变电站GIS封闭式开关设备安全技术措施分析及改进蒋晶

变电站GIS封闭式开关设备安全技术措施分析及改进蒋晶

蒋晶

珠海电力建设工程有限公司广东珠海519000

摘要：针对220kV变电站GIS设备运行及停送电过程中容易出现的问题，对其巡视检查项目进行了分析，总结了其在运行检修过程中常见的缺陷及维护措施。

关键词：GIS开关；安全；措施；改进

0引言

在220kV变电站中，为了对主变及电网进行保护，在主变变高侧配置有高压配电装置。六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置，其英文全称GAS—INSTULATEDSWITCHGEAR，简称GIS。GIS变电站占地面积少，大量运用于城区。可靠性高，安全性强，技术相对复杂，维护工作量很小，主要部件的维修期限不小于20年，因此被大量应用在220kV变电站中。GIS载流回路是由操动机构、传动连杆、内外拐臂、绝缘拉杆、导电拉杆、动静触头组成；载流回路结构分为直角型和直线型；触头分合闸运动方式有回转滑动方式和直线运动方式两种，GIS的所有导电部分均密封于金属壳体内，在操作过程中隔离隔离开关和接地隔离开关触头的分合情况不可见。

220kV变电站是电网的枢纽，必须对其运行、检修中的措施予以保障。其中的GIS设备又所有设备中的重中之重，是断开负荷电流和短路电流的主要元件，本文针对GIS在运行、检修过程中的安全技术措施进行探讨，提出目前存在的问题及改进措施。

1.GIS优缺点

220kV变电站中配置的GIS，运行可靠性较高，主要措施就是在二次回路上设计了电气联锁，在隔离开关与接地隔离开关之间有机械联锁，有防止误分、误合开关的微机闭锁，还有防止现场误操作的电磁锁。

因为GIS装置没有明显的断开点及验电位置，因而不能按常规方法直接验电，只能根据二次保护带电显示装置、表计、位置指示等外部条件判断其是否带电，不能满足安规及操作导则要求。

2.目前GIS设备安全技术措施的实现方式

目前在220kV变电站中，GIS的主要依靠下列方式实现安全保障：

2.1GIS设备的电气联锁：GIS设备的电气联锁主要用于隔离开关、接地隔离开关及断路器之间保护，可以防止带负荷误合隔离开关、带电误合接地隔离开关、带接地隔离开关误合断路器等。

2.2GIS设备的机械联锁：GIS设备的机械联锁主要是隔离开关与接地隔离开关间的保护联锁。二次控制回路是没有任何机械联锁约束，机械联锁具体具体表现为：

（1）只有在同一SF6气室内的主回路隔离开关拉开的前提下，附装于其上的接地隔离开关方能合上，否则，该项操作将被机械连锁装置闭锁不能进行。

（2）同一SF6气室内的接地隔离开关全部拉开的前提下，相应主回路的隔离开关方能合上，否则，该项操作将被机械连锁装置闭锁不能进行。

（3）同一SF6气室内的接地隔离开关之间没有机械联锁。

（4）110kV母线接地隔离开关与对应母线PT侧隔离开关及其PT0接地隔离开关公共气室，只有在PT侧隔离开关拉开的前提下，方能合上该母线接地隔离开关。

2.3.GIS设备装置的微机五防：在“五防”中，“防误分、误合”是其它技术措施所失效后的重要保护措施。微机五防在设备检修、运行中通过微机系统的智能处理，对倒闸操作进行了规范处理，从而起到有效防止误操作的目的。

2.4.GIS设备的电磁锁：GIS设备配有电磁锁，隔离开关在带电后，严禁人为操作。操作机构上操作孔用保护罩封锁，当检修需要人工操作时，打开保护罩，插入操作杆压下行程开关弹簧，切断电机电流，此时电动操作就不能进行，从而实现人工操作闭锁电动操作的功能。

2.5.GIS设备的现场控制柜：GIS设备现场控制柜根“5S”标准用白底红字标注具体线路或间隔，避免误入。现场控制柜都装有门锁。柜门面板贴“近控、远控”与“联锁、解锁”的钥匙开关不通用禁示语，避免误开。

