ABB GIS设备介绍及概括

2
1
1
4
3
4A
5
3
B
5
1. 断路器法兰 2. 转换模块 3. 电流互感器二次绕组 4. 隔离绝缘子 5. 一次导体
电流互感器
安装于断路器 大法兰内的电
流互感器
安装于断路器 小法兰内的电
流互感器
独立式 电流互
感器
避雷器
左图：与EXK-0 GIS相配套的 户内型GIS避雷器
右图：户外型常规AIS避雷器 （如果变电站采用套管架空进 线方式，建议用户选用AIS避 雷器，这样做不仅可降低成本 ，而且维护更方便）
EXK-0型GIS设备讲座来自为什么选用GISGIS的优点
▪ 体积小，占地面积少 ▪ 更接近负荷中心 ▪ 开断能力强，寿命长
▪ 全密封，受环境影响小 ▪ 运行安全 ▪ 维护少，可靠性高
GIS
7 个已有 AIS间 隔 扩建６个GIS间隔 并预留６个间隔 位置
ABB GIS产品系列
ABB生产GIS的历程
exk00型gis设备讲座gis的优点?体积小占地面积少?更接近负荷中心?开断能力强寿命长7个已有ais间隔扩建6个gis间隔并预留6个间隔位置gis?全密封受环境影响小?运行安全?维护少可靠性高为什么选用gisabbgis产品系列?1965最早推出高压gis?1976ebk01?1978elk01最早采用三相共筒设计最紧凑的布置?1980elk02?1986elk03高性能的弹簧液压操作机构最早采用自能灭弧断路器?1992elk04紧凑型gis?1997exk0更加紧凑的设计最早开始采用插拔式电缆头abb生产gis的历程abbgis产品系列封装方式额定电压kv额定工频耐压kv额定冲击耐压kv额定电流a额定短路电流ka单相单相单相三相共筒1705503257407501550400040005063634014527565025008009602100500050gis型号elk0elk3exk0elk43004601050400063elk14300三相共筒elk14252三相单相2524601050315050abbgis运行经验?abb是全世界最早进行gis研发生产并取得成功的公司至今已有超过40年的研发生产经验?全球有70多个国家约2000个变电站采用abb公公司的gis产品?至今已有超过10000个断路器间隔投入运行间平均无故障时间mtbf为1000年间隔meantimebetweenfailures平均故障工作时间是可修复产品在每两次相邻故障之间的工作时间的平均值
自能-压气组合式灭弧室
v2 v1
灭弧室结构
a
v1 升温气室 v2 压缩气室 a 断路器合状态 b b 断路器开断小电流 c 断路器开断大电流
c
自能-压气组合式灭弧室
灭弧室工作原理
➢压气式原理: ➢开断小电流(<15kA)时 ，压缩气室内气体受到 压缩，产生气流吹向喷 嘴，把电弧熄灭
自能-压气组合式灭弧室
▪ 防锈性能好
▪ 重量轻，运输方便 ，土建费用省
▪ 典型双母线间隔约 2700kg（含PT）
▪ 由于自重较轻，可 以完整间隔进行出 厂试验和运输，大 大缩短现场安装时 间，降低事故率
EXK-0 GIS的性能和结构
灭弧室立式布置
❖卓越的设计： 1、检修时只需打开顶盖即 可吊出，无需拆除两侧的隔 离开关
1. 二次端子盒 2. 罐体 3. 手动操作机构 4. 隔离绝缘子
电流互感器
变电站中用以保护、测量、计量、监测等的电流信号通过电流互感器从一 次回路（主回路）中提取。
