GIS设备技术发展及典型事故分析.pptx
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1、中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP1 主要内容主要内容前言前言装用基本情况装用基本情况技术经济性分析技术经济性分析产品的技术进步产品的技术进步 几起典型几起典型的的GIS设备故障设备故障结语结语中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP2第一部分第一部分 前言前言中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP3第一部分第一部分 前言前言 我国变电站主要有三大类我国变
2、电站主要有三大类 一类是采用常规敞开式开关设备一类是采用常规敞开式开关设备(Air Insulated(Air Insulated Switchgear)Switchgear)另一类是气体绝缘金属封闭开关设备(另一类是气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Gas Insulated SwitchgearSwitchgear)第三类是复合式气体绝缘金属封闭开关设备(第三类是复合式气体绝缘金属封闭开关设备(Hybrid Gas Hybrid Gas Insulated Switchgear,Insulated Switchgear,即即HGISHGIS)还有一种敞开式组合电器还有一
3、种敞开式组合电器 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP4第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP5 GIS设备的研究和开发始于上世纪设备的研究和开发始于上世纪50年代的欧洲和日本,年代的欧洲和日本,我国在七十年代初开始使用我国在七十年代初开始使用GIS设备,八十年代中后期开始应设备,八十年代中后期开始应用在用在500kV电网中,第一套电网中,第一套550kV GIS应用在广东江门应用在广东江门5
4、00kV变变电站,由电站,由ABB公司制造生产,型号为公司制造生产,型号为ELKSL3。第一套国内自。第一套国内自主生产的主生产的550kV GIS设备为原沈阳高压开关厂生产,型号为设备为原沈阳高压开关厂生产,型号为ZFW,于,于1992年应用在东北电网年应用在东北电网500kV辽阳站,已于辽阳站,已于2007年彻年彻底退役。底退役。第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP61.装用情况装用情况第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况 随着用电负荷需求的不断增长,电网建设规
5、模逐年扩大,尤随着用电负荷需求的不断增长,电网建设规模逐年扩大,尤其是近两年国家电网公司提出建设坚强电网的要求以来,电网建其是近两年国家电网公司提出建设坚强电网的要求以来,电网建设投资呈倍增长。截至设投资呈倍增长。截至20082008年底,敞开式断路器和年底,敞开式断路器和GISGIS设备(断路设备(断路器间隔)的装用情况见表器间隔)的装用情况见表1 1。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP7CB:台台 GIS:间隔间隔 第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况表表1 敞开式断路器及敞开式断路器及GIS设备装用
6、情况设备装用情况 装用量800 kV550kV363kV252kV126kV72.5kV合计CBGISCBGISCBGISCBGISCBGISCBGISCBGIS200877295946583113516132329736058911757617476174813768200702239127774375152482043359586974621857260558994120060220771577044614502128934781524261354475819971812005001682586252812104857293014409579737449509572608同比025023.
7、867.911.88010.061.414.330.718.630.613.938.507同比0015.176.45.563.05.158.53.433.01.428.04.138.406同比23.5170.712.664.319.850.418.718.95.819.517.625.4中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP8第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况图图1 GIS和断路器同比增长趋势图和断路器同比增长趋势图 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEA
8、RCH INSTITUTEP92.2.装用情况趋势分析装用情况趋势分析 从表从表1 1可以看出,至可以看出,至20082008年底,组合电器装用量的年平均增长率年底,组合电器装用量的年平均增长率依次为:依次为:363kV363kV550kV550kV252kV252kV126kV126kV72.5kV72.5kV。敞开式断路器各。敞开式断路器各电压等级依次为:电压等级依次为:550kV550kV72.5kV72.5kV126kV126kV363kV363kV252kV;252kV;数据表明,数据表明,GISGIS装用量大幅增长,均在装用量大幅增长,均在3030以上,同比,以上,同比,GISGI