3.GIS设备安全技术措施的不足及对策

虽然采取上述的安全技术措施，但在实际运行及检修中，发现很多缺陷，现就发现的缺陷进行分析，提出改进措施。

3.1.GIS线路转检修时技术措施分析

在运行中的电缆出线转检修时，主要工作是要断开开关、拉开隔离开关、接地、断开二次回路，操作过程中开关、隔离开关各侧皆没有验电点。为了防止误操作，建议改进方案如下：

①GIS线路转检修，合线路接地隔离开关前，必须与调度核实该线路确已转为冷备用，并允许线路可以合接地隔离开关，并且用带电显示装置验电。②若无带电显示装置，对于架空出线，要求在GIS出线套管高压引线处三相验电；对于电缆出线，必须检查开关、隔离开关确在分闸位置，有条件的还应检查拉杆等位置作为判据，发现异常应及时中止操作。③对于两端均有电源的电缆的停电，任意端接地均必须与对端的开关闭锁。

3.2.GIS开关转检修（线路不转检修）时技术措施分析

在运行中的开关转检修（线路不转检修）时，主要工作是要断开开关、拉开隔离开关、接地、断开二次回路，但在操作过程中因线路不检修，不能验电，也没有带电显示装置，隔离开关的位置显示也会出错，故确定两侧隔离开关是否确实拉开位置也得不到保证。为了防止误操作，建议改进方案如下：

①GIS开关转检修（线路不转检修），合接地开关前，用带电显示装置验电。②若无带电显示装置，必须检查开关、隔离开关确在分闸位置，有条件的还应检查拉杆等位置作为判据，发现异常应及时中止操作。

3.3.GIS母线转检修时技术措施分析

在运行中的母线转检修时，无法进行常规验电，为了防止误操作，建议改进方案如下：

①GIS母线转检修，其电气、微机闭锁确保母线所有隔离开关在分闸位置，才能合上母线接地刀，一般情况下遵循先停线路、主变等间隔,最后停母线电压互感器间隔的的原则。②操作过程中要注意观察母线电压互感器的二次电压从有到无的变化，合母线接地隔离开关前必须复核所有隔离开关均在拉开状态。

3.4GIS母线PT由运行转检修时技术措施分析

在运行中的母线PT转检修时，无法进行常规验电。因停PT是先停二次再停一次，所以也不能通过表计判断。为了防止误操作，建议改进方案如下：

①GIS母线PT转检修，先断开二次断路器（或取下二次熔断器），后拉开一次隔离开关。②投上接地刀闸开关前，用带电显示装置验电。若无带电显示装置，要求检查隔离开关确在拉开位置，有条件的还应检查拉杆等位置作为判据，发现异常应及时中止操作。

3.5设置观察窗的技术措施分析

GIS无观察窗，其内部隔离开关与接地隔离开关的运行状态不可见，停电时不能确认隔离开关拉开，送电时不能确认接地刀拉开；在GIS装置加装观察窗，可以看到接地刀闸、隔离开关的当前分合状态。在操作过程中发现观察孔过小，只能观察到动触头的一部分，是否分合到位还不能直接判断。观察窗位置的设置高，需趴低爬高，工作存在危险性，并不适合运检人员检查使用。由于产品结构决定了不能移动观察窗位置，因此应设置便于人员观察的扶梯、便道、观察台。

3.6设置带电显示装置的技术措施分析

对于GIS设备，其特点决定不能按常规操作直接验电，因此带电显示装置是判断是否有电的主要辅助元件，但此元件厂家质量良莠不齐。因此应采用可拔插的模块化的屏幕显示装置。设计、施工统一型式，其电压抽取装置及信号处理电路设计相互独立三相。并将屏幕显示装置作为GIS设备的标准配件，纳入GIS设备装置设计及采购技术协议，并在维护中加强管理。

4结语

作为220kV变电站，停电检修的时间越少，供电可靠性越高，因此，对运行检修人员来讲，除了对变电站的设备操作方法、运行状态、检修措施非常清楚外，还要了解设备操作过程中容易出现的问题，掌握解决问题的方法，严格执行操作制度，杜绝安全隐患。本文针对220kVGIS设备运检工作中提出的一些看法，结合实际情况，在参考相关规范、规程，总结提出，希望能对该设备的运行和维护工作起到一定的协助作用。

参考文献

[1]DL/T617-2010气体绝缘金属封闭开关设备技术条件[S]

[2]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）〔M〕.北京:中国电力出版社，1999

作者简介

姓名：蒋晶（1979.10.27），性别：男，籍贯：湖南，民族：汉，学历：本科，职称：中级电气工程师，职务：项目经理，研究方向：电力线路施工。