高压组合电器（GIS）的智能化研发

汤明旭

摘 要：目前输电控制信息化、远程化是发展智能电网的必经之路，同时是保障电网安全的重要途径。高压组合电器（GIS）的研究已经进入了白热化阶段，其能提升工作效率，创造经济效益和社会效益。文章对高压组合电器多个指标进行实时监控，从而保障智能电网的运行安全。

关键词：智能电网；GIS；智能化研发

0 引言

电力行业的发展与时俱进，正在朝着智能化、信息化发展。智能电网体系正在进行大规模全方位建设，该体系基于特高压电网结构，与各大分支电网联合为整体，其整体与分支之间相互协调，促使电网体系不断发展。新型互感技术以及高效通讯技术成为大量电网工作者所关注的重点。

1 智能化GIS 的定义

高压组合电器也较多气体绝缘式高压开关（GIS），其对电网安全运行起着重要作用。电子智能GIS在整体设计上需要将智能传感器检测设备和控制设施都融入到开关主体中，并能将现代嵌入式技术与开关结构有机结合。智能GIS由如下几个方面组成：第一，以电子计算机控制技术为支撑的智能检测分析、诊断判断肝功能；第二，以网络通信为支撑，将GIS信息与变电站主控计算机连接在一起共同实现信息共享功能；第三，以先进传感技术为支撑的感知控制功能。智能开关必须要同时具有自我产量检测、综合评测、实时记录和汇报并对相关信息进行预判的信息化供电通断保护平台。智能变电站将一体化设计思路与智能开关高度融合，要求设备制造商无论是一次设备还是二次设备，都要围绕着智能化变电站而设计制造。综其所述，智能电力设备就是集结了测量数字化、状态可视化、功能一体化、控制网络化、信息互动化为一体的现代化电力机械设备。

2 高压组合电器（GIS）智能化实际应用

目前多种大型设备公司对GIS技术的研究都已经获得了一定的研究成果，并且相应的GIS智能化变电技术以及配套都应运而生，其在电力设备的数字化变电站中有了一定的运行效果。国内也逐步开始对数字化变电站的研究，但是相较国外而言，起步比较晚、技术也较为落后。目前我国建设大量的110kV等各种数字化况，可采取的措施是合空开和更换熔丝，同时也应对汇控柜内的开关进行调控，保证其在合适的位置。其次是控制回路异常，出现这类问题，应对控制回路中故障频发的区域进行检查，如同期回路、控制开关等。若出现的是次回路问题，这类问题的专业性很强，通常需要专业人士进行处理。再次是GIS断路器的弹簧机构储能不足，这类情况主要检查是否是电源出现问题，若是机构自身问题，则反馈给专业人员进行处理。接下来是GIS断路器开关问题，这是由于SF6压力降低导致的开关闭锁。出现这类问题，工作人员应及时断开断路和操作电源空开，并停止重合闸的使用，同时通知专业人员进行后续处理。最后是断路器投运问题，这类问题是由于断路器故障导致的断路器未能投运。出现这类问题，工作人员应及时断开断路器的两侧隔离开关，并通知专业人员进行处理。

3 GIS 断路器故障处理

3 1 GIS断路器拒分闸处理

这种GIS断路器拒分闸故障处理大致可包括以下3种：首先是分闸电源断电问题，工作人员应及时对断路器操作电源的空开或熔丝情况进行检查，如发生这类问题，工作人员可进行合空开以及更换熔丝等操作，并保证汇控柜内的开关在合适的位置。其次是控制回路、弹簧机构储能、GIS断路器开关和断路器辅助接点故障，出现这四类故障后，首先确定故障原因，再通知相关专业人员进行后续处理。最后是故障造成断路器分闸异常的问题，出现这类情况可采用母联串代故障断路器，这种断路器在保证整个GIS组合电器设备正常运行的前提下切断隔离故障断路器，并对故障断路器进行故障原因检查，再反馈给相关专业人员进行处理。

3.2 GIS断路器操作机构异常及故障处理方法

3.2.1液压操作机构

液压操作机构异常及故障，具体为液压机构无油位或者严重是漏油引起的断路器出现分合闸闭锁的情况。发生上述情况时，工作人员首先应断开液压操作机构电机电源。并利用母联断路器进行切换处理，再通知工作人员进行检修处理。

3.2.2隔离开关操作机构

GIS设备隔离开关正常操作时，如出现不能正常电动操作时，操作人员应对控制回路电压以及电机电压进行检修，防止其出现电压过低和失压等情况。同时对热继电器的工作情况进行检查，若热继电器异常，可进行热继电器复位操作。当电动操作异常时，可先断开操作电源，再进行手动操作GIS设备隔离开关。

4 SF6故障处理方法

SF6气体降低故障处理主要分为两类：一种是SF6气体降低至报警值时，工作人员应及时反馈，等待专业人员进行补气作业。另一种是SF6气体降低到闭锁值，如出现这类问题，工作人员应先断开操作电源，再锁死操动机构，同时通知检修部门进行处理。

5 结语

金属封闭式气体绝缘高压组合电器的应用已将近三十年，这种高压组合电器的特点主要包括：首先是其设备使用面积要求小，建设和运行投入成本低。其次是实际运行的稳定性好，可实现运行操作的安全性。接下来是这种电器安装较为简单，同时维护方便。最后是一体化设计，其空间利用率高，不额外占用空间，同时其可以智能化便捷升级。高压组合电器因其上述特点已在各级电网建设得到大规模的应用。GIS高压组合电器的智能化一次设备，主要是由互感器等硬件以及开关操作、系统控制等软件系统组合构成的。其中高压组合电器智能化的关键问题是对高压组合电器运行的相关信息进行采集和录入，而电子和光电技术的开发利用有效解决了上述问题。其主要采用气体密度、压力、光栅弹簧储能、温湿度以及局部放电等传感器，利用日渐完善的技术和产品功能，有效维护高压组合电器的运行状态，尽可能的降低高压组合电器的故障维修频次。实现变电站的智能化、数字化可以有效的解决上述问题。这种变电站的远程监控、实时保护、精确计量以及VQC等系统采用同一通信网络进行接收相应的电信号参数、温湿度和设备状态等各种信息，并对各种信息进行判断分析，再采用同一网络发送调控命令。这既不需要为不同功能建立其配套系统，也不需要设置相应的硬件和线路，降低了变电站系统的复杂性，同时也在很大程度上降低变电站的建设运行成本。

GIS高压组合电器智能化变电站，其具体应该包括系统保护、调度和设备状态监控等自动化功能。一次设备的智能化，其具体指信息的采集、录入、处理和通信的智能化。同时将自动化、保护和设备状态监控等元件的使用，主要依靠硬件的有效支撑。二次系统的信息处理和远程控制采用相关软件支持。智能化系统在保证基本的微机保护基础上，增设相应的防误操作的开关装置、运行状态和环境监测以及故障检测处理等自动化装置集成在接地控制柜中，既可以節约设备的使用空间，同时也节约了相应的投资成本，又达到智能化系统的多种功能的有效组合的目的。

参考文献：

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