[发明专利]110kV/220kV电压等级组合电器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合电器，特别是一种110kV/220kV电压等级组合电器及其应用。本发明的组合电器是在原有HGIS基础上的创新，因此将其简称为XHGIS，当中的“X”表示“新”的意思，有新型和创新的意思。

背景技术

本发明所涉及的相关定义：

AIS：指单体设备以空气作为绝缘介质进行布置的配电装置，为包括有断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器等单体设备的组合，是一种常规敞开式的开关设备组合。

GIS(Gas Insulated Switchgear)：指以六氟化硫(SF₆)气体作为绝缘介质，将多个设备及母线组合在一起的设备组合体，即SF₆全封闭组合电器。它将一座变电站中除变压器等大型的一次设备外，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等一次设备，经优化设计有机地组合成一个整体。

HGIS(Hypid Gas Insulated Switchgear)：指以六氟化硫气体作为绝缘介质，将多个设备(根据需要可以有断路器、母线隔离开关、出线隔离开关、互感器、避雷器等)组合在一起的电器，而母线以空气作为绝缘介质，不包括在组合电器中。HGIS是一种介于GIS和AIS之间的高压开关组合设备。HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。母线不装于SF6气室，是外露的。

PASS开关组合电器：以六氟化硫气体作为绝缘介质，仅将母线隔离开关、断路器、电流互感器等组合(不包括出线隔离开关)在同一气室的组合电器。

2005年国家电网公司颁布的《典型设计(220kV变电站分册)》中的高压配电装置，按所选的设备形式不同主要有三种，即AIS、GIS、HGIS。以上三种配电装置中，AIS是一种常规方案，但其运行条件比较恶劣，毫无遮挡地放置在变电站中，常年累月受到各种环境和气候条件的作用，容易产生机械或电气方面的故障。随着设备的老化和用电负荷的增加，AIS的各设备引起的停电事故呈上升趋势，威胁着电力系统的运行安全；但是AIS具有设备投资低，扩建方便，检修断路器时，母线不需要停电等优点。GIS方案将AIS中的所有设备包括母线在内通过一种封闭气室集结成一种模块，以SF₆气体作为绝缘介质，大大缩短了绝缘距离，节省了大量的用地面积，也大大提高了运行可靠性，但是该产品造价昂贵，不利于推广使用，且其设备均为配套设备，扩建、检修都十分不便，需要停电较长时间，影响范围广。HGIS方案来源于GIS方案，除了母线以空气绝缘外，其余设备与GIS相同都是全密封在SF₆气室中，这是由于母线的维护量小，将其脱离封闭气室，可以节约相当一部分封闭母线管的费用。PASS开关的二次保护与常规保护还存在配合问题，开关设备本身还未达到免维护或极少维护的水平，以及我国电网的运行管理水平还不是很高，使得PASS开关选择配套保护设备有局限性，不能隔离故障点、检修停电范围大等缺点较为突出。

比较上述四种布置方案：AIS、GIS、HGIS、PASS开关，

●从占地上来说，AIS方案的占地面积最大，取为100％，GIS方案占地面积最小，约为11％～23％(对应屋内由电缆出线与架空出线)，屋外布置约40％，HGIS与PASS方案的占地约为80％；

●从运行可靠性方面来说，GIS可靠性最高，其次是HGIS和PASS方案，AIS较差；

●从投资角度来说，AIS最经济，以100％表示，GIS约140％～145％，HGIS约为110％～115％，PASS加上出线隔离开关也差不多是110％～115％；

●比较其维护工作量，AIS最大，GIS最小，HGIS和PASS居中；

●比较扩建的难易程度，GIS是最不方便的，且扩建停电时间长，而AIS、HGIS、PASS方案的扩建比较方便；

●比较检修断路器对供电的影响，GIS、HGIS以及PASS方案中，因断路器检修时，在抽真空、充六氟化硫气体的过程中，母线要停电，而AIS方案在断路器检修时，不需要停电。