• 产品名称: 数字化变电站及其高压组合电器HGIS

数字化变电站及其高压组合电器HGIS

 

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  改革开放以来,我国电力事业发展驶入了快车道,特别是进入到21世纪以来,数字化变电站已经在国内多个省电力公司建立起来,发展势头喜人。作为数字化变电站重要组成部分的数字化高压组合电器HGIS的应用,也越来越受到关注和欢迎。

  上世纪七十年代开始发展的变电站计算机远动技术,将数字技术引入了变电站。由于当时通信带宽和可靠性低、计算机性能低且价格昂贵,数字技术仅用于调度主站和变电站的RTU(远方采集控制单元)。随着计算机技术和电子技术按摩尔规律持续发展,由微机保护、测控装置、远动通信服务器和计算机监控系统构成的变电站自动化系统经过上世纪八九十年代快速发展,现在已成为变电站建设的标准。

  本世纪初,实时性和可靠性满足保护功能要求的网络通信技术,以及适应互感器、开关等过程层设备恶劣环境的电子技术已基本成熟,实现了间隔层信息交换数字化、过程层设备数字化以及间隔层与过程层信息交换数字化的全数字化变电站。全数字化变电站成为变电站新技术发展的热点,我国的数字化变电站也处在方兴未艾的建设时期。随着对变电站设备可靠率和可用率的不断提高的要求以及电压和电流测量技术的提高,现代保护和监控方案的引入,使得变电站的设计有了全新的理念。

  近几十年来,高压设备的革新程度不大。一些关键设备,如:断路器(从空气、少油到SF6),避雷器(从有间隙到无间隙),电流和电压互感器(从少油到 SF6),它们尽管有很大的技术改进,但在外形尺寸上无重大改观。七十年代以来GIS技术在运行条件和占地要求上有了重大进步,但现代电子信息技术的应用遭遇“瓶颈”,有太多的”接口问题”需要高压设备供货商和变电站设计工程师去解决。这样人们开始构思新的理念。结合数字化技术的第二代GIS人们称之混合式GIS,或HGIS。

  在HGIS中由于断路器变得简单小巧,因而隔离开关的功能便可以结合到其中。 隔离与接地的功能也可以组合起来。 有多种基于光电工作原理的电流和电压传感器可供选择,且其中大部分能与断路器或套管装在一起。能与这些传感器通讯的控制设备已开发出来。使用低电压或低电流模拟信号的保护设备已经成熟。直接使用数字信号的设备正在开发中。过去,常规的开关设备控制系统需从各方面取得信息来帮助实现其功能,如气体密度变化趋势,断路器操作时间和速度,断路器和隔离开关触头的磨损状况。这些测量值为维护和维修的进行提供了早期信息。可控操作装置的采用能减少断路器及其相邻设备所受的应力。人们设法使一两个处理单元便能综合所有的标准和附加功能。数据的传送也将通过光纤进行,这将大大节省铜线的使用并减少总工程量。

  基于HGIS的全新变电站方案采用一个共用的控制系统来简化操作,它与功能增强的监测和诊断系统相结合,来进一步减少全寿命成本并增加变电站的可用率,并能与模拟型继电器和最先进的数字化保护系统接口。 一个间隔的所有功能都综合在一台数字化组合的设备HGIS中。光电型的电流和电压传感器直接与断路器的断口组装在一起。

  由于新产品的可靠性和可用率不断提高,变电站的主结线亦能简化,采用如内桥型或单母线方式,这样实现了变电站的小型化。 变电站的占地面积和安装时间均减少到了最低程度。 在HGIS中传感器取代了笨重且昂贵的传统型电流和电压互感器。隔离开关和接地开关操作机构中的马达均由电子装置控制,另外辅助接点也由靠近操作杆的传感器所取代;一个开关间隔所有必要的功能全部集成在同一个罩壳中,并且根据变电站的单线图要求装上两只或三只套管。 HGIS非常能满足变电站改造、扩建、升级或新建的各种要求。 HGIS是用金属封闭,在一个共同气室内布置了断路器、隔离开关、接地开关、电流/电压传感器和套管。这样根据间隔或变电站实际的必需功能把组成高压开关设备的元件数减少到最低程度。每一单元在厂里完全组装并试验好。在运输时,HGIS已是除套管外全都预装配好的设备。 HGIS运用了GIS中成熟的断路器、隔离和接地开关的设计。套管由合成材料制成,环氧树脂浸渍的玻璃纤维管保证了机械强度,而硅橡胶浇注成的外壳则满足了电气上爬距的要求,并保护设备不受环境影响。有效的电压控制是由外伸接地电极完成。

  传统的高压电流和电压互感器的功能由一种先进的合二为一的电流/电压传感器所替代。这种传感器能在所有相关的动态范围内以高分辨度和高精度满足控制、测量、保护和收费计量的不同需要。它的小巧性使其可以在HGIS的另一端安装同样的传感器来满足保护和/或同期操作的需要。

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