高压电器设备在智能化变电站中应用的讨论
2017-02-09 15:08:00
祥泰电气
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我国智能化变电站建设已经逐步进入了一个快速发展阶段，但是还有些观点存在分歧，其中最主要的是与一次设备的衔接问题。目前使用的一次设备有三种类型：传统的瓷柱式(AIS)变电站、GIS变电站和HGIS变电站。用这三种类型的高压设备建立的智能化变电站，无论从建设的过程还是运行方面，都有其各自的特点。
一、用瓷柱式的一次设备(AIS)组成的智能化变电站已经大量投入运行，其中不足之处有以下几个方面：
1、设备的总体安装、调试过程相当复杂，由于一次设备都是来自不同的厂家，所以在安装、调试二次系统时这些一次厂家都要到达现场，一次设备的安装都是由电力公司的建设单位完成的，这些一次设备与二次设备之间的连接都必须由电力设计院出具详细图纸才能够完成。设备的调试在现场必须全部安装完成之后方可进行，因此用瓷柱式的一次设备建立的智能化变电站是现场制造出来的，而且现场必须有组织协调才能完成。
2、电子式电流/电压互感器采集器单元的工作环境属于高电压状态，供电电源必须使用非导电体供给，电源系统复杂，容易出现故障;
3、由于一次设备是分散安装的，因此，通信及控制系统呈现分散布置状态，使用的光缆、采样控制数量与一次设备数量一致;
4、二次部分与常规系统相比造价有明显增加;
5、由于设备是由不同厂家供货的，在设备维护时要有统一协调组织;当变电站数字化设备发生异常时，首先是对异常设备的判断，这样就需要有一、二次设备专业知识扎实、经验丰富的技术人员去处理，其次还需一、二次设备各厂家都要到达现场进行处理，使得故障处理过程较为复杂。
二、用数字化的HGIS建设的智能化变电站有以下几个特点：
1、设备的总体安装、调试过程比较简单，原因在于一次设备都是来自同一厂家，并且是集成化制造，所以在安装、调试一、二次设备时都是在工厂统一完成的，因此用数字化的HGIS建设的智能化变电站是在工厂制造出来的，而且运行人员可以在工厂对一、二次整体设备进行预先验收工作。
2、二次部分与常规系统相比造价有明显下降;
3、由于一次设备是组合安装的，因此，通信及控制系统呈现集中布置状态，使用的光缆、采样控制设备可以共用一套;
4、HGIS专用电子式电流/电压互感器原理上属于低压电器,不存在高压绝缘问题;
5、采集器单元的工作电源由汇控柜里的直流电源供给;
6、以绝缘脂替代了传统互感器的油或SF6，避免互感器漏油漏气等现象;
7、固体绝缘保证了互感器绝缘性能更加稳定，无需检压检漏，运行过程中免维护;
8、电子式互感器的制造成本和综合运行成本具有明显优势，高性价比体现得尤其显著;
9、数字化高压组合电器可以最大限度的避免产生早期由于设计安装问题对可靠性带来的影响;
10、工厂化的制造出的数字化高压组合电器消灭早期失效期,用户的产品验收工作可以安排在制造厂内进行。
11、由于一、二次设备是由同一厂家供货的，在设备维护时就不存在统一协调问题;当变电站数字化设备发生异常时，只需通知HGIS厂家到达现场处理即可，这样就使得故障处理过程简化而迅速，缩短了设备异常处理时间。
三、已经正常投运的数字化GIS变电站与HGIS的状况完全一样，所不同的是安装、调试和验收过程。
1、数字化GIS变电站设备虽然也是由同一厂家供货，但其一、二次设备的集成是在现场完成的，受现场环境和条件的影响，其工艺水平一般会低于在工厂或净化车间制造出来的，且制造工期也会加长;
2、 由于GIS的一、二次设备之间是整体间隔，变电站必须在整体安装完成之后，才能进行整体调试，这样的整体调试过程较为复杂，制造工期也会增加。由于建设智能化变电站的难度关键在于现场整体调试，而GIS的这种整体调试(母线及各个间隔必须同时将SF6气体充到额定压力下进行调试)过程无疑给智能化变电站的建设带来难度;
GIS的一次设备每个间隔是紧密联系的，当某一个间隔发生故障时，在处理故障时会影响相临的两个间隔。
结论：综上所述，AIS和GIS都是现场组装调试完成的，而HGIS是工厂集成制造的，如下图：可靠性特征曲线所示，以AIS和GIS为一次设备建设的智能化变电站，在一年内的早期故障多发期相对比HGIS高;在设备的技术寿命期，AIS的故障率偏高，GIS和HGIS故障率相对较低，运行比较稳定。
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