EXK-0 GIS配套的电流互感器根据安装位置的不同可以分成三种：A）安 装于断路器大法兰内的电流互感器， B）安装于断路器小法兰内的电流互感器. 根据用户要求，有时可配置独立式电流互感器
EXK-0
SF6气体 绝缘组合电器
额定电压：145kV 额定电流：2500A 额定短路电流：40kA 额定峰值电流：100kA
EXK-0 GIS的性能和结构
EXK-0 GIS标准间隔的结构
1
2
8 9 10
1. 就地控制柜
2. 断路器操作机构
3
3. 电压互感器
4 4. 快速接地开关 5. 馈线隔离 / 接地 组合开关
3150
额定短路电流 kA 40
50/63
50
单相 300 460 1050 4000 63
单相 550 740 1550 4000 63
单相 800 960 2100 5000 50
ABB GIS产品系列
ABB GIS 运行经验
ABB是全世界最早进行GIS研发生产并取得成功 的公司，至今已有超过40年的研发生产经验
1. 动触头 2. 隔离开关静触头 3. 接地开关静触头 4. 隔离绝缘子 5. 伸缩节
隔离接地组合开关
馈线型隔离接地组合开关
❖该型式的模块主要使用于GIS设 备的馈线系统中，与进/ 出线的电 缆或套管连接，进而使GIS设备与 变电站的其它设备相连。
1. 动触头 2. 隔离开关静触头 3. 接地开关静触头 4. 隔离绝缘子 5. 支撑绝缘子 6. 高压电缆终端头
避雷器均配备有在线检测仪。
AIS避雷器
GIS避雷器
避雷器
插拔式电缆终端头（选购件，须单独订货）
紧凑型插拔式电缆终端
EXK-0 GIS与插拔式 电缆终端头相配合， 体积小、结构紧凑、 外形美观、安装方便
插拔式电缆终端头（选购件，须单独订货）
EXK-0 GIS配插拔式电缆终端头
EXK-0 GIS配IEC标准电缆终端头
隔离接地组合开关
1 1
• 隔离、接地共用 一个动触头，完全 避免了误操作
• 使结构更加紧凑 1. 母线型 2. 馈线型
2 三工位：
工位 隔离开关 接地开关
a
分
分
b
合
分
c
分
合
隔离接地组合开关
母线型隔离接地组合开关
❖该型式的模块主要使用于GIS设备的母线系统中，承担着母线系统 的大电流（最大2500A），模块配有伸缩节，用以补偿温度变化而 引起的壳体热胀冷缩.
快速接地开关
• 可直接对带电 系统接地 • 方便电缆试验
1. 动触头 2. 静触头 3. 绝缘垫块 4. 接地棒
就地控制柜
• 弧型玻璃门，美观高贵
• 包括了就地控制、就地信 号、联锁、测量、就地/远 方控制切换等功能
• 面板上具有模拟母线图， 操作非常直观
• 采用多芯电缆插头(航空 插)与一次设备的机构相连
2、操作作用力在垂直方向 ，机械稳定性好，且不会对 两侧的绝缘子产生冲击
3、布置紧凑，占地面积小 ，无需太多的钢支架支撑
EXK-0 GIS的性能和结构
绝缘子
❖外圈金属，中间 环氧树脂：
1、避免了绝缘子 遭破损的隐患
2、绝缘子的金属 外圈与其他设备的 外壳一起连接可形 成一个全封闭的全 金属壳体
EXK-0 GIS的性能和结构
转换模块 插拔式电缆终端头
IEC标准电缆终端头
插拔式电缆终端头（选购件，须单独订货）
• 体积小，结构紧凑，安装方便
• 电缆头安装及电缆实验时无需 1 打开任何GIS气室
• 既安全又方便，减少了现场安 2 装测试及维护工作量
3
• 更换电缆或扩建都非常简单
4
1. 插拔式电流触头 5. 支撑杆
2. 硅橡胶应力锥 5 3. 环氧树脂座 6 4. 弹簧组装件
