Какво е GIS (Gas-Insulated Switchgear)? Особености типове и приложения

Какво е GIS оборудване?

GIS е съкращение на английски за Gas Insulated Switchgear, което се превежда напълно на китайски като Газово изолирано метално обвито комутационно оборудване. Обикновено използва гексафлуорид (SF6) като изолиращ и аркогасещ среден материал. GIS интегрира, чрез оптимизиран дизайн, основното първично оборудване в трансформаторна станция – с изключение на трансформатора – такова като автоматични предпазни устройства (CB), разединители (DS), заземящи ключове (ES/FES), шини (BUS), токоизмерватели (CT), напрегнатостомери (VT), мълниезащитни уреди (LA), кабелни завършвания и входно/изходни линейни изолатори – в един герметичен метален контейнер, формирайки интегрирана единица.

В момента, диапазонът на напрежението на GIS оборудването е обширен, от 72,5 кВ до 1200 кВ.

Характеристики на GIS оборудването

Газ SF6 има отлична диелектрична сила, способност за гасене на дъга и химическа стабилност. В резултат, GIS оборудването има компактен размер, малко занимаемо пространство, висока надеждност при експлоатация, дълги интервали между поддръжките и силна устойчивост срещу електромагнитни помествания. Освен това, благодарение на своята напълно затворена конструкция, вътрешните компоненти са защитени от външни фактори (като прах, влага и солен мъгли), гарантирайки стабилна работа, ниско електромагнитно шумозащиление и намалена необходимост от поддръжка.

Обаче, диелектричната способност на газ SF6 е много чувствителна към равномерността на електрическото поле. Вътрешни дефекти, като бурми на проводниците, метални частици или дефекти при сборка, лесно могат да доведат до частични разряди или дори изолационен пробив. Освен това, затворената конструкция на GIS прави диагностика и поддръжка на вътрешни дефекти сложни, с ограничени диагностични средства. Лоша запечатаност може също да доведе до попадане на вода или изтичане на газ, което поставя под въпрос безопасността на оборудването.

Типове електрически контакти в GIS проводният път

Проводният път в GIS се състои от множество компоненти и може да се класифицира в три типа според метода на контакт:

• Фиксиран контакт: Електрически връзки, осигурени с болтове или други фиксиращи средства, без относително движение при експлоатация, като връзката между шина и чашовиден изолатор.

• Разделен контакт: Електрически контакти, които могат да се отварят или затварят при експлоатация, като контактите в автоматични предпазни устройства и разединители.

• Сърпащ или ролен контакт: Контакти, които позволяват относително сърпане или ролене между контактните повърхности, но не могат да бъдат разделени, като промеждутъчните контакти в комутационното оборудване.

Въведение в HGIS

Освен GIS, съществува още един тип, наречен HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear), гибридно газово изолирано комутационно оборудване. HGIS не включва компоненти като шини, напрегнатостомери на шините или мълниезащитни уреди на шините, което води до по-проста конструкция. То е подходящо за сурови условия или места с ограничено пространство и предлага по-голяма гъвкавост в разположението.

Класификация на GIS оборудването

• По местоположение на инсталиране: Вътрешни и външни типове.

• По конструкция: Единофазен единичен контейнер и трифазен общ контейнер. Обикновено, шините на напрежения до 110 кВ могат да използват трифазен общ контейнер, докато напреженията от 220 кВ и по-високи обикновено използват единофазен единичен контейнер, за да се намали риска от фазови дефекти.

Основни принципи на работа

• Под нормални условия, автоматичните предпазни устройства и разединители в GIS се управляват главно отдалечено. Селекторният ключ "Отдалечно/Местно" трябва да е зададен на позиция "Отдалечно".

• Заземящите ключове могат да се управляват само местно. По време на управление, селекторният ключ "Разединител/Заземящ ключ" трябва да бъде превключени на позиция "Местно".

• Всички операции трябва да следват програмирани процедури. Ключът за отключване на блокирането на контролния кабинет трябва да остане в позиция "Блокиране". Ключът за отключване, както и микрокомпютърният ключ за предотвратяване на грешки, трябва да се опечатват и строго да се управляват според регламента.

Основни изисквания за експлоатация

• За вътрешни помещения с SF6 оборудване, които често се посещават от персонал, трябва да се провежда вентилация поне веднъж на смяна за минимум 15 минути, с обмен на въздух над 3-5 пъти обема на помещението. Изходите на въздушната система трябва да са разположени в долния част на помещението. За области, които не се посещават често, трябва да се провежда вентилация за 15 минути преди влизане.

• По време на експлоатация, индуктивното напрежение в достъпните части на корпуса и конструкцията на GIS не трябва да надвишава 36 В при нормални условия.

• Ограничения на температурното възкачване:

• Лесно достъпни части: не повече от 30 K;

• Части, които се докосват лесно, но не се докосват при експлоатация: не повече от 40 K;

• Рядко достъпни отделни части: не повече от 65 K.

• SF6 комутационното оборудване трябва да се проверява поне веднъж дневно. За необслужвани трансформаторни станции, проверките трябва да се провеждат според установените процедури. Проверките трябва да се концентрират върху визуални проверки за аномалии, като необичайни звуци, утечки или аномални показания, със съответни записи.