探討GIS設備在電力系統中的應用及狀態檢修

（國網湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南 邵陽 422000）

探討GIS設備在電力系統中的應用及狀態檢修

陳曉暉

（國網湖南省電力公司邵陽供電分公司，湖南 邵陽 422000）

GIS設備是一種氣體絕緣全封閉組合開關高壓電氣集合設備，該種設備的絕緣介質是SF6氣體，在我國經濟水平的發展之下，電力負荷越來越大，人們對于供電質量與電網運行質量也提出了更高的要求，與傳統設備相比而言，GIS設備有著體積小、運行周期長、安全性高、施工周期短的優勢，本文主要分析GIS設備在電力系統中的應用及狀態檢修方式。

GIS設備；電力系統；應用；狀態檢修

在經濟水平的發展之下，電力負荷也越來越大，廣泛用戶對于供電質量與電網運行可靠性也提出了比之以往更高的要求，但是，在各種因素的影響下，新建電源點是十分困難的，而將GIS設備應用在電力系統中對于提升整個系統運行的可靠性有著十分積極的意義。

1 GIS設備的特點分析

1.1 GIS設備的優點

GIS設備是一種氣體絕緣全封閉組合開關高壓電氣集合設備，該種設備的絕緣介質是SF6氣體，該種設備可以集齊斷路器、快速接地開關、電壓互感器、隔離開關、電纜終端、避雷器、母線、線套管于一體，能夠形成一種成套性的系統，與傳統電氣設備相比而言，GIS設備有著如下的優勢：

1.1.1 體積小

一般情況下，220kV GIS成套設備僅僅只有常規設備體積的40%，而110kV GIS設備面積則僅有常規設備的50%，與傳統電氣設備相比而言，GIS設備可以節約大量的面積，減少資金的投資量。

1.1.2 可靠性理想

GIS基本上不會受到周圍環境的影響，該種設備的絕緣氣體是SF6氣體，器件則全部封閉于設備之中，這就能夠將設備元器件與外界環境有效隔離來開，因此，不會受到煙霧與氣體的影響。此外，此類設備外殼可以有效屏蔽電場與外界輻射對于內部元器件的影響，可以有效提升設備使用壽命，且不會受到噪聲污染因素的影響。

1.1.3 施工周期短

與傳統的設備相比而言，GIS設備中元器件大多數是能夠通用的，器件的組裝工作在普通的車間中即可完成，此外，GIS設備可以將元器件組裝于一個運輸單元之中，不需要到施工現場進行安裝，這就可以有效減少工作人員的現場工作量。

1.1.4 安全性高

GIS設備的氣體介質不會燃燒，防火性能理想，此外，SF6氣體的滅弧性能十分的優越，可以有效提升系統運行的

可靠性，檢修壓力很小。

1.2 GIS設備的不足

1.2.1 故障定位困難

GIS設備需要封閉于氣室之中，如果氣室中的元器件出現故障，是很難發現的，這也給故障定位工作帶來了一定的困難。

1.2.2 容易導致相鄰器件出現故障

與傳統設備相比而言，GIS設備中的元器件結構緊密，如果其中一個元器件出現故障，很容易導致周圍元器件出現故障，擴大故障的范圍，這也會影響GIS設備的運行工況。

1.2.3 檢修時間長

GIS設備主要由隔離開關、斷路器在車間之中組裝而成，對于運行人員而言，GIS設備的結構復雜，難以拆卸，一旦出現故障，定位工作是很長的，也需要花費大量的時間進行檢修。

2 GIS設備在電力系統中的應用分析

2.1 主接線選擇方式

為了保障GIS設備在電力系統中運行的安全性與穩定性，需要為配電裝置中設置好兩個通道，其中一個通道負責運行巡視工作，另外一個通道設置在斷路器側即可。在主接線方式的選擇上，需要使用雙目分段接線模式與單母扥段接線模式，采取該種設置措施能夠減輕故障對于母線的運行影響。

就現階段來看，在將GIS設備應用在110kV與220kV變電站中時，多使用單母線分段接線模式，該種接線模式有著經濟性高、設置方式簡單的優勢，如果110kV與220kV變電站具有6回與以上饋線，就需要使用雙目分段接線，采用該種接線方式在檢修起來較為簡單，也有著便于實驗、調度方便的優勢。

2.2 GIS設備通風設計方式

按照我國相關標準的規定，對于GIS設備室中的SF6氣體，需要將其體積分數控制在1000L/m3之內，將空氣含氧量控制在18%以上，為了保證系統運行的安全性，就一定要在GIS設備室中安裝好通風設備，一般情況下，通風設備通風體積需要控制為GIS設備空間體積的3到5倍。

