地理信息系统智能化设备组装探究

时间:2019-09-27

　　GIS智能化设备以其设备成套性强、智能控制有机结合等优点越来越多应用到电网建设中，对其结构、性能、安装进行分析与探讨有着必要的意义。

　　1、GIS智能化设备简介

　　GIS智能化设备是指将光学、电子、信息、通信、计算机等新技术与传统的GIS设备有机结合而形成的，包括开关设备控制器、监测功能组、智能汇控柜等智能组件。

　　2、GIS智能化设备智能组件

　　2.1、开关设备控制器

　　主要完成开关设备内断路器、隔离开关、接地开关的操作控制和状态监视，直接或通过过程层网络基于GOOSE服务发布采集信息、接受命令，驱动执行器完成控制功能，并具有防误操作功能。

　　（1）实现远控就地化。

　　（2）实现开关状态信号的采集机预处理，完成光电转换。

　　（3）开关操作智能软闭锁功能，可对误操作进行闭锁并报警。

　　（4）支持时序操作、顺序操作，可实现自动执行送电、停电、重合闸及其他命令组。

　　（5）开关动作监测和诊断，可以对机构连接松动、开关动作卡滞、操作失败进行监测和诊断。

图1 开关设备控制器 

　　2.2、监测功能组

　　包括SF6气体状态、断路器机械特性、局部放电、避雷器在线监测IED以及主IED等功能。

　　（1）SF6气体状态IED，可同时对SF6气体密度、微水、温度等进行在线监测。

　　（2）断路器机械特性IED，实现对高压开关设备的机械特性，储能电机工作状态，开断电流等的监测，并将信息通过通信协议网络上传。

图2 监测功能组 

　　（3）局部放电监测IED，对高压开关设备的局部放电的监测，并将信息通过通信协议网络上传。

　　（4）避雷器在线监测IED，可以实现对避雷器泄漏电流、放电次数等在线监测，并能进行阻性电流和容性电流分析。

　　（5）监测功能主IED对所有状态监测IED的数据综合分析，并将分析结果通信协议网络上传。

　　2.3、智能汇控柜

　　采用不锈钢柜体，柜内双重化设备分隔布置，具备温湿度调节和控制的功能，并能对温湿度传感器及控制器执行元件异常工作状态进行告警。

图3 智能汇控柜 

　　2.4合并单元利用电磁感应原理的光纤电流互感器，以及串行阻容分压的电压互感器，实现对大电流、高电压的传变，并由采集器就地转化为数字信号，经合并单元同步处理后通过光纤上传。

　　3、GIS智能化设备整体安装

　　GIS智能化设备和普通GIS设备一样，在厂家就已经组装好，整体运输到变电站，在变电站安装时只需进行主母线的对接、出线瓷套管和电压互感器的安装，以及二次配线、接地线装配等工作。

图4 光纤电流互感器原理结构图 

　　（1）首先要确定安装基准，安装基准一般选择中间的一个间隔，从中间向两侧安装。

　　（2）安装时应参照基础检查时所测各主母线标高，保证主母线在同一平面。

　　（3）导管安装过程应遵守线路规范，保有足够的管道间隔，避免表面受损。套管吊起时应维持固定的角度，并与GIS相配合，从而导电杆顺利封入管内发，实现与密封面的有效对接。

　　（4）针对GIS的气体封闭处理，在整体安装中具有重要作用，其封闭后的综合性能直接影响GIS能否有效运行。实现密封面接触前，要使用吸尘器进行内部清理，并用无毛卫生纸浸无水酒精或丙酮，对密封面和密封槽进行清理。结束清洁工作后，应仔细检查GIS处理是否完善，经真空硅脂涂在密封圈上，并放入密封槽中。在进行密封安装前，要缓慢平行对接，防止密封圈从密封槽内掉出，紧固螺栓时不要让产生的金属屑落入密封面内。

　　（5）GIS的气体处理主要包括吸附剂、真空、充气三步。吸附剂要放在电烘箱内，在300℃烘干4h以上迅速装入GIS内。装入吸附剂后，立即启动真空泵对安装吸附剂的气室抽真空，当真空度小于133pa，再继续抽30min，关闭阀门静止4h。

　　观察压力值变化，压力应不大于133pa，若超出范围，再抽真空至133pa并保持30min，以确定是否存在泄露。抽真空合格后，充SF6气体，用SF6气体冲洗充气管路，随后充SF6气体至额定压力。

　　（6）GIS整体安装完后，分别进行二次配线、短接排和接地排安装等工作，并将GIS底架与预埋基础焊接在一起。

　　4、安装中存在的问题及控制措施

　　4.1、存在的问题

　　随着GIS智能化设备在变电站中越来越多的应用，其在安装过程中也出现了一些问题，包括：

　　（1）设备在厂家装配时出现质量问题。

　　（2）室外设备按室内设备要求进行设计。

　　（3）设备漏气，密封性能不好。

　　（4）设备外壳在装运、安装过程中磕碰。

　　（5）传动部位机械卡涩。

　　（6）二次线松动或接线不正确，与图纸不符。

　　（7）铭牌错误。

　　4.2、控制措施

　　（1）加强监造，及时发现设备设计缺陷及装配过程中存在的问题。

　　（2）智能化设备安装严格按照GIS设备的装配工艺要求，安装过程中要特别注意防止灰尘、杂质及潮气污染气室内部。

　　设备清洁时，要使用符合厂家技术要求的无水酒精和无毛纸。

　　（3）起吊安装设备时应确认设备重量、吊具及吊车的起重能力，严禁超重起吊，应轻装、轻卸，吊点选择正确重物受力平衡后方可起吊，安装时应逐步对准设备基础，进出线套管安装应逐渐对接。

　　（4）智能化设备零部件种类繁多，安装时，各种密封垫不能混淆，应分类存放、区别使用；存放时避免积压，产生变形或划伤，保持密封垫清洁。不允许在气体管路上蹬踩或碰撞。

　　（5）应用受力操作杆操作断路器或隔离开关时，应确保主回路不带电及控制回路电源断开，确认操作油压为零，遇到卡涩时候不能用蛮力，应及时停止操作，待问题处理后再行操作。

　　（6）根据图纸，对接线进行认真检查，检查接线端子接线是否正确，同时检查接线端子的松紧和端子标识。

　　（7）设备安装完毕后，一定要检查各部开口销，防止销子脱落造成指示位置同实际位置不符。

　　（8）认真核对铭牌。

　　5、结论

　　GIS智能化设备对变电站设计、电网运行乃至高压设备本身的发展，都有重大影响，其在安装应用方面还存在一些问题，需要每个环节都按照标准实施，其应用将使整个变电站向着更加简约、可靠和智能的方向发展。

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