探討HGIS在變電站中的應用

陳俊

摘要：隨著對變電站設備要求的提高，變電站的設計有了全新的理念，HGIS是一種新型的高壓組合設備，本文主要以HGIS的性能和對變電站的貢獻以及作為新型的設備以后的發展前景進行探討。

關鍵詞：HGIS;變電站;智能電網;高壓設備;應用

前言

近年來，高壓設備的革新程度在不斷加快，以前的設備雖然在技術上有所改進，但在外形和尺寸上沒有太多的變化，由于新的技術很難應用在變電站里，很多變電站都在超期使用，導致很多問題的產生。HGIS設備的技術進步有助于變電站內部結構的改造，隨著設備的可靠性、安全性能提高，大大降低了維護的要求，因此，HGIS設備在變電站受到廣泛的應用。

1. HGIS性能分析

（1）可靠性能高

HGIS的外殼使用了高壓鋁鑄件技術，與部分法蘭金屬壓接，因此密閉性是比較好的，漏氣率大大降低了，它在結構上減少使用了盤式絕緣子，這就提高了內部絕緣件運行的可靠性，HGIS在使用時，結構比較簡單，操作起來也比較容易，由于HGIS設計了隔離開關的觀察窗，在長期運行當中與外部空氣隔絕，解決了以往隔離開關機構暴露在空氣中的銹蝕問題，實現隔離開關在設備壽命期內免維修[1]。由于HGIS設備采用大量的SF6氣體進行絕緣，相比之前的設備運行的可靠性能高，也更能適應外部的環境，它是整體結構，每個連接部分屬于柔性連接，因此抗震能力也是很強的，而它的主要元件與GIS的元件是相同的，所以它是比較成熟可靠的。

（2）現場安裝方便

HGIS設備采用模塊化設計，模塊化是HGIS的一大特點和優勢，主要零件按照不同的職能或者工作原理統一劃分到不同的區域，相互之間互不干涉和侵犯，即使需要更換零件也不會影響到其他氣室的零件[2]。在制造時采用整體組裝調試，可進行整體運輸，因此在安裝時比較方便，設備只需要在現場簡單連接，也不需要更多的支架和鋼材的需要，由于重量輕，運載負荷小，在安裝時就減少了基礎的工序，需要的材料也比較少，從而降低了財務支出。

（3）維護便捷

HGIS設備的斷路器和隔離開關分布在不同的位置，以及它們都可以整體的更換，更換時也只需要更換元件，不需要對元件拆除，在很大程度上就降低了開關瓷瓶斷裂、操作失靈、銹蝕等問題的出現，由于他們有不同的氣室，相互之間也不干擾，就更加方便拆換和維護。

（4）符合環保的要求

HGIS設備比之前的設備體積要小，制作使用的材料越來越少，用電壓的等級小，這樣不僅節約了資源，還設計的更加環保，同時提高了工作人員的工作效率。

（5）更安全可靠

GIS普遍采用內置式氣體密封CT，鐵芯和二次繞組十分貼近一次導體，這樣的結構不僅提高了對二次繞組的絕緣要求，而且在一次導體長期發熱甚至是故障發熱的條件下，CT二次繞組絕緣將加速老化乃至燒毀。HGIS采用外置式穿心CT，CT金屬外殼套在主設備金屬筒體上，大大降低了電流互感器的絕緣要求和因一次導體過熱而燒毀二次繞組的危險性，電流互感器的更換也十分簡單[3]。

（6）節省占地

HGIS制作時各元件都是整體組裝，縮短了各個元件連接的距離，再加上技術的推進，讓HGIS設備尺寸大大減少了，體積變小占地面積也隨之減少了。

（7）經濟實用成本低

相比以前的設備，HGIS新型設備的造價成本還是比較低的。首先，在制作材料上，由于體積小在制作時所需要的材料會比較少，這就減少了在材料購買上的財務支出。其次，以前的設備在安裝時還需要混凝土、變電站支架和鋼材，新型設備則不需要，所以減少了安裝時所需材料和人力的財務支出。最后，因為它減少占地面積，節約了土地，所以也減少了占用土地支出的費用。