5 67
弹簧储能液压操作机构HMB-1
合闸状态
3
2
1
4
HMB-1结构
高压油路 低压油路 1. 碟型储能弹簧 2. 电动机 3. 储油箱 4. 液压泵 5. 分闸电磁阀(2只) 6. 液压转换阀 7. 合闸电磁阀
5 67
弹簧储能液压操作机构HMB-1
HMB-1弹簧储能液压操作机构的优点
▪ 寿命长，可靠性高 ▪ 免维护，磨损极少 ▪ 拆卸方便，易于观察和监视 ▪ 系统油压与温度变化无关 ▪ 操作顺序从OCO扩展到O-CO-CO
7
6. 屏蔽线连接 7. 电缆夹 8. XLPE电缆
8
插拔式电缆终端头（选购件，须单独订货）
插拔式电缆终端头是一 种先进的产品，在欧洲和美 国已有大量的使用，并有多 年的运行经验。
我公司已在青岛港工程 、太原城北变、上海地铁张 扬路变和大木桥变、北延伸 工程以及厦门湖滨南地下变 等工程中都有使用，已有超 过两年的运行经验，至今情 况良好。
ABB GIS产品系列
GIS-型号 EXK-0 ELK-0 ELK-14/252 ELK-14/300 ELK-3
ELK-4
封装方式
三相共筒 三相共筒 三相/单相
额定电压 kV 145
170
252
额定工频耐压 kV 275
325
460
额定冲击耐压 kV 650
750
1050
额定电流 A 2500
4000
▪ 碟簧储能，振动小，噪音低 ▪ 无外部油管，无油渗漏 ▪ 无氮气储能，无氮气泄漏 ▪ 具有防慢分、溢压保护等功能 ▪ 模块标准化，易换性好 ▪ 及其紧凑的设计
弹簧储能液压操作机构HMB-1
1986年推出，广泛应用于ABB的GIS、罐式断路器及HG型发电机 出口断路器，至今已有超过30,000台在世界各地安全、可靠地运行
1965 最早推出高压GIS
1976 EBK-01
1978 ELK-01，最早采用三 相共筒设计，最紧凑的布置
1980 ELK-02
1986 ELK-03，高性能的弹 簧液压操作机构，最早采用 自能灭弧断路器
1992 ELK-04，紧凑型GIS
1997 EXK-0，更加紧凑的 设计，最早开始采用插拔式 电缆头
▪ 电场强度比单相式减少约30%，因而不 易发生故障
▪ SF6气体密封面和结合面减少，仅为三 相分相式的1/3，大大减少了漏气率
▪ 省去了相间复杂的连杆和连接件，从而 简化了操动系统
EXK-0 GIS的性能和结构
▪ 模块化、万能式、积木 型的设计
▪ 连接发兰的直径都完全 相同，以便不同模块能 根据实际需要进行灵活 的组合
应用实例
曼谷，Rama Plaza 商业中心
地下停车场内的GIS
应用实例
极端恶劣环境下的应用: 水泥厂
应用实例
ABB GIS
GOSP ( 油气分离工厂 )
应用实例
对于临时电 力要求的紧 凑的智能化 解决方案
EXK-0 GIS的性能和结构
间隔宽度为1m
▪ 宽度太小将难以接近 间隔之间的空间
▪ 宽度太小不利于伸缩 节的设置，某些厂家 为了达到更小的宽度 而取消了伸缩节
▪ 宽度太小，电缆开孔 很容易碰到房梁
▪ 按照ABB的经验， 1m宽度最为合理
EXK-0 GIS的性能和结构
外壳材料：铝合金
▪ 不磁化，无磁滞损 耗，温升低
间隔内部的母线连接
绝缘子外圈金属环 伸缩节 气体隔离绝缘子
O型圈凹槽 插接式触子
弹簧储能液压操作机构HMB-1
弹簧储能液压操作机构HMB-1
储能模块
充压模块
监控模块
工作模块
弹簧储能液压操作机构HMB-1
分闸状态
3
2
1
4
