探讨GIS气体高压开关在变电站的应用

探讨 GIS气体高压开关在变电站的应用

马悦 1 ，张义宸 2

山东电工电器日立高压开关有限公司，山东省济南市， 250132

摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们对电力需求逐渐增加，变电站作为供电的基础设施，其变电设备的有效应用，可提高变电站的供电水平。本文主要对GIS气体高压开关设备的原理及其特点进行分析，并对变电站中GIS气体高压开关设备的应用进行探讨，以供相关技术人员进行参考。

关键词：GIS气体；高压开关；变电站

前言：为满足当今社会人们对电力的需求，有关部门应加大对GIS气体高压开关在变电站中的应用力度，以保证我国电力系统在安全稳定的情况下全面发展。因此，在实际工作中，技术人员应加强对GIS气体高压开关的应用，并结合高科技设备，促进变电站的有效运行。

1GIS设备的原理及特点

1.1原理

GIS是气体绝缘全封闭组合开关设备的英文简称，其主要由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器等一系列电气元件组成，并将上述元件密封在金属管道和套管组成的金属外壳内，同时金属外壳内部会采用一定压力的SF6气体作为绝缘介质，将电气元件密封在接地金属筒中。

1.2特点

GIS设备中的电气元件断路器是利用六氟化硫（SF6）的绝缘性和灭弧性作为绝缘介质进行工作，起到分合额定电流和故障电流，转换线路的作用，对输电系统进行保护和操控，以实现三级度分闸、合闸以及快速自动重合闸操作。

隔离开关是一种无灭弧功能的开关元件，主要用于隔离电源、倒闸、连接或切断小电流电路。通常是在断路器两侧各安装一组隔离开关，以实现隔离断路器与电源的目的，形成断开点。

接地开关通常是隔离开关的一部分，是指释放被检修设备和回路的静电，同时保证检修人员在停电维修时，保护其人身安全的一种机械接地装置。可以在异常情况下（短路）接受一定时间段的电流，但在正常情况下不通过负荷电流。

互感器是电流和电压互感器的统称，可以将高电压转换成低电压，将大电流转换成小电流，用于测量和保护电力系统。

SF6罐式无间隙金属氧化物避雷器主要用于保护电力系统，使其内部全封闭组合电器免受大气和操作电压损害的重要保护电器。一般无间隙金属氧化物避雷器，主要由芯体、圆盘绝缘子、罐体等组成，并附带避雷器检测器。

GIS设备具有可靠性高、维护工作量少、检修周期长的特点，其出现故障的概率占常规设备的20%~40%。同时也有其特定的缺点，对于泄漏SF6气体、渗入外部水分、存在导电杂质、绝缘子老化等因素问题，都会导致其内部出现故障。由于GIS的全密封结构，当其出现故障时，对故障的定位和检修工作比较困难，且检修工作繁琐，事故后停电检修时间长，停电范围大，通常会涉及到无故障元件。

2GIS气体高压开关在变电站的应用

随着科学技术的快速发展，人们对用电需求不断增加，而以往的电气设备已不适合当今社会的发展步伐。各个行业的发展使得电气设备也应进行相应的创新。随着新型设备的引进，在电气系统中，GIS设备的应用最为广泛，此设备的有效应用可解决很多问题，其有效应用主要体现在以下方面。

2.1断路器

断路器作为智能开关的主要作用元件，也是GIS设备的主要组成元件，主要用于对线路以及设备的电流信息进行实时监测^[1]。并且可以对触头接触端的磨损情况进行监测，通常情况下用于判断电气设备的使用寿命，并在检修以及零件更新方面有着重要的参考价值。根据电气设备的破损情况采取相应措施进行维修，以保障电力传输的稳定和安全,防止由于设备破损导致出现巨大的经济损失。

而智能开关的主要作用就是将电力输送的具体情况进行实时监测，如输送时间、输送流程、输送途径以及输送位置等。并根据相关数据信息进行细致分析，同时绘制流程和步骤的曲线图，对电力设备在各个时间内的运输状态进行清晰直观的比较。同时能够及时发现异常情况，并对其进行及时有效的调整及维修。对于智能开关这种智能化的操作，可以让工作人员全面掌控电力系统的实时运行状态，提高工作效率。