2. HGIS在變電站中應用存在的問題及對策

由于HGIS和GIS在結構上有所不同，HGIS設備內是不帶母線的，因此它們對隔離開關開合電容性母線充電電流的要求也就不同。對HGIS的隔離開關開合母線電容電流的規定是：550KV額定值為2A，而對GIS隔離開關開合母線電容電流的規定是：550KV額定值為0.5A，GIS要比HGIS的要求低很多。而制造廠為了滿足客戶，對隔離開關開合母線轉換電壓的標準也不一樣，因此，在轉換時電壓較高。

HGIS設備相比之前較智能化、系統化和數字化，這也就提高了對員工的使用要求，如果在操作中稍有不慎，就有可能出現問題，由于它是技術性較高的新型設備，出現故障工作人員若不能及時進行解決，就會給整個電網的安全運行產生影響，所以，在人員的使用上就需要專業的技術人員。我們國家HGIS在變電站的使用還是初級階段，技術人員的專業水平也不高還有待加強，因此穩定性較低。

雖然HGIS設備是采用模塊化的制作方式，但它對安裝的要求較高，因為基礎設備安裝的質量會影響到電力系統的運行，因此，工作人員在安裝時就不能出現錯誤，要按照正確的步驟進行組裝，如果工作人員對HGIS設備了解不夠，就很難做好安裝工作。每個設備都有其對應的型號，不同的型號有不同的安裝方法，安裝難度還是比較大，因此，在一定程度上也存在不安全隱患。

現在，把傳統變電站改造成智能化變電站的工作仍然有一個較為理想的設計標準與實施方案，這嚴重影響到了智能變電站的普及與推廣[4]。我國對智能變電站的推廣方式還是比較單一，對智能變電站的認識也比較初級，因此在很大程度上限制了HGIS在變電站的發展。

3. HGIS的應用前景

（1）國內外應用的情況

它是新型的設備，是近年來才發展起來的，在東南亞、日本、韓國變電所應用的比較早，而我國是遼寧、福建、廣東等地最早開始應用。目前國際上只有澳大利亞變電站采用了最大電壓的HGIS設備，其他國家應用的還是比較少，因此，新型設備的應用還需要積累一定的經驗。

（2）HGIS推廣應用的優勢

①占地面積少

由于HGIS設備是緊湊類型的，它在占地面積上比較少，而且在很多國內外廠家都可生產，這就可以進行對HGIS應用的推廣。

②降低了對變電所環境的污染

所有人為的制造，都會對環境造成污染，例如：土質污染、噪音污染、電磁干擾等。以前的變電站占地面積大，就需要對周圍的環境進行改造，而HGIS設備需要的面積小，降低了對環境破壞的程度，在維護時也不需要更多的工作人員，從而也減少了人對環境的污染。

③制作成本低

由于體形變小了，在使用材料上用的量也少了，所以，在制作成本上使用的費用就少了。HGIS設備在經濟上優于GIS，可以根據不同的地貌特征換裝置，非常符合國家電網公司對變電站發展的要求，因此，HGIS在變電站的應用中的推廣，能起到很好的作用，也會具有廣泛的應用前景。

結語

綜上所述，HGIS在變電站中的應用是時代進步的表現，也是科學技術發展的體現，隨著電網的不斷發展，HGIS設備技術也在不斷革新。HGIS對電網的建設是有許多優點的，可靠性能高、體積小、占地面積小、制作成本低、經濟實用等。另外，它的設計采用的是整體設計，在安裝時更加方便，節省了安裝時間，提升了人員工作的效率。布局更加合理的HGIS設備，更加安全穩定，也更符合新時代電力系統發展的特點和要求，設計更加優化，同時也推動了變電站設備的智能化、科學化、高效化的步伐，如果能更好的對HGIS在變電站應用進行推廣，就能推動對電網建設的質量與速度。

參考文獻

[1]湯暢. HGIS在變電站中的應用[J]. 通信電源技術，2018，35（10）：157-159.

[2]潘棟， 李豐克， 邵昱. HGIS在戶內敞開設備改造工程中的應用研究[J]. 河南科技， 2018，655（29）：126-128.

[3]陳磊， 劉闖， 于淼. HGIS在新一代智能變電站中的應用[J]. 電子技術與軟件工程， 2017，（06）：228.

[4]周良才， 任然. 關于智能變電站220kV配電裝置技術經濟比較及優化布置研究[J]. 大科技， 2018，（35）：37-39.