GIS组合电器在电解铝厂供电系统的应用

GIS组合电器在电解铝厂供电系统的应用

曹清华

（黄河鑫业有限公司动力分厂青海省西宁市811601）

摘要：近年来，GIS组合电器在电解铝厂供电系统的应用得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了GIS组合电器在电解铝生产中应用的优缺点，在探讨GIS组合电器的安装及检测程序的同时，结合相关实践经验，从多个角度与方面提出了GIS设备维护应采取的措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：GIS组合电器；电解铝厂；供电系统；应用

1前言

作为电解铝厂供电系统中的重要方面，对GIS组合电器的应用占据着极为关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对GIS组合电器应用的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化电解铝厂供电系统的最终整体效果。

2概述

电解铝厂的供电整流系统是它的心脏，为电解铝生产提供持续、稳定的直流电源。黄河鑫业有限公司110kV配电系统分一、二系列设两座110kVGIS开关站。一系列110kVGIS开关站共13个间隔，110kV配电系统采用双母线接线方式，两条额定电压126kV,额定电流3150A的进线，八条额定电压为：110kV,额定电流为：2500A的出线；二系列110kVGIS开关站共14个间隔，110kV配电系统采用双母线接线方式，两条额定电压126kV,额定电流3150A的进线，九条额定电压110kV,额定电流2500A的出线。两座共27个间隔全部采用GIS全封闭组合电器。

3GIS组合电器在电解铝生产中应用的优缺点

GIS组合电器诞生在20世纪70年代，它使变配电的运行和结构发生了巨大的变化，其显著的特点是集成化、小型化、美观化和省力化。GIS的故障率比传统的敞开式设备低一个数量级，而且设备检修周期大大延长，这就是许多重要变电站普遍开始采用GIS的原因。GIS的优点具体分析如下:

3.1GIS大大缩小了电气设备的占地面积与空间

由于SF6气体有很好的绝缘性能，因此，绝缘距离大大减小，通常电气设备的占地面积与绝缘距离成平方关系，而占有的空间体积与绝缘距离成立方关系。随着电压等级的提高，减小绝缘距离对减少占地面积和空间的意义就更大，为变电所的建设及电网的改造提供了有利的条件。

3.2GIS全封闭电器运行可靠，维护工作量少、维修方便、检修周期长

由于全部电气设备封闭于金属壳之中，外壳可靠接地，减少了自然环境条件对设备的影响，而且对运行人员的人身安全大有好处。经过一年多的运行，GIS组合电器运行十分可靠、稳定；SF6气体压力值、断路器、隔离开关的各种报警、数据信号都通过综自动化网络传输到了主控室后台监控机，各种信号、数据在主控室一目了然，运行巡检维护工作量相当少；配备了先进的GIS检测和维修设备，维修相当方便；由于GIS设备加工精密、选材优良、工艺严格、技术先进，绝缘介质采用SF6气体，绝缘性能优于空气，断路器的开断能力高，触头烧伤轻微，检修周期加长。

3.3SF6断路器的性能较好，检修周期延长

SF6断路器是以SF6气体作为绝缘和灭弧介质的一种断路器。在2～3个大气压下，SF6能达到变压器油的绝缘强度。它的灭弧能力比空气大100倍。由于SF6具有良好的灭弧性能力和较高的耐压强度，所以，被电力系统及工矿企业广泛应用。其检修周期10年左右。

3.4现场安装方便，缩短工期

GIS一般以整体形式或者把它分成若干部分运往现场，因此可以大大缩减现场安装的工作量，缩短工程工期。其次，由于封闭式组合电器的外壳是接地的，可直接安装在地面上，节省了水泥和钢材。从GIS设备运到现场到全部安装完毕，公司27个GIS间隔仅用了一个月的时间。

4GIS组合电器的安装及检测程序

4.1GIS组合电器元件装配前的检查

4.1.1GIS组合电器元件的所有部件应完整无损；瓷件无裂纹，绝缘件无受潮、变形、剥落及破损；元件的接线端子、插接件及载流部分应光洁、无锈蚀；各分隔气室的压力值和含水量应符合产品的技术规定；密度继电器和压力表应经检验合格；紧固螺栓应齐全，无松动；密封良好，对每一充气运输部件应进行气压检查，如发现问题，则应返修。

4.1.2为及早发现因长途运输所引起的部件内部结构变化，应及时测量各部件回路及主回路电阻。

4.2GIS组合电器的安装及检测程序

4.2.1在上述检查与测试的结果符合要求后，GIS应以母线为基础逐段安装，如果间隔数较多，可选处于中间位置的间隔为第一安装间隔；如果间隔数较少，可选择外侧的间隔为第一安装间隔。第一间隔就位后，应精心调整水平，使间隔的中心线与该间隔基础的中心线尽可能一致，调好后将母线筒中的气体经处理放掉，再取下两端封盖，将密封面处理干净。在安装第二间隔时，也应处理密封面，装好密封圈，调整好水平度，使其母线筒法兰与第一间隔的母线筒法兰对正，并保证连接触头的插入深度为35mm。第三、第四间隔同样操作。

4.2.2在每一气隔安装完成后，应立即加装吸附剂并抽查真空，进行真空检漏。

4.2.3真空检漏通过后，本气隔充入额定压力的SF6气体。充气24h后，用灵敏度不低于1×10-6（体积比）的检漏仪对各气室密封部位、管道接头等处进行检测。

5GIS设备维护应采取的措施

5.1GIS运行维护的基本技术要求

5.1.1GIS室的安全要求。GIS室内空气中的氧气含量应大于18%或SF6气体的最大允许含量不应超过1000μL/L；室内应安装氧量仪、SF6气体泄漏报警装置、足够的通风排气装置；应该备有防毒面具、防护服、塑料手套等防护用具；GIS设备室应该配备专用的消防设施（如：CO灭火器、干粉灭火器）；控制盘及低压配电盘内应严密封堵。

5.1.2接地。在正常情况下，对运行、维护人员易触及的部位（如GIS外壳及金属构架）上的感应电压不应超过36V。

5.1.3温升。对运行人员易接近的外壳，其温升不应超过3OK；对运行人员易接近，但在正常操作时不需要接触的外壳，其温升不超过40K；对运行人员不接触的部位，允许温升可提高到65K。

5.1.4通风。对运行、维护人员经常出入的场所，每班至少通风1次（15min）；对运行、维护人员不经常出人的场所，在进入前应先通风15min。

5.2设备维护可采取的有效措施

5.2.1外泄的SF6分解物具有强毒性，防护不当会影响人体健康甚至造成中毒事故，因装有SF6设备的配电装置室，应装设强力通风装置，并将风口设置在室内底部，排风口不应朝向居民住宅或行人。

5.2.2进行气体采样和处理一般渗漏时，要戴防毒面具或正压式空气呼吸器，穿防护服并进行通风。

5.2.3运用准确的监测数据可以更好地监视GIS运行的情况，快速发现缺陷，有必要安装GIS在线监测装置（SF6气体在线监测装置f压力，密度，温度）、SF6微水监测装置和GIS局放监测装置}。

6结束语

综上所述，加强对GIS组合电器在电解铝厂供电系统应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电解铝厂供电系统中，应该加强对GIS组合电器应用的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

[1]魏琴梅，杨艳军.电力GIS组合电器故障分析与对策[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2015（12）：60-62.

[2]张庚，魏亚斌，潘宇.组合电器（GIS）故障分析及处理[J].华北电力技术.2016（02）：115-116.

[3]王鹏，齐丹丹.GIS组合电器运行与维护措施探讨[J].科技创新与应用.2016（02）：88-89.