高壓組合電器（GIS）的智能化研發(fā)

湯明旭

摘 要：目前輸電控制信息化、遠(yuǎn)程化是發(fā)展智能電網(wǎng)的必經(jīng)之路，同時(shí)是保障電網(wǎng)安全的重要途徑。高壓組合電器（GIS）的研究已經(jīng)進(jìn)入了白熱化階段，其能提升工作效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文章對(duì)高壓組合電器多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而保障智能電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；GIS；智能化研發(fā)

0 引言

電力行業(yè)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，正在朝著智能化、信息化發(fā)展。智能電網(wǎng)體系正在進(jìn)行大規(guī)模全方位建設(shè)，該體系基于特高壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，與各大分支電網(wǎng)聯(lián)合為整體，其整體與分支之間相互協(xié)調(diào)，促使電網(wǎng)體系不斷發(fā)展。新型互感技術(shù)以及高效通訊技術(shù)成為大量電網(wǎng)工作者所關(guān)注的重點(diǎn)。

1 智能化GIS 的定義

高壓組合電器也較多氣體絕緣式高壓開(kāi)關(guān)（GIS），其對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行起著重要作用。電子智能GIS在整體設(shè)計(jì)上需要將智能傳感器檢測(cè)設(shè)備和控制設(shè)施都融入到開(kāi)關(guān)主體中，并能將現(xiàn)代嵌入式技術(shù)與開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合。智能GIS由如下幾個(gè)方面組成：第一，以電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為支撐的智能檢測(cè)分析、診斷判斷肝功能；第二，以網(wǎng)絡(luò)通信為支撐，將GIS信息與變電站主控計(jì)算機(jī)連接在一起共同實(shí)現(xiàn)信息共享功能；第三，以先進(jìn)傳感技術(shù)為支撐的感知控制功能。智能開(kāi)關(guān)必須要同時(shí)具有自我產(chǎn)量檢測(cè)、綜合評(píng)測(cè)、實(shí)時(shí)記錄和匯報(bào)并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行預(yù)判的信息化供電通斷保護(hù)平臺(tái)。智能變電站將一體化設(shè)計(jì)思路與智能開(kāi)關(guān)高度融合，要求設(shè)備制造商無(wú)論是一次設(shè)備還是二次設(shè)備，都要圍繞著智能化變電站而設(shè)計(jì)制造。綜其所述，智能電力設(shè)備就是集結(jié)了測(cè)量數(shù)字化、狀態(tài)可視化、功能一體化、控制網(wǎng)絡(luò)化、信息互動(dòng)化為一體的現(xiàn)代化電力機(jī)械設(shè)備。

2 高壓組合電器（GIS）智能化實(shí)際應(yīng)用

目前多種大型設(shè)備公司對(duì)GIS技術(shù)的研究都已經(jīng)獲得了一定的研究成果，并且相應(yīng)的GIS智能化變電技術(shù)以及配套都應(yīng)運(yùn)而生，其在電力設(shè)備的數(shù)字化變電站中有了一定的運(yùn)行效果。國(guó)內(nèi)也逐步開(kāi)始對(duì)數(shù)字化變電站的研究，但是相較國(guó)外而言，起步比較晚、技術(shù)也較為落后。目前我國(guó)建設(shè)大量的110kV等各種數(shù)字化況，可采取的措施是合空開(kāi)和更換熔絲，同時(shí)也應(yīng)對(duì)匯控柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)控，保證其在合適的位置。其次是控制回路異常，出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)對(duì)控制回路中故障頻發(fā)的區(qū)域進(jìn)行檢查，如同期回路、控制開(kāi)關(guān)等。若出現(xiàn)的是次回路問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)，通常需要專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行處理。再次是GIS斷路器的彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能不足，這類(lèi)情況主要檢查是否是電源出現(xiàn)問(wèn)題，若是機(jī)構(gòu)自身問(wèn)題，則反饋給專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理。接下來(lái)是GIS斷路器開(kāi)關(guān)問(wèn)題，這是由于SF6壓力降低導(dǎo)致的開(kāi)關(guān)閉鎖。出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，工作人員應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)斷路和操作電源空開(kāi)，并停止重合閘的使用，同時(shí)通知專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行后續(xù)處理。最后是斷路器投運(yùn)問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題是由于斷路器故障導(dǎo)致的斷路器未能投運(yùn)。出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，工作人員應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)斷路器的兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，并通知專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理。

3 GIS 斷路器故障處理

3 1 GIS斷路器拒分閘處理

這種GIS斷路器拒分閘故障處理大致可包括以下3種：首先是分閘電源斷電問(wèn)題，工作人員應(yīng)及時(shí)對(duì)斷路器操作電源的空開(kāi)或熔絲情況進(jìn)行檢查，如發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，工作人員可進(jìn)行合空開(kāi)以及更換熔絲等操作，并保證匯控柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)在合適的位置。其次是控制回路、彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能、GIS斷路器開(kāi)關(guān)和斷路器輔助接點(diǎn)故障，出現(xiàn)這四類(lèi)故障后，首先確定故障原因，再通知相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行后續(xù)處理。最后是故障造成斷路器分閘異常的問(wèn)題，出現(xiàn)這類(lèi)情況可采用母聯(lián)串代故障斷路器，這種斷路器在保證整個(gè)GIS組合電器設(shè)備正常運(yùn)行的前提下切斷隔離故障斷路器，并對(duì)故障斷路器進(jìn)行故障原因檢查，再反饋給相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理。

