李偉

上海思源高壓開關(guān)有限公司 上海 201108

為了滿足變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的需要，本項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)一次開關(guān)設(shè)備的智能化、合并單元電子式電流互感器的數(shù)字輸出、一次性操作設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測、智能操作等功能。該項(xiàng)目的研究與開發(fā)將為66kv 系統(tǒng)數(shù)字化變電站的開發(fā)提供探索與發(fā)展方向。TGIS組合電氣設(shè)備的使用對(duì)于電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行、設(shè)備集成、電氣設(shè)備的靈活性、占用土地資源、縮短工程建設(shè)周期、節(jié)約投資和建設(shè)成本以及在變電站更好地實(shí)施“兩型一型”具有重要意義[1]。

1 TGIS特點(diǎn)

TGIS組合結(jié)合了斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和接地開關(guān)等開閉式開關(guān)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，突出了設(shè)備的模塊化，與GIS 組合設(shè)備相比，大大節(jié)省了場地面積，省去了封閉母線，大大節(jié)省了變電站的投資成本，因?yàn)?TGIS組合減少了上述設(shè)備之間的連接線路，減少了故障點(diǎn)。

TGIS是將高壓電器與主變壓器高壓套管穿過油氣套管相結(jié)合的一種高壓電氣設(shè)備，它不僅可以減少變電站的面積，降低建設(shè)成本，縮短變電站的建設(shè)周期，而且可以降低變電站的故障率。

1.1 集成化程度高

在TGIS復(fù)合電器的設(shè)置中，會(huì)將原有的HGIS 復(fù)合電器完全排除，然后通過各種材料設(shè)計(jì)其與變壓器展開連接，所以會(huì)在變壓器的頂部安裝TGIS復(fù)合電器，除此之外，還會(huì)安裝HGIS 復(fù)合電器，其主要是通過將變壓器油氣外殼與其本身的高壓外殼相連接，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。并且在這一階段里只需要在此區(qū)域內(nèi)建設(shè)并安樁民用的變壓器相關(guān)設(shè)備基地就可以。相比較敞開式設(shè)備，TGIS復(fù)合電器在一定基礎(chǔ)上減少了主變高壓側(cè)配電裝置設(shè)備，主要體現(xiàn)在，減少了4套門式框架和8套門式框架，與 HGIS 和開放式設(shè)備布置相比，TGIS組合電氣設(shè)備可節(jié)省變電站面積，大大提高設(shè)備的集成度[2]。

1.2 安全可靠性高

開放式設(shè)備和裸露導(dǎo)線受環(huán)境和氣候影響較大，容易造成瓷絕緣子斷裂、運(yùn)行故障、導(dǎo)電回路過熱、腐蝕等機(jī)電故障，TGIS復(fù)合電器采用全絕緣、全密封設(shè)計(jì)，無裸露導(dǎo)線，受環(huán)境和氣候影響較小，可減少上述故障。介于HGIS 組合電器通過油氣管套后，其與主變壓器之間的直接連接電氣便是TGIS，可以有效省去HGIS組合電器與主變壓器之間的復(fù)雜環(huán)節(jié)，并且可以有效的規(guī)避其中可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，進(jìn)一步提升變電站運(yùn)行的安全性與合理性。

1.3 靈活性高

伴隨著現(xiàn)代工業(yè)化快速化發(fā)展的局面。遺留下來的老舊變電站已經(jīng)無法為現(xiàn)有的需求提供能源，因此大部分的變電站運(yùn)行中需要增加擴(kuò)容量，但是限制于老式變電站的建設(shè)面積以及工作量、建設(shè)周期等，均會(huì)對(duì)后期的擴(kuò)容工作帶來一定的困難。基于 TGIS的應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以對(duì)以上這些問題進(jìn)行綜合處理。除此之外，一旦一處66Kv的變電站高壓設(shè)備發(fā)生的事故亦或者故障，在運(yùn)行TGIS組合電器時(shí)，可以采用重型卡車運(yùn)行，可以一次性實(shí)現(xiàn)問題解決，提升變電站運(yùn)行的可靠性與安全性，根本不需要多次運(yùn)行大批量設(shè)備[3]。

1.4 費(fèi)用低

由于 TGIS的高度集成化，在設(shè)備數(shù)量上也可以大幅度的降低，比如門架、設(shè)備支架、接線盒、避雷針等。并且在安裝材料上也有所減少，如絕緣子串、設(shè)備夾、鋼芯鋁纜、鋼材等，還減少了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)量、混凝土用量、電纜溝長度、電纜占用面積和人工成本，有效提升設(shè)備的使用壽命，隨之在使用 TGIS的基礎(chǔ)上，全面降低了變電站的運(yùn)營投資成本。

2 TGIS在工程中的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)TGIS組合型電器設(shè)備的額應(yīng)用基礎(chǔ)就是將主變壓器置于插入式 HGIS 組合電氣設(shè)備的下方，然后在合理、緊湊的情況下，使HGIS 組合電氣設(shè)備中出口套管與主變壓器的高壓套管相組裝，然后形成一個(gè)新模塊的電氣設(shè)備。TGIS可以連接到 HGIS 組合而不改變變壓器的形狀，變壓器散熱器仍然可以保證變壓器在夏季高溫下的安全運(yùn)行。TGIS與線路變壓器組連接時(shí)，只有一套高壓套管，減少了套管的閃絡(luò)故障。

