高壓電器設(shè)備在智能化變電站中的應(yīng)用

　　工控摘要：我國智能化變電站建設(shè)已經(jīng)逐步進入了一個快速發(fā)展階段，但是還有些觀點存在分歧，其中zui主要的是與一次設(shè)備的銜接問題。目前使用的一次設(shè)備有三種類型：傳統(tǒng)的瓷柱式（AIS）變電站、GIS變電站和HGIS變電站。用這三種類型的高壓設(shè)備建立的智能化變電站，無論從建設(shè)的過程還是運行方面，都有其各自的特點。
　　
　　一、用瓷柱式的一次設(shè)備（AIS）組成的智能化變電站已經(jīng)大量投入運行，其中不足之處有以下幾個方面：
　　
　　1、設(shè)備的總體安裝、調(diào)試過程相當復雜，由于一次設(shè)備都是來自不同的廠家，所以在安裝、調(diào)試二次系統(tǒng)時這些一次廠家都要到達現(xiàn)場，一次設(shè)備的安裝都是由電力公司的建設(shè)單位完成的，這些一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的連接都必須由電力設(shè)計院出具詳細圖紙才能夠完成。設(shè)備的調(diào)試在現(xiàn)場必須全部安裝完成之后方可進行，因此用瓷柱式的一次設(shè)備建立的智能化變電站是現(xiàn)場制造出來的，而且現(xiàn)場必須有組織協(xié)調(diào)才能完成。
　　
　　2、電子式電流/電壓互感器采集器單元的工作環(huán)境屬于高電壓狀態(tài)，供電電源必須使用非導電體供給，電源系統(tǒng)復雜，容易出現(xiàn)故障;
　　
　　3、由于一次設(shè)備是分散安裝的，因此，通信及控制系統(tǒng)呈現(xiàn)分散布置狀態(tài)，使用的光纜、采樣控制數(shù)量與一次設(shè)備數(shù)量一致;
　　
　　4、二次部分與常規(guī)系統(tǒng)相比造價有明顯增加;
　　
　　5、由于設(shè)備是由不同廠家供貨的，在設(shè)備維護時要有統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織;當變電站數(shù)字化設(shè)備發(fā)生異常時，首先是對異常設(shè)備的判斷，這樣就需要有一、二次設(shè)備專業(yè)知識扎實、經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員去處理，其次還需一、二次設(shè)備各廠家都要到達現(xiàn)場進行處理，使得故障處理過程較為復雜。
　　
　　二、用數(shù)字化的HGIS建設(shè)的智能化變電站有以下幾個特點：
　　
　　1、設(shè)備的總體安裝、調(diào)試過程比較簡單，原因在于一次設(shè)備都是來自同一廠家，并且是集成化制造，所以在安裝、調(diào)試一、二次設(shè)備時都是在工廠統(tǒng)一完成的，因此用數(shù)字化的HGIS建設(shè)的智能化變電站是在工廠制造出來的，而且運行人員可以在工廠對一、二次整體設(shè)備進行預先驗收工作。
　　
　　2、二次部分與常規(guī)系統(tǒng)相比造價有明顯下降;
　　
　　3、由于一次設(shè)備是組合安裝的，因此，通信及控制系統(tǒng)呈現(xiàn)集中布置狀態(tài)，使用的光纜、采樣控制設(shè)備可以共用一套;
　　
　　4、HGIS電子式電流/電壓互感器原理上屬于低壓電器,不存在高壓絕緣問題;
　　
　　5、采集器單元的工作電源由匯控柜里的直流電源供給;
　　
　　6、以絕緣脂替代了傳統(tǒng)互感器的油或SF6，避免互感器漏油漏氣等現(xiàn)象;
　　
　　7、固體絕緣保證了互感器絕緣性能更加穩(wěn)定，無需檢壓檢漏，運行過程中免維護;
　　
　　8、電子式互感器的制造成本和綜合運行成本具有明顯優(yōu)勢，高性價比體現(xiàn)得尤其顯著;
　　
　　9、數(shù)字化高壓組合電器可以zui大限度的避免產(chǎn)生早期由于設(shè)計安裝問題對可靠性帶來的影響;
　　
　　10、工廠化的制造出的數(shù)字化高壓組合電器消滅早期失效期,用戶的產(chǎn)品驗收工作可以安排在制造廠內(nèi)進行。
　　
　　11、由于一、二次設(shè)備是由同一廠家供貨的，在設(shè)備維護時就不存在統(tǒng)一協(xié)調(diào)問題;當變電站數(shù)字化設(shè)備發(fā)生異常時，只需通知HGIS廠家到達現(xiàn)場處理即可，這樣就使得故障處理過程簡化而迅速，縮短了設(shè)備異常處理時間。
　　
　　三、已經(jīng)正常投運的數(shù)字化GIS變電站與HGIS的狀況*一樣，所不同的是安裝、調(diào)試和驗收過程。
　　
　　1、數(shù)字化GIS變電站設(shè)備雖然也是由同一廠家供貨，但其一、二次設(shè)備的集成是在現(xiàn)場完成的，受現(xiàn)場環(huán)境和條件的影響，其工藝水平一般會低于在工廠或凈化車間制造出來的，且制造工期也會加長;
　　
　　2、由于GIS的一、二次設(shè)備之間是整體間隔，變電站必須在整體安裝完成之后，才能進行整體調(diào)試，這樣的整體調(diào)試過程較為復雜，制造工期也會增加。由于建設(shè)智能化變電站的難度關(guān)鍵在于現(xiàn)場整體調(diào)試，而GIS的這種整體調(diào)試（母線及各個間隔必須同時將SF6氣體充到額定壓力下進行調(diào)試）過程無疑給智能化變電站的建設(shè)帶來難度;
　　
　　GIS的一次設(shè)備每個間隔是緊密的，當某一個間隔發(fā)生故障時，在處理故障時會影響相臨的兩個間隔。
　　
　　結(jié)論：綜上所述，AIS和GIS都是現(xiàn)場組裝調(diào)試完成的，而HGIS是工廠集成制造的，如下圖：可靠性特征曲線所示，以AIS和GIS為一次設(shè)備建設(shè)的智能化變電站，在一年內(nèi)的早期故障多發(fā)期相對比HGIS高;在設(shè)備的技術(shù)壽命期，AIS的故障率偏高，GIS和HGIS故障率相對較低，運行比較穩(wěn)定。