國家相關標準對于室內熱通風標準有著明確的規定，需要將出風口設置在GIS設備室頂部，但是由于GIS設備中絕緣氣體的密度較大，常常分布在整個設備的底層之中，為了保障設備運行的安全性，就需要將出風口設置在底部，保障室內的換氣效果。此外，采取該種方式還能夠及時排除排除故障階段下的SF6氣體。

2.3 GIS設備室土建設計方式分析

對于GIS設備室土建設計，需要重點考慮到以下幾個方面的問題：

第一，與設備母線螺栓相連的垂直誤差必須要控制在0.5mm之內，槽鋼水平誤差需要控制在2mm之內，這樣才能夠有效避免設備絕緣氣體的泄露問題。除此之外，為了滿足設備施工的實際要求，需要在設備室中預埋好地瞄鉤。

第二，在安裝設備時，需要將空氣含塵量控制在0.1mg/m3，空氣相對濕度控制在70%之內，為了滿足具體的設計要求，設備室應該避免使用石灰墻面，減少門窗的使用，避免過多的灰塵接觸到設備，保證空氣濕度能夠滿足設備運行需求。

3 GIS設備的常見故障類型

3.1 氣體泄露問題

GIS設備中SF6氣體的泄露主要出現在設備閥門與密封面連接位置，這種問題主要由于加工質量不過關導致，這并非由單一環節導致，而是由于多個環節的共同作用，實踐顯示，設備使用時間越久，氣體泄露問題的發生概率越高。

為了避免該種問題的發生，必須做好設備的日常巡檢和密度繼電器的監控工作，對于問題高發的氣室，必須時還要利用紅外成像檢漏儀器進行檢測，此外，檢測人員還要對漏氣規律進行全面的分析，總結出漏氣發生規律，一旦發現氣室中出現該種問題，就需要及時的排查安全隱患，保證系統運行的安全性。

3.2 設備內部放電問題

GIS設備內部放電問題也是影響設備運行有效性的重點問題，這一問題多是由于制作工藝質量問題導致，設備中絕緣子與金屬雜質氣泡都是引發放電問題的誘因。

3.3 開關操作故障

如果操作機構的內部齒輪出現問題，很容易導致開關出現操作故障。

4 GIS設備在電力系統中應用的狀態檢修方式

與常規設備相比而言，GIS設備有著運行安全以及體積小的優勢，但是結構復雜，如果其中一個元件出現故障，就很可能引發一些嚴重的后果，為了保障系統運行的安全性，必須要做好GIS設備的狀態檢修工作。在開展檢修工作時，需要綜合考慮到設備的健康狀態與運行狀態，以此為基礎來制定檢修計劃。

4.1 成套設備狀態檢修的應用

在傳統模式下，對于設備的檢修是存在諸多不足的，其中最為突出的表現就是檢修頻繁、檢修盲目，為了提升檢修質量，就必須要大范圍推廣GIS成套設備狀態檢修模式，該種方式是建立在整個設備健康狀態與性能診斷的基礎上，與傳統檢修方式相比而言有著如下的優勢：

第一，安全性高。

采用GIS設備狀態檢修模式可以及時發現設備在運行過程中存在的潛在故障，為工作人員的檢修工作提供科學的指導，這對于提升整個設備運行的安全性有著十分積極的意義。

第二，可用率理想。

采用GIS設備狀態檢修模式可以有效減少檢修次數，避免由于強迫停運為電力系統帶來不良影響，對于提升整個系統的可用率大有裨益。

第三，可以節約資金和時間。

GIS設備狀態檢修模式操作簡單，能夠節約大量的檢修時間，還能夠優化整個設備的運行年限。

4.2 常用檢修方式分析

GIS設備的常用檢修方式有單一分析法、綜合分析法與在線監測法幾種類型，其中，單一分析法主要應用在狀態檢修工作中，綜合分析法能夠根據設備狀態信息與物理量來進行實施監測，因此，其應用范圍更為廣泛。

結語

在我國經濟水平的發展之下，電力負荷越來越大，人們對于供電質量與電網運行質量也提出了更高的要求，在這一背景下，GIS設備在電力系統中開始得到了廣泛的使用。與傳統設備相比而言，GIS設備有著體積小、運行周期長、安全性高、施工周期短的優勢，但是元器件類型也較為復雜，為了保障系統運行的安全性，必須要做好GIS設備的狀態檢修工作。

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