對(duì)66kv變電站高壓部分采用 TGIS電器與內(nèi)橋接線方式采用開放式設(shè)備的布置方式進(jìn)行了比較，見圖1。

圖1 TGIS組合電器與使用敞開式設(shè)備的平面布置對(duì)比

圖1中天津地鐵內(nèi)橋面積23.4 m ～ 5.2 m，露天設(shè)備內(nèi)橋面積 21.9m ～ 28.8m。

（1）關(guān)于戶外的常規(guī)變電站種類探究時(shí)，發(fā)現(xiàn)其組成種類相對(duì)復(fù)雜且繁多，在運(yùn)輸管道、安全距離的設(shè)計(jì)要求下，呈現(xiàn)出占地面積較大的局面，但是將TGIS組合電器應(yīng)用其中時(shí)，可以大大的縮減占地面積，為國家的土地資源節(jié)約貢獻(xiàn)一份力量。（2）與傳統(tǒng)的室外設(shè)備相比，TGIS組合電器的應(yīng)用節(jié)省了各種高壓電氣設(shè)備的使用，提高了變電站的集成度，降低了變電站的投資和建設(shè)成本，為國家節(jié)約了開支。（3）分析傳統(tǒng)的室外設(shè)備時(shí)發(fā)現(xiàn)，將TGIS組合電器引用其中減少了眾多中間環(huán)節(jié)。

3 立體式TGIS技術(shù)方案及實(shí)施

（1）通常情況下，變壓器的出現(xiàn)形式采取的是直行上出現(xiàn)，但是在71.5千伏的HGIS進(jìn)出線套管設(shè)計(jì)時(shí)，均采用向上的方向，但是均不是垂直的角度。為了進(jìn)一步促進(jìn)與變壓器之間的連接緊湊感，在進(jìn)行HGIS的近側(cè)套管時(shí)對(duì)其進(jìn)行了180度的折轉(zhuǎn)，在此基礎(chǔ)上重新塑造模具。隨之將套管角度改為了垂直的角度，亦在確其與保變壓器在經(jīng)過油氣管套時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直連接。

（2）在針對(duì)HGIS展開開合閘工作時(shí)，水平方向要確保產(chǎn)生一定的功能，期間要確保開合閘過程中產(chǎn)恒的變壓器振動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，就要展開一些列的消除作業(yè)。期間將HGIS實(shí)施獨(dú)立的支架固定，隨之在HGIS與變壓器的了解處，油氣管道套部位，實(shí)施波紋管軟連接加以固定，這樣的形式不僅可以有效緩解振動(dòng)對(duì)于變壓器的影響，隨之進(jìn)一步確保連接部位不會(huì)產(chǎn)生密封泄露問題。

（3）后期還考慮到運(yùn)行中的變壓器其機(jī)身溫度都相對(duì)較高，會(huì)進(jìn)一步使HGIS的相關(guān)設(shè)備的絕緣裝置以及密封裝置的性能加速老化。針對(duì)此種狀況，首要的任務(wù)便是將變壓器主體溫度進(jìn)行降低，在這一過程中，主要體現(xiàn)在將HGIS根部的一根套管出加裝感溫器，在溫度感應(yīng)器的控制下，可以實(shí)現(xiàn)變壓器風(fēng)機(jī)的啟停需求。

（4）TGIS的存在，是建立在HGIS組合電器與電力變壓器再組合的基礎(chǔ)上的，兩組設(shè)備分別完成了各自的出廠試驗(yàn)內(nèi)容，但是將兩種設(shè)備組合在一起后，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)則無法達(dá)到統(tǒng)一，并且國內(nèi)外均沒有關(guān)于此方面的實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)此種境況，我國的東北某省專門組織編撰了TGIS出廠試驗(yàn)、型式試驗(yàn)及例行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）除此之外，為了確保HGIS設(shè)備與變壓器的三相總配置之間的額公差不會(huì)超過2mm，需要采用HGIS預(yù)制的形式加以解決。將HGIS的殼身與變壓器進(jìn)行預(yù)裝，還可以針對(duì)其中出現(xiàn)的誤差加以調(diào)整，隨后將完整的HGIS對(duì)變壓器實(shí)施銜接，然后可能保障后期的工作能夠一次性的安裝成功，后期對(duì)其加以檢驗(yàn)后，并未出現(xiàn)漏油以及漏氣的現(xiàn)象。

（6）相比較HGIS以及GIS等相關(guān)組合型電器設(shè)備，其隔離開關(guān)的位置均處于密閉空間。因此其工作運(yùn)行智能依靠外部的指示來完成。為了在工作中無額定電器三工位開關(guān)的位置，可以在在密閉空間的法蘭上安裝可視鏡頭，然后通過對(duì)視頻信號(hào)的遠(yuǎn)傳播，待后臺(tái)工作人員操作完畢后，就可以實(shí)現(xiàn)精確掌握三開關(guān)位置的目標(biāo)。

4 結(jié)論

現(xiàn)如今，在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)中，對(duì)于土地資源的節(jié)約在利用在此項(xiàng)工作的重大舉措，亦是我國的電力企業(yè)在發(fā)展過程中邁向“兩型一化”，關(guān)于實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在節(jié)能環(huán)保型社會(huì)中，節(jié)約土地舉措具有顯著的效果，且意義重大。上文著重針對(duì)現(xiàn)有的66kV戶外變電站中引用TGIS組合電器的可能性以及相關(guān)工作的設(shè)想以及工作開展，只是現(xiàn)階段對(duì)于TGIS組合電器仍處于設(shè)想的階段，并未實(shí)際加以利用。還需要在后期的工作中相關(guān)制造商以及運(yùn)行單位對(duì)此積極參與推進(jìn)，在經(jīng)驗(yàn)累積以及試運(yùn)行方面均能有所獲益，最終實(shí)現(xiàn)TGIS組合電器在電力企業(yè)中完全發(fā)揮自身的強(qiáng)大作用，促進(jìn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。