输送中的电流输送速率得到很大程度上的提升，在电力资源的使用过程中电压也逐渐变得可靠，同时也会使电力资源中不同部位的电阻相互平衡，从而保证了电力资源的可靠性和稳定性传输。在电力系统在电力系统中所运用的GIS设备主要特点有：设备所占面积小，输送电流的过程中损失的电力资源性对较少，GIS设备运用时所需求的电量少，从而适应了我国低碳化电力系统的发展需求；同时，GIS设备系统的建设费用少，可以节约成本。变电站通过使用GIS设备后，在传统变电输送设备的支持上，满足了网络系统操作的条件，这样电力系统在设备的支出成本没有增加，而智能化的系统操作可以节约人力资源，从总体上减少了我国电力系统建设的费用。

2.2结构特点

特高压电气没备作为变电站的主要组成部分，其杭震能力强弱关系到整个变电站甚至整个电网的安全、稳定运行，而这些设备的抗震能力与其结构特点是密不可分的根据电气设备的结构特点可划分为以下3种类型。1）质量轻、重心低、整体性好的设备。如GIS和部分配电装置这此设备整体刚度大，设备均自振频率远离地震的主要频率，地震效果力较小，因而这些设备的抗震才能相对较强，抗震设计要求相对较低。2）质量大、重心低但顺便重要隶属设备，如变压器。变压器本体的频率在10Hz及以上，具有较大刚度、抗震才能强，但是变压器上的出线套管一般由脆性瓷质资料组成，地震易损性较高。此外，效果在出线套管上的是通过变压器本体动力扩大后的地震效果。出线套管更容易发作地震损坏，所以出线套管的抗震设计要求更为严格。3）敞开式支柱类设备，如避雷器、互感器、阻隔开关、接地开关类设备。这些设备一般为瓷质悬臂结构、呈现高、柔、重等特色，自振频率为1-10Hz，与地震的首要频率相近，极易发作共振或类共振，因而很容易发作地震损坏。这类设备抗震设计要求也更为严格。

3特高压GIS变电站中的应用

3.1变电站设备的优化改造

GIS设备的运用可以提高变电站运行的稳定性和安全性，但是也可以对其进行优化改造。在变电站安装完毕之后，如果回路电阻没有处于最佳的状态，可以采取的方法处理回路电阻。1）需要拆开吊起地刀动触座，从而对静触头座处插入的导电杆进行检查，以判断其是否处于正中的位置，对梅花触头和动触杆进行有效的处理，以保证位置的正确性，并正确的安装。2）需要检查开关和CT接头处是否有黑点，如果有，就需要重新处理接头位置，保证电阻在正常的范围之内。

3.2特高压GIS变电站的电磁环境特性

特高压变电站的电磁环境是由变电站内由各种电气主设备的综合效应所决定，主要涵盖工频电磁场、无线电干扰和可听噪声等三方面的影响因素。工频电磁场会产生辐射，其在一定程度上会对站内部分设备可能造成影响。在特高压GIS变电站，除了对二次设备影响较大的工频电磁场外，由于隔离开关或断路器的开合所产生的特快速瞬变过电压对二次设备影响更大。因为该瞬态电磁波的频带相对较宽(频域范围1MHz～470MHz)，因而由GIS金属壳体内部产生的VFTO将会按照行波的方式进行传播，当到达套管时，架空线上将会耦合一部分瞬态电磁波并进行传播，进而直接损害与GIS相连的变压器、架空线路等电气设备的绝缘状况；另外，外壳与地之间也会耦合一部分瞬态电磁波，成为GIS外壳暂态地电位升高(TGPR-TransientGroundPotentialRise)或壳体暂态电位升高(TEV-TransientEnclosureVoltage)的主要原因，进而对GIS相连的保护、控制、信号等二次设备造成影响，同时，其从壳体和架空线向四周的辐射会对变电站的二次设备造成影响。

3.3避雷器(MOA)配置方案与优化原则可靠性分析

因变压器在输变电系统中的重要性，主变侧必须安装电站型避雷器；对于进线侧避雷器可以起到深度抑制过电压的作用从而保护高抗和互感器等设备的安全稳定运行；对于母线侧避雷器可以起到限制母线过电压和临近设备过电压的作用。借鉴500kV气体绝缘变电站母线不装设避雷器的运行经验，文中对特高压GIS变电站母线不装设避雷器的配置方案进行重点分析。经济性分析。显而易见，数量最少的避雷器配置方案可以显著降低工程经济费用。另外，因GIS变电站的特殊性，母线避雷器的安装总体费用要高于进线侧以及变压器侧的避雷器，所以当避雷器总体数量相同时，优先避免母线侧加装避雷器。兼顾经济性与可靠性分析，研究给出以下几种避雷器配置方案，其工程费用依次增加：方案1为仅在主变侧安装1组MOA；方案2为主变侧安装1组MOA，线路高抗与电容式电压互感器共用1组MOA；方案3为主变侧安装1组MOA，高抗和电压互感器各装设1组MOA；方案4为主变侧安装1组MOA，线路高抗与电容式电压互感器共用1组MOA，母线侧根据雷电侵入波计算结果在过电压幅值较大的一侧加装1组MOA。

3.4抗震设防原则的应用

根据变电站电气设备分级抗震设防原则研究概况，可以得知国内外电气设备抗震水平有差距，相关的抗震标准和规范也不同，那么就需要结合实际情况来应用变电站电气设备分级抗震设防原则。基对变电站电气设备分级抗震设防原则研究的了解，尝试从变电站电气设备抗震设防分级的设计与应用，变电站电气设备抗震可靠度，分级抗震原理与技术等方面进行分析是切实可行的，总结出有用的经验和教训，才能发挥分级抗震设防的重要作用，提高变电站电气设备的抗震能力与水平，逐步完成电力系统安全运行的任务。

4结束语

特高压GIS技术在运行变电站的过程中，有着非常重要的作用，是特高压变电站的核心组成部分。设备后期转入正常使用之后的长期稳定运行能否保障，主要取决于GIS的安装质量，在安装过程中，把质量控制做到每个安装工序中，才能为设备以后的使用打好坚实的基础。安装过程按照规定来进行，严格控制每道环节是非常重要的。

参考文献：

[1]庄秋月.1000kV变电站雷电侵入波的分析研究[D].北京:北京交通大学,2010.

[2]苏玉环,党华强.OCTO_I型过电压在线监测装置在镜泊湖发电厂的应用[J].水电厂自动化,2012,33(3):20-23.

[3]李伟,汤海燕,等.配电网过电压在线监测系统的研究[J].电测与仪表,2012,49(2):80-83.