摘要:近年来,随着充气柜出现,受到了各大电力企业的欢迎,由于它具有很强的实用性,体积小,并且对外界的干扰影响比较小,所以越来越广泛的应用在电力系统中。笔者根据从业经验,主要介介绍了充气柜的技术特点及组成,并根据发展进程,对未来的发展趋势做了简单探讨。
关键词:充气柜;特点;发展
引言:充气柜从20世纪开始出现并发展起来的,其过程经历了很多不同的阶段,从断路器类型上主要分为真空和SF6两种断路器,从用途上可以分为配电,变电以及工业用途。具体来说,充气柜是将一次回路的主要部件密封在惰性气体SF6气箱内部或其他气体罐内,最终以电缆终端作为进出线的一种高效开关设备。
1.充气柜的技术特点
由于充气柜有很多适合现代电力企业的特点,所以才能被各大企业所接受和支持,首先它的体型小,是一种小型化,集成性能高,排列方便的箱型容器。40.5kV级的C-GIS相当于12kV级的空气绝缘开关柜,同时,12kV级充气柜的体积也大大的缩小。其次,性能的安全可靠性强,由于充气柜大部分主回路的导电部分都密封在绝缘的气体中,所以C-GIS的最大优点就是能够抵御外界环境的干扰。即使使用的环境和场所十分恶劣,也能保证设备能够安全可靠的长时间运行,并且没有火灾和触电的危险。选取这种特殊低压气体作为绝缘介质,可以维持30年的气密性,零部件基本不会出现生锈,操作方面也不会有过多的负担,所以后期维修的工作量非常少,可见,其设备的实用性和寿命都是十分优秀的。另外,充气柜的布置也很简便,中压C-GIS将各高压元件组成若干标准模块,通过组合可以满足各种主接线的要求,满足各种不同使用场合的需要。
2 .C-GlS的主要组成部分
2.1气室
随着科技水平的进步,以及用电量的增加,早期研制的C-GIS,由于对外界环境的干预不能很好的处理,已经不能适应当前的供电要求,现在国内外研制的C-GIS基本上只采用1个或者2个气室。通常情况下,电压互感器、过电压保护装置等布置在气室外,采用插接件与气室高压带电部件相连,而电流互感器则可根据用户需要置于气室内外。
2.2母线结构
现代C-GIS中有一个非常重要的部件就是母线联接器,它主要的作用就是在进行产品安装拼柜时,不需要打开密封箱的封盖板,直接采用插接结构,将2个柜体的母线连接并固定承载一定的电流。
2.3断路器
中压C-GIS中一般配置真空断路器或SF6断路器,90%以上业主采用的是真空断路器,只有一小部分用户会特殊要求使用SF6断路器。真空断路器的密封问题,主要采用静密封和动密封2种方法。静态密封方法,则是用传统的橡胶密封,动态密封就是指弹性元件来操作。通过传动操作使密封更加有保证。
2.4控制和保护单元
智能化中压C—GIS通过控制和保护单元,可以检测到断路器的工作情况和SF6气体压力值,测量线路的电流电压数值,出现故障时记录相关信息,实现数字化的保护方式。数字化技术与软件配合传感器等实现控制保护的功能与常规的二次保护都是最常用的手法。另外,互感器和传感器的使用也要合理进行配置。
2.5电缆终端和避雷器
电缆的结构决定了电源的容量大小和进出设计方案,是非常重要的部分,主要有内锥、外锥两种结构形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆内椎可以直接通过预留的插孔进行电缆连接,最多不超过4根,外椎是通过扩展绝缘子实现多根电缆并联进出线,但此种方式电缆数量一般不超过2根。其次避雷器的设置也要很注意,现在一般在充气室外面设置插接式HY5W避雷器,以便于连接。
3.C-GIS的发展过程及未来趋势
3.1 C-GIS 的发展过程
原始开发的GIS,是充0.25MPa以上额定压力的SF6气体,为了适应充气压力,外观一般采用圆筒状的容器。80年代以后,日本最开始出现了充气压力0.2 MPa以下84kV电压等级的C-GIS,从这个阶段开始采用外观是柜形的容器。2年之后,德国的西门子公司率先制出真空断路器的C-GIS。它的结构和布置都与高压GIS很类似,结构也采用的是单项圆筒形结构。这一新产品的出现,使各国大型的电气公司都开始纷纷研制和推出属于自己特点的,不同系列的中压C-GIS;如ABB公司的ZX0型,三菱公司的30-GX型;西门子公司8DH10型C-GIS。
通过以上了解,我们不难看出,国外的中压C-GIS发展过程,主要涵盖了一下几个明显的特点。
第一,外形转变更加小型。像西门子,三菱等公司一开始采用的都是圆筒形产品,但是随着不断的改良和适应,后期都采用了柜式结构作为产品的外形,主要是因为柜式结构的C-GIS体积较小,性能维护简便,结构简单清楚等特点,都十分符合企业的使用。
第二,组合化的元件配置。现在大部分公司采用C-GIS,都是将三工位隔离开关同断路器组合成一体,同时将电流互感器与电压互感器组合成一体,最终目的就是为了实现操作简单便捷,元件配置更加简单明了。
第三,主接线方式被简化。我国目前的开关柜的主接线,在断路器的两侧都进行了隔离设置,并有接地开关。但是国外现在采用的中压C-GIS却将主线路两侧的隔离和接地开关取消了,这样不仅为企业节省了施工成本,也将开关柜的结构大大的简化了。
第四,控制和显示更加趋于智能化。随着科技和网络信息化的更新变革,不仅使元器件的体积越来越小,可监测控制的范围却越来越大,也越来越准确。这在一定程度上,推进了企业的生产进度,创造了更多的经济效益。
4未来的发展趋势
简单总结过后,我们可以看出,基于计算机和网络科技技术,中压C-GIS已经越来越趋于智能化,实时监测系统也更加准确,外形设计也更加模块化,小型化,不仅操作简便,也降低了中压C-GIS的制造成本。
结语
未来随着市场经济的发展和科学技术的进步,中压C-GIS的市场前景将会朝着低成本,标准化,少维护,智能化等方向发展,推动着电力企业越来越好,越来越完善。
参考文献
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论文作者:周良梅
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
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