3.2 GIS斷路器操作機(jī)構(gòu)異常及故障處理方法

3.2.1液壓操作機(jī)構(gòu)

液壓操作機(jī)構(gòu)異常及故障，具體為液壓機(jī)構(gòu)無(wú)油位或者嚴(yán)重是漏油引起的斷路器出現(xiàn)分合閘閉鎖的情況。發(fā)生上述情況時(shí)，工作人員首先應(yīng)斷開(kāi)液壓操作機(jī)構(gòu)電機(jī)電源。并利用母聯(lián)斷路器進(jìn)行切換處理，再通知工作人員進(jìn)行檢修處理。

3.2.2隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)

GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)正常操作時(shí)，如出現(xiàn)不能正常電動(dòng)操作時(shí)，操作人員應(yīng)對(duì)控制回路電壓以及電機(jī)電壓進(jìn)行檢修，防止其出現(xiàn)電壓過(guò)低和失壓等情況。同時(shí)對(duì)熱繼電器的工作情況進(jìn)行檢查，若熱繼電器異常，可進(jìn)行熱繼電器復(fù)位操作。當(dāng)電動(dòng)操作異常時(shí)，可先斷開(kāi)操作電源，再進(jìn)行手動(dòng)操作GIS設(shè)備隔離開(kāi)關(guān)。

4 SF6故障處理方法

SF6氣體降低故障處理主要分為兩類(lèi)：一種是SF6氣體降低至報(bào)警值時(shí)，工作人員應(yīng)及時(shí)反饋，等待專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行補(bǔ)氣作業(yè)。另一種是SF6氣體降低到閉鎖值，如出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，工作人員應(yīng)先斷開(kāi)操作電源，再鎖死操動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)通知檢修部門(mén)進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

金屬封閉式氣體絕緣高壓組合電器的應(yīng)用已將近三十年，這種高壓組合電器的特點(diǎn)主要包括：首先是其設(shè)備使用面積要求小，建設(shè)和運(yùn)行投入成本低。其次是實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行操作的安全性。接下來(lái)是這種電器安裝較為簡(jiǎn)單，同時(shí)維護(hù)方便。最后是一體化設(shè)計(jì)，其空間利用率高，不額外占用空間，同時(shí)其可以智能化便捷升級(jí)。高壓組合電器因其上述特點(diǎn)已在各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)得到大規(guī)模的應(yīng)用。GIS高壓組合電器的智能化一次設(shè)備，主要是由互感器等硬件以及開(kāi)關(guān)操作、系統(tǒng)控制等軟件系統(tǒng)組合構(gòu)成的。其中高壓組合電器智能化的關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)高壓組合電器運(yùn)行的相關(guān)信息進(jìn)行采集和錄入，而電子和光電技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用有效解決了上述問(wèn)題。其主要采用氣體密度、壓力、光柵彈簧儲(chǔ)能、溫濕度以及局部放電等傳感器，利用日漸完善的技術(shù)和產(chǎn)品功能，有效維護(hù)高壓組合電器的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能的降低高壓組合電器的故障維修頻次。實(shí)現(xiàn)變電站的智能化、數(shù)字化可以有效的解決上述問(wèn)題。這種變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控、實(shí)時(shí)保護(hù)、精確計(jì)量以及VQC等系統(tǒng)采用同一通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接收相應(yīng)的電信號(hào)參數(shù)、溫濕度和設(shè)備狀態(tài)等各種信息，并對(duì)各種信息進(jìn)行判斷分析，再采用同一網(wǎng)絡(luò)發(fā)送調(diào)控命令。這既不需要為不同功能建立其配套系統(tǒng)，也不需要設(shè)置相應(yīng)的硬件和線路，降低了變電站系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也在很大程度上降低變電站的建設(shè)運(yùn)行成本。

GIS高壓組合電器智能化變電站，其具體應(yīng)該包括系統(tǒng)保護(hù)、調(diào)度和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等自動(dòng)化功能。一次設(shè)備的智能化，其具體指信息的采集、錄入、處理和通信的智能化。同時(shí)將自動(dòng)化、保護(hù)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等元件的使用，主要依靠硬件的有效支撐。二次系統(tǒng)的信息處理和遠(yuǎn)程控制采用相關(guān)軟件支持。智能化系統(tǒng)在保證基本的微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)上，增設(shè)相應(yīng)的防誤操作的開(kāi)關(guān)裝置、運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)以及故障檢測(cè)處理等自動(dòng)化裝置集成在接地控制柜中，既可以節(jié)約設(shè)備的使用空間，同時(shí)也節(jié)約了相應(yīng)的投資成本，又達(dá)到智能化系統(tǒng)的多種功能的有效組合的目的。

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