Что такое гибридное комплектное распределительное устройство с газовой изоляцией? Каковы основные различия в определениях между HGIS, GIS и AIS?

Поле: Производство

10Year<

China

Высоковольтные распределительные устройства служат критически важным узлом для управления, защиты и изоляции в энергетических системах. По мере развития электрических сетей в направлении компактности, высокой надежности и интеллектуализации, появились три основные конфигурации для удовлетворения таких строгих требований, как нехватка места в центрах городов, установка на больших высотах и работа в зонах с сильным загрязнением: обычные распределительные устройства с воздушной изоляцией (AIS), высокоинтегрированные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (GIS) и гибридные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (HGIS), сочетающие преимущества обоих типов. Их фундаментальные различия в изоляционной среде и структурной интеграции напрямую определяют их занимаемую площадь, адаптивность к окружающей среде и режимы технического обслуживания.

I. Основные определения и структурные характеристики

1. AIS (Распределительные устройства с воздушной изоляцией)

AIS — это наиболее традиционная конфигурация распределительных устройств открытого типа. Ее ключевой особенностью является «полностью наружное исполнение» — все высоковольтные токоведущие компоненты, такие как выключатели, разъединители и сборные шины, находятся непосредственно на открытом воздухе, полностью полагаясь на воздух как на изоляционную среду и соблюдая безопасные рабочие расстояния.

2. GIS (Распределительные устройства с элегазовой изоляцией)

GIS — это высокоинтегрированная полностью закрытая конфигурация. Все высоковольтные основные компоненты, за исключением трансформатора, включая выключатели, разъединители, заземлители, измерительные трансформаторы, ограничители перенапряжений и сборные шины, герметично заключены в заземленный металлический корпус, заполненный гексафторидом серы (SF6), который обеспечивает отличные изоляционные и дугогасительные характеристики.

iee-business

Газоизолированные распределительные устройства в металлической оболочке GIS

3. HGIS (Гибридные распределительные устройства с элегазовой изоляцией)

HGIS представляет собой компромисс между AIS и GIS. В нем используется модульная конструкция, при которой только основные компоненты, наиболее подверженные воздействию окружающей среды, такие как выключатели, разъединители и трансформаторы тока, интегрированы в герметичные металлические корпуса, заполненные SF6. Остальные компоненты, такие как сборные шины, трансформаторы напряжения и ограничители перенапряжений, сохраняются в виде обычных открытых (AIS) компоновок и соединяются на месте с помощью изоляционных вводов и гибких проводников.

II. Многомерное сравнение производительности

1. Занимаемая площадь и использование пространства

Тип	Характеристики
ОРУ	Требует больших воздушных изоляционных промежутков; занимает наибольшую площадь
КРУЭ	Газ SF6 обеспечивает чрезвычайно высокую электрическую прочность изоляции, значительно сокращая объем оборудования; занимаемая площадь составляет лишь от 1/10 до 1/5 от ОРУ; наиболее эффективное использование пространства
полуКРУЭ	Сохраняет открытые ошиновки, но основные компоненты имеют высокую степень интеграции; общая занимаемая площадь на 40%–60% меньше, чем у ОРУ; показатели использования пространства находятся между ОРУ и КРУЭ

2. Эксплуатационная надежность и адаптивность к условиям окружающей среды

Тип	Характеристика
ОРУ	Открытые токоведущие части сильно подвержены загрязнению, воздействию влаги, соляного тумана, мелких животных и других агрессивных факторов окружающей среды; коронный разряд и шум вызывают беспокойство
КРУЭ	Полностью закрытая конструкция полностью защищена от внешних воздействий окружающей среды; обладает отличной устойчивостью к влаге и загрязнениям; обеспечивает наивысшую надежность эксплуатации
HGIS	Основные компоненты обладают той же высокой надежностью благодаря полностью закрытой конструкции, что позволяет эффективно избегать таких типичных для ОРУ проблем, как разрушение фарфоровых изоляторов и перегрев токоведущих цепей; общая надежность значительно выше, чем у ОРУ

Комплектное распределительное устройство с гибридной газовой изоляцией HGIS

3. Гибкость монтажа, технического обслуживания и расширения

Тип	Характеристика
ВРУ	Интуитивно понятная структура, простой монтаж, очень гибкое расширение и техническое обслуживание; однако объем работ по плановому осмотру и техническому обслуживанию значителен
КРУЭ	Минимальное обслуживание или не требует обслуживания; очень низкий объем работ по плановому техническому обслуживанию. Однако из-за полностью закрытой конструкции локализация и устранение неисправностей крайне затруднены при возникновении внутренних повреждений, а расширение затруднено
Полукомплектное РУ	Сочетает удобство и надежность. Основные модули предварительно собираются и тестируются на заводе, что обеспечивает быстрый монтаж на объекте. В случае неисправности отдельные присоединения могут быть быстро заменены, как в ВРУ (обычно в течение нескольких часов), что позволяет избежать риска массовых отключений, связанного с КРУЭ, а расширение является более гибким

4. Экономические затраты

Тип	Характеристика
AIS	Наименьшие первоначальные затраты на оборудование, однако более высокие затраты на строительные работы и долгосрочные расходы на техническое обслуживание с привлечением персонала
GIS	Наиболее высокие затраты на оборудование, однако значительное сокращение инвестиций в земельные ресурсы и строительные работы
HGIS	Исключает использование дорогостоящих закрытых сборных шин и сопутствующих компонентов, что обычно на 30%–50% дешевле по сравнению с GIS, при этом значительно экономит занимаемую площадь по сравнению с AIS; обеспечивает наивысшую общую экономическую эффективность

III. Резюме и рекомендации по выбору

Тип	Рекомендуемое применение
ОРУ	Типовые сценарии, где имеется достаточно земельной площади, бюджет ограничен, а ресурсы для технического обслуживания достаточны
КРУЭ	Центральные городские районы, подземные подстанции, высокогорные регионы или регионы с сильным загрязнением, где пространство и надежность имеют первостепенное значение, а бюджет достаточен
Гибридное КРУЭ	Оптимальное решение, сочетающее высокую экономическую эффективность с высокой надежностью; особенно подходит для модернизации устаревших подстанций, горных площадок со сложным рельефом и промышленных парков, где пространство ограничено, а стоимость КРУЭ чрезмерно высока