9、S的的增长率远远超过了敞开式断路器。以上数据与国家电网公司集中规增长率远远超过了敞开式断路器。以上数据与国家电网公司集中规模采购招标相一致。模采购招标相一致。第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP10表表2 2 近两年招标采购数量近两年招标采购数量 据统计,据统计,20062006年集中招标采购主设备和材料总价值年集中招标采购主设备和材料总价值200200亿元,亿元,其中,开关设备共其中,开关设备共5252亿元,占集中招标的总数四分之一多。亿元,占集中招标的总数四分之一多。
10、20072007年集中招标采购主设备和材料总价值年集中招标采购主设备和材料总价值438438亿元,其中,开关设备共亿元,其中,开关设备共7777亿元,占集中招标的总数六分之一多。亿元,占集中招标的总数六分之一多。第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况金额(亿元)断路器组合电器隔离和接地开关合计2008年122007年19499772006年1263452合计315543129增长率58.3716.773.548.1中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP113.3.按区域分布的装用情况按区域分布的装用情况 从单位
11、装用情况看,装用量最大的省份依次是山东、江苏、从单位装用情况看,装用量最大的省份依次是山东、江苏、北京、上海和河南,合计约占总量的北京、上海和河南,合计约占总量的52.852.8。从分布区域看,华。从分布区域看,华北和华东地区的装用量所占比例最高,其中,华北地区最多,占北和华东地区的装用量所占比例最高,其中,华北地区最多,占总数的总数的41.1%41.1%,华东占,华东占27.7%27.7%。72.5kV72.5kV及以上组合电器按照区域分及以上组合电器按照区域分类统计情况详见表类统计情况详见表3 3。表表3 72.5kV3 72.5kV及以上组合电器按区域分类统计表及以上组合电器按区域分类统
12、计表 地域名称华北东北华东华中西北新源和运行公司所占比例41.15.527.715.79.30.7第二部分第二部分 装用基本情况装用基本情况中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP12第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP131.1.设备特点及优势设备特点及优势 1 1)可靠性高)可靠性高 (1 1)由于)由于GISGIS全部采用全部采用SF6SF6气体绝缘技术,除进出线套管外其气体绝缘技术,
13、除进出线套管外其它元件均组合在封闭的金属壳体内,大大减少外露的带电部分,外它元件均组合在封闭的金属壳体内,大大减少外露的带电部分,外露套管可采用高强瓷、大爬距瓷瓶,故障率低,因此露套管可采用高强瓷、大爬距瓷瓶,故障率低,因此GISGIS设备具备设备具备了运行可靠性高、环境适应能力强,耐地震能力强的特点。了运行可靠性高、环境适应能力强,耐地震能力强的特点。(2 2)由于在)由于在SF6SF6气室内气室内,设备相间及对地绝缘距离大为减少设备相间及对地绝缘距离大为减少,加之设备的多种方案组合加之设备的多种方案组合,真正实现设备的小型化、紧凑化真正实现设备的小型化、紧凑化,显著显著地减少占地。地减少占
14、地。第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP142 2)实用性强)实用性强 (1 1)接线方式灵活。)接线方式灵活。GISGIS采用模块化设计,布置方便灵活,可用采用模块化设计,布置方便灵活,可用于各种主接线。于各种主接线。(2 2)现场安装工期短。)现场安装工期短。GISGIS在厂内按现场情况完整装配,并进行在厂内按现场情况完整装配,并进行出厂试验,整块运输或按运输单元运输,使现场安装调试工作量减少。出厂试验,整块运输或按运输单元运输,使现场安装调试工作量减少。(3
15、3)日常维护工作量少。)日常维护工作量少。(4 4)扩建灵活方便。)扩建灵活方便。第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP153 3)综合成本低,经济性好)综合成本低,经济性好 (1 1)GISGIS设备价格约为常规敞开式设备价格约为常规敞开式AISAIS设备价格的设备价格的1.61.62.32.3倍之倍之间,间,HGISHGIS设备价格约为常规敞开式设备价格约为常规敞开式AISAIS设备价格的设备价格的1.41.41.71.7倍之间。倍之间。GISGIS占地面积仅为占
16、地面积仅为AISAIS设备的设备的3535左右,左右,HGISHGIS设备占地面积约为设备占地面积约为6060左右。左右。(2 2)GISGIS和和HGISHGIS设备的架台构件大幅减少,设备的架台构件大幅减少,GISGIS设备约为常规敞设备约为常规敞开式开式AISAIS的的1/51/5,HGISHGIS的架台构件约为常规敞开式的架台构件约为常规敞开式AISAIS的的80%80%。(3 3)GISGIS和和HGISHGIS设备现场作业量约为常规敞开式设备现场作业量约为常规敞开式AISAIS的的50%50%60%60%,减少了安装工期,安装费用降低。,减少了安装工期,安装费用降低。第三部分第三部
17、分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP162.2.经济性能指标经济性能指标 GIS GIS和和HGISHGIS设备由多个功能单元组成,全封闭结构,产品设计设备由多个功能单元组成,全封闭结构,产品设计难度大,制造工艺复杂、加工工艺要求高,这就注定了难度大,制造工艺复杂、加工工艺要求高,这就注定了GISGIS和和HGISHGIS设备较常规敞开式设备造价昂贵,表设备较常规敞开式设备造价昂贵,表4 4为近年来为近年来AISAIS、GISGIS、HGISHGIS设设备的采购市场中间价。表备的
