探討HGIS在變電站中的應(yīng)用

陳俊

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

關(guān)鍵詞：HGIS;變電站;智能電網(wǎng);高壓設(shè)備;應(yīng)用

前言

近年來，高壓設(shè)備的革新程度在不斷加快，以前的設(shè)備雖然在技術(shù)上有所改進(jìn)，但在外形和尺寸上沒有太多的變化，由于新的技術(shù)很難應(yīng)用在變電站里，很多變電站都在超期使用，導(dǎo)致很多問題的產(chǎn)生。HGIS設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步有助于變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改造，隨著設(shè)備的可靠性、安全性能提高，大大降低了維護(hù)的要求，因此，HGIS設(shè)備在變電站受到廣泛的應(yīng)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(shù)，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(jié)構(gòu)上減少使用了盤式絕緣子，這就提高了內(nèi)部絕緣件運行的可靠性，HGIS在使用時，結(jié)構(gòu)比較簡單，操作起來也比較容易，由于HGIS設(shè)計了隔離開關(guān)的觀察窗，在長期運行當(dāng)中與外部空氣隔絕，解決了以往隔離開關(guān)機構(gòu)暴露在空氣中的銹蝕問題，實現(xiàn)隔離開關(guān)在設(shè)備壽命期內(nèi)免維修[1]。由于HGIS設(shè)備采用大量的SF6氣體進(jìn)行絕緣，相比之前的設(shè)備運行的可靠性能高，也更能適應(yīng)外部的環(huán)境，它是整體結(jié)構(gòu)，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(xiàn)場安裝方便

HGIS設(shè)備采用模塊化設(shè)計，模塊化是HGIS的一大特點和優(yōu)勢，主要零件按照不同的職能或者工作原理統(tǒng)一劃分到不同的區(qū)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(diào)試，可進(jìn)行整體運輸，因此在安裝時比較方便，設(shè)備只需要在現(xiàn)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(fù)荷小，在安裝時就減少了基礎(chǔ)的工序，需要的材料也比較少，從而降低了財務(wù)支出。

（3）維護(hù)便捷

HGIS設(shè)備的斷路器和隔離開關(guān)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(guān)瓷瓶斷裂、操作失靈、銹蝕等問題的出現(xiàn)，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(hù)。

（4）符合環(huán)保的要求

HGIS設(shè)備比之前的設(shè)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(jié)約了資源，還設(shè)計的更加環(huán)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(nèi)置式氣體密封CT，鐵芯和二次繞組十分貼近一次導(dǎo)體，這樣的結(jié)構(gòu)不僅提高了對二次繞組的絕緣要求，而且在一次導(dǎo)體長期發(fā)熱甚至是故障發(fā)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(shè)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(dǎo)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(jié)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(shù)的推進(jìn)，讓HGIS設(shè)備尺寸大大減少了，體積變小占地面積也隨之減少了。

（7）經(jīng)濟(jì)實用成本低

相比以前的設(shè)備，HGIS新型設(shè)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(wù)支出。其次，以前的設(shè)備在安裝時還需要混凝土、變電站支架和鋼材，新型設(shè)備則不需要，所以減少了安裝時所需材料和人力的財務(wù)支出。最后，因為它減少占地面積，節(jié)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(yīng)用存在的問題及對策

由于HGIS和GIS在結(jié)構(gòu)上有所不同，HGIS設(shè)備內(nèi)是不帶母線的，因此它們對隔離開關(guān)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(guān)開合母線電容電流的規(guī)定是：550KV額定值為2A，而對GIS隔離開關(guān)開合母線電容電流的規(guī)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(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電壓的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，因此，在轉(zhuǎn)換時電壓較高。

HGIS設(shè)備相比之前較智能化、系統(tǒng)化和數(shù)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(xiàn)問題，由于它是技術(shù)性較高的新型設(shè)備，出現(xiàn)故障工作人員若不能及時進(jìn)行解決，就會給整個電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生影響，所以，在人員的使用上就需要專業(yè)的技術(shù)人員。我們國家HGIS在變電站的使用還是初級階段，技術(shù)人員的專業(yè)水平也不高還有待加強，因此穩(wěn)定性較低。

雖然HGIS設(shè)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(chǔ)設(shè)備安裝的質(zhì)量會影響到電力系統(tǒng)的運行，因此，工作人員在安裝時就不能出現(xiàn)錯誤，要按照正確的步驟進(jìn)行組裝，如果工作人員對HGIS設(shè)備了解不夠，就很難做好安裝工作。每個設(shè)備都有其對應(yīng)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(xiàn)在，把傳統(tǒng)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與實施方案，這嚴(yán)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(rèn)識也比較初級，因此在很大程度上限制了HGIS在變電站的發(fā)展。

3. HGIS的應(yīng)用前景

（1）國內(nèi)外應(yīng)用的情況

它是新型的設(shè)備，是近年來才發(fā)展起來的，在東南亞、日本、韓國變電所應(yīng)用的比較早，而我國是遼寧、福建、廣東等地最早開始應(yīng)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(shè)備，其他國家應(yīng)用的還是比較少，因此，新型設(shè)備的應(yīng)用還需要積累一定的經(jīng)驗。

（2）HGIS推廣應(yīng)用的優(yōu)勢

①占地面積少

由于HGIS設(shè)備是緊湊類型的，它在占地面積上比較少，而且在很多國內(nèi)外廠家都可生產(chǎn)，這就可以進(jìn)行對HGIS應(yīng)用的推廣。

②降低了對變電所環(huán)境的污染

所有人為的制造，都會對環(huán)境造成污染，例如：土質(zhì)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(huán)境進(jìn)行改造，而HGIS設(shè)備需要的面積小，降低了對環(huán)境破壞的程度，在維護(hù)時也不需要更多的工作人員，從而也減少了人對環(huán)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(shè)備在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于GIS，可以根據(jù)不同的地貌特征換裝置，非常符合國家電網(wǎng)公司對變電站發(fā)展的要求，因此，HGIS在變電站的應(yīng)用中的推廣，能起到很好的作用，也會具有廣泛的應(yīng)用前景。

結(jié)語

綜上所述，HGIS在變電站中的應(yīng)用是時代進(jìn)步的表現(xiàn)，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，HGIS設(shè)備技術(shù)也在不斷革新。HGIS對電網(wǎng)的建設(shè)是有許多優(yōu)點的，可靠性能高、體積小、占地面積小、制作成本低、經(jīng)濟(jì)實用等。另外，它的設(shè)計采用的是整體設(shè)計，在安裝時更加方便，節(jié)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(shè)備，更加安全穩(wěn)定，也更符合新時代電力系統(tǒng)發(fā)展的特點和要求，設(shè)計更加優(yōu)化，同時也推動了變電站設(shè)備的智能化、科學(xué)化、高效化的步伐，如果能更好的對HGIS在變電站應(yīng)用進(jìn)行推廣，就能推動對電網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量與速度。

參考文獻(xiàn)

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

[2]潘棟， 李豐克， 邵昱. HGIS在戶內(nèi)敞開設(shè)備改造工程中的應(yīng)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(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2017，（06）：228.

[4]周良才， 任然. 關(guān)于智能變電站220kV配電裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及優(yōu)化布置研究[J]. 大科技， 2018，（35）：37-39.