HMB-1结构
高压油路 低压油路 1. 碟型储能弹簧 2. 电动机 3. 储油箱 4. 液压泵 5. 分闸电磁阀(2只) 6. 液压转换阀 7. 合闸电磁阀
和极小的磨损，无外部油管、 无外漏，操作循环可由 O-CO 扩展到 O-CO-CO，具有防慢分, 溢压保护等功能，操作噪音小
EXK-0 GIS的性能和结构特点
EXK-0 GIS的优点 ▪
应用实例
优美的解决方案
地下变电站
地下变，西班牙
应用实例
城市中心 历史建筑
高度的灵 活性、集 成性
海德堡, 德国
▪ 为将来的扩建和改造提 供便利
▪ 相邻气室间的气隔绝缘 子最大限度地避免了一 个GIS模块内部的故障影 响到隔壁的气室
EXK-0 GIS的性能和结构
EXK-0 GIS标准间隔尺寸
不带电压互感器时
1000mm(宽)* 2355mm(高)* 3780mm(深)
带电压互感器时
1000mm(宽)* 2800mm(高)* 3780mm(深)
灭弧室工作原理
➢自能式原理: ➢开断大电流 (15~40kA) 时，电弧的燃烧使升温 气室气体剧烈膨胀，产 生气流吹向喷嘴，把电 弧熄灭，即利用电弧自 身的能量吹灭电弧
自能-压气组合式灭弧室
灭弧室的优点
▪ 开断可靠性高 (不管是大电流还是小电流) ▪ 与其它灭弧方式比较，仅需要 20% 的操作功 ▪ 主触头和弧触头分开，主触头(载流触头)烧蚀、磨损小 ▪ 操作过电压低
6. 电缆终端筒
5 7. 电缆终端头
6 7
8.
电流互感器
9. 灭弧室
10. 母线隔离 / 接地 组合开关
EXK-0 GIS的性能和结构
三相共筒的优点：
▪ 每个馈线需要的壳体数量少
▪ 相对地电弧在几ms内因导体间隙气体 被电离而发展成相间故障，同时相对地 电弧熄灭，防爆膜动作；同时罐体基本 无电磁感应电流，几乎无涡流损耗
▪ 模块化设计，标准接口，模块互换性强，易于无停电扩建 ▪ 隔离接地组合开关把隔离开关和维护用接地开关组合在一起，共用
一个动触头，从结构上绝对避免了隔离开关和接地开关同时接通的可 能，即避免了误操作
▪ 完整间隔在工厂内完成组装和试验，现场工作量少、时间短、成本
低，由现场安装造成的故障少
▪ 液压弹簧储能操作机构使用寿命长 (10000次)，可靠性高，免维修
高压硅橡胶套管
高压硅橡胶套管具有重量 轻、爬距大、电场分布均匀、 防污性能好（具憎水性）、无 爆炸碎片危险等优点。
EXK-0 GIS的性能和结构特点
EXK-0 GIS的优点
▪ 体积小，标准间隔宽度为1000mm，为最合理的宽度 ▪ 全部铝合金外壳，涡损少、温升低，防锈能力强，重量轻，加之体
积小，土建成本低
• 多芯插头和电缆在车间预 制，现场安装十分方便
• 提高安装质量和可靠性
电压互感器
常规的电压互感器
1
2
3
变电站中用以保护、测 量、计量、监测等的电压信 号通过电压互感器从高压系 统中提取。
1. 二次端子盒 2. 罐体 3. 隔离绝缘子
电压互感器
带隔离断口电压互感器
3
1
2
4
• 带手动隔离断口 • 方便现场调试和日后测试 • 代替隔离开关，大大降低成本 • 使GIS布置更加紧凑
全球有70多个国家约2000个变电站采用ABB公 司的GIS产品
至今已有超过10000 个断路器间隔投入运行
平均无故障时间 (MTBF)为1000年／间隔
(MeanTime Between Failures平均故障工作时间是可修复产品 在每两次相邻故障之间的工作时间的平均值。
EXK-0 GIS的性能和结构