18、采购市场中间价。表5 5为为AISAIS、GISGIS、HGISHGIS主要经济性能指标比主要经济性能指标比较。较。第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP17电压等级电压等级AISHGISGIS国产国产合资合资国产国产合资合资国产国产合资合资50054070075090010001600220180225/2653701106080/100170价格比(价格比()11.31.41.71.51.92.13.0表表4 AIS4 AIS、GISGIS、HGISHGIS设备价
19、格比较设备价格比较 单位:万元单位:万元/间隔间隔 第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP18(1 1)如果将国产)如果将国产AISAIS设备的价格定为设备的价格定为1 1,则国产,则国产AISAIS、合资、合资AISAIS、国产国产GISGIS、合资、合资GISGIS的比例依次为的比例依次为(比值为各电压等级算术平均值比值为各电压等级算术平均值):1 1:1.31.3:1.7:2.61.7:2.6。(2 2)GISGIS设备价格是设备价格是AISAIS设备价格的设备
20、价格的1.61.62.32.3倍。倍。(3 3)HGISHGIS设备价格是设备价格是AISAIS设备价格的设备价格的1.41.41.71.7倍。倍。(4 4)合资厂)合资厂GISGIS设备价格是国产设备价格是国产GISGIS设备的设备的1.41.41.71.7倍。倍。(5 5)合资厂)合资厂AISAIS设备价格基本是国产设备价格基本是国产AISAIS设备的设备的1.31.3倍。倍。第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP19比较项目比较项目AISGISHGIS价格比价格
21、比11.62.31.41.7占地面积比占地面积比10.350.6运行可靠性指标运行可靠性指标耐污秽能力耐污秽能力一般最强,外露绝缘件很少较强维修停电范围维修停电范围主母线和非检修线路不必停电同AIS同AIS套管维护特性套管维护特性费时、费钱最少(仅出线套管)较少扩建工程方便性扩建工程方便性方便方便灵活、方便表表5 AIS5 AIS、GISGIS、HGISHGIS主要经济技术性能比较主要经济技术性能比较第三部分第三部分 技术经济性分析技术经济性分析 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP20第四部分第四部分 产品的技
22、术进步产品的技术进步 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP211.GIS1.GIS元件的标准化和模块化元件的标准化和模块化 GISGIS标准化是将标准化是将GCBGCB,主母线、,主母线、DS/ESDS/ES、电缆头等进行模块化设、电缆头等进行模块化设计,大大减少了组件数量,较少了安装面积,装配连接标准化。计,大大减少了组件数量,较少了安装面积,装配连接标准化。2.2.轻型铝合金外壳轻型铝合金外壳 外壳采用铝合金材质,较钢外壳轻约外壳采用铝合金材质,较钢外壳轻约2/32/3,减轻了外壳重量和,减轻了外壳重量和功率
23、损耗,同时提高了机械强度和密封性。功率损耗,同时提高了机械强度和密封性。3.3.紧凑布置的三相共箱紧凑布置的三相共箱 紧凑型和小型化主要体现在全三相共箱和母线共箱式结构。紧凑型和小型化主要体现在全三相共箱和母线共箱式结构。第四部分第四部分 产品的技术进步产品的技术进步 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP224.4.智能式智能式GISGIS 同步开断装置、选相合闸装置,状态检测诊断技术以及新型传同步开断装置、选相合闸装置,状态检测诊断技术以及新型传感器的应用,使感器的应用,使GISGIS向智能化迈进了一步。向智能
24、化迈进了一步。5.5.插接式电缆终端插接式电缆终端 使用插接式电缆终端可将使用插接式电缆终端可将GISGIS安装和电缆系统安装完全分开,安装和电缆系统安装完全分开,在电缆试验、检修时可直接将电缆终端头拔出,而不需要打开在电缆试验、检修时可直接将电缆终端头拔出,而不需要打开GISGIS气室。气室。第四部分第四部分 产品的技术进步产品的技术进步 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP23第五部分第五部分 几起典型的几起典型的GIS设备故障设备故障 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC PO
25、WER RESEARCH INSTITUTEP24一、北京电网一、北京电网220kV220kV草桥变电站草桥变电站GISGIS故障情况故障情况1.1.电气主接线情况电气主接线情况电气主接线情况电气主接线情况 220kV草桥变电站位于北京市丰台区,为草桥变电站位于北京市丰台区,为220kV负荷变电站,设负荷变电站,设计规模为计规模为4回进线,回进线,4台主变,本期投产台主变,本期投产2台台250MVA变压器。正常情况变压器。正常情况下两台主变分列运行,变压器下两台主变分列运行,变压器220kV侧中性点不接地。全站共侧中性点不接地。全站共4路路220kV电源,分别为苑桥一、二(南苑站至草桥站)、安
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