2.2传感器

传感器可根据对变电站的实际操作，以及对目标的差异化进行有效控制，实现对信息数据的采集，并录入数字化信息，以保障采集到的数据信息具有准确性，避免人为误差。同时可有效降低人工操作的难度，节约人工成本。通过对全新通信网络的利用，代替传统的二次电缆，最大程度的节约设备成本，并使用环保材料，以达到保护环境的目的，简化处理二次接线，并保障其实用性。

2.3自动检测

GIS气体高压开关在变电站的应用过程中，取得了很多领域的关注，推动了我国现阶段电力系统的稳定发展。将GIS气体高压开关应用于变电站的建设过程中，可以实现电力系统的自动检测，以及处理诸多问题，提高其应用价值。同时推动变电站的智能化发展，对阶段性的成就进行优化处理，并创造理想成绩。通过断路器及接地开关的触头进行系统自检工作，这种自检方式具有实用性。使其在实际检测工作过程中，对相应指标进行记录，并在掌握电源情况下了解系统的运行状态。系统开展自检工作后，为保证变电站能够获得更好的运行效果，还应对电机储能及操作结构、辅助开关状态进行实时观察，这种工作方式可推动变电站的理想运行，防止发生安全事故。系统自检工作的实施，应根据不同情况开展针对性的工作，比如根据系统的电流和电压情况进行深入分析，以改善继电保护工作及电流信号传输等，保障电力系统的稳定运行。

2.4数据平台

GIS气体高压开关在变电站的建设过程中,实现了操作新数据平台的目的，并取得有效成果。GIS气体高压开关对变电站进行全面优化和更新，融合新的数据平台，并优化老旧的数据平台，不仅可以提高原有优势，还可以完善不足之处，促进了变电站的未来发展，并对变电站的升级起到重要影响。目前，对GIS气体高压开关设备在变电站中的应用进行统一的标准化管理，不仅可以实现数据建模，还可以实现自动化管理运行，以此降低生产成本。但根据GIS设备的新数据平台，应该对变电站的长远发展进行综合思考，比如，对于变电站阶段性的运行成果，需采集大量的数据信息进行分析，并开展社会调研，使得GIS设备的有效应用，可以实现GIS设备的专业化操作，并进行系统化控制。

2.5光学互感技术

作为变电站的监控、控制中心，光学互感技术主要负责对数据信息进行收集，对电气设备进行实时监控，对设备故障进行反馈等操作，在整个监测过程中此技术拥有重要的核心价值^[2]。此技术的有效应用可保证电气系统的稳定运行，并改善系统运行缺陷的问题，防止采集数据信息过程中出现误差，以提高GIS设备的精准度。同时，此技术的有效应用还可实现电气装置的数字化运行，并保护其信息采集流程，推动了此技术的发展，保证变电站的稳定运行。在其运行过程中，铁芯卡顿是最主要的问题，一旦发生此故障，就会严重影响整体电气设备的运行，阻碍了变电站的安全运行。而光学互感技术就可有效防止此故障的发生，其主要对分闸、合闸过程中的线圈进行实时监测，在故障发生时，可第一时间采取调整措施。通过对故障发生的位置及吸引力大小等数据信息进行监控，以及时有效的管理措施对故障进行调整，保证变电站的安全稳定运行。

结论：GIS气体高压开关在变电站中的有效应用，可提高电力系统的稳定性和安全性，减少事故的发生，有效节约人工和设备成本以及设备维修费，并杜绝了因操作失误导致安全事故的发生。此设备的应用，在源头上提升了电力系统的工作质量，保证人们的用电安全。

参考文献：

1. 刘成.CAN总线在变电站高压开关柜在线检测系统中的应用[J].电子测试,2020(23):109-110.

2. 张子骁.GB/T 11023-2018《高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法》国家标准解读[J].中国标准化,2021(08):133-136.