SF6全封闭组合电器

SF6全封闭组合电器体积小、技术性能优良，是70年代初期出现的一种先进的高压电气配电装置。

国际上称这种电器为Gas—Insulater Switchgear。

简称为GIS。

组成GIS设备由断路器、隔离开关、母线、电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、进、出线套管等电器元件组合而成。

结构GIS设备的所有带电部分都被金属外壳所包围，它是用铝合金、不锈钢、无磁铸钢的材料组成。

外壳用铜母线接地，内部充有一定压力的SF6气体。

优点: GIS 的绝缘介质用SF6气体；其绝缘性能、灭弧性能都比空气要好得多。

GIS设备的电场结构是用同轴圆柱体间隙，故为稍不均匀电场。

而常规变电站则是棒—板组成的不均匀电场。

所以，GIS设备具有优良的技术性能和占地面积少的特点，特别适合我国国情。

SF6气体的基本特性(一)--SF6气体是世界上目前最优良的绝缘介质和灭弧介质。

它无色、无味、无嗅、无毒、不燃烧；在常温常压下，化学性能稳定；与传统绝缘油相比，其绝缘性能和灭弧性能都要好得多。

(二)--SF6气体是由最活泼的氟原子和硫原子结合而成，分子结构是个全对称的八角体。

其分子量较大，为146；其临界温度为45.6℃，是SF6气体被液化的最高温度，临界压力值为3.81Mpa，气体的液化温度越低越表明其不易被液化；SF6气体难溶于水，在常温甚至较高温度下都不会发生化学反应；SF6气体的热传导性能差，仅为空气的2/3，但是其散热性能比空气要好。

SF6气体的绝缘性能：断路器开断后，触头间间隙绝缘能力的恢复是电弧熄灭的重要因素，间隙中带电粒子的多少决定了绝缘能力的大小。

当触头分开产生电弧后，带电粒子主要是热游离和碰撞游离产生的，由于SF6气体是负电性的气体，而且体积比较大，对电子捕获较易，并能吸收其能量生成低活动性的稳定负离子，其自由行程短，使间隙间难以再产生碰撞游离，大大减少了间隙中的带电粒子。

因此，在一个大气压下，SF6气体的绝缘能力超过空气的两倍，在三个大气压下，其绝缘能力和变压器油相当。

SF6气体的灭弧性能：SF6气体在电弧的作用下，接受电能而生成低氟化合物，但电弧电流过零时，低氟化合物能迅速再合成SF6气体。

故弧隙介质强度恢复较快，所以SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。

GIS设备优越性GIS设备与常规变电站比较具有如下一些优越性：⑴占地面积少；⑵不受环境影响；⑶运行安全可靠、维护工作量少、检修周期长。

⑷施工工期短；⑸没有无线电干扰和噪音干扰。

输电线路是供电的脉络，对用户供电起着至关重要的作用，所以对输电线路的要求是安全第一，同时经济性也要跟上来，因为供电公司现在已经是一种企业的运作模式，所以要求对经济性方面也要进行提高，为了使线路安全高效的运行，我认为对输电网络可以进行以下三个方面的加强和改进：增加建设项目投资，提高运行工作水平和提高故障的防范措施。

1、增加设备投资方面：
1．1、加强输电线路结构的完整，增加线路回路或增设变压器，把原来的旧变压器换成节能变压器。

由于线路输送功率增加，有一些旧线路的导线截面较小，以致电压损耗和线路损耗都很大。

在不可能升压的情况下，可以更换截面较大的导线，或加装复导线来增大线路的输送容量，同时达到降低线损的目
的。

1．2、在用户处或靠近用户的变电所中装设无功补偿设备。

在负荷的有功功率保持不变的条件下，提高负荷的功率因素，减小负荷所需的无功功率Q，也就减少线路和变压器中的有功功率和电能损耗。

无功补偿设备如同步调相机、静止补偿器、电力电容器。

无功需要量大时可用同步调相机，无功需要量小时可用电力电容器，冲击性负荷用静止补偿器。

无功补偿设备的放置地点要根据实际情况而定。

1．3、提高电力网的电压等级。

例如把6kV的电力网升为10kV，把35kV的电力网升压为110kV等。

这种方法对降低电能损耗比较明显，但投资也明显增加。

采用该方法时，应当通过技术经济比较。

1．4、在无功功率充足的地方，加装能升高电力网运行电压水平的设备，如调压变压器。

因为电力网运行时，线路和变压器等电气设备的绝缘所允许的最高工作电压，一般允许不超过额定电压的10%。

因此，电力网运行时，应尽量提高运行电压水平，以降低功率损耗。

但必须注意，在系统中无功功率供应紧张时，用调整变压器分接头来提高电力网电压的办法，将使负荷的无功功率损耗增加。

2、改进运行和维护措施方面：
2．1、改变原来电网的接线方式，以最有利的接线方式参加运行。

及时改进线路的迂回、倒送、防止卡脖子等。

在有条件的地方，可将开式网改为闭式网，在辐射形电力网中，按有功功率损耗最少条件求得的各点把网络分割。

2．2、充分利用发电机和调相机的无功功率对发电厂
和变电所的变压器选择正确的分接头，以便尽可能提高运行电压水平，降低电能损耗。

2．3、为了提高供电的可靠性和适应负荷的需要，通常在新建的变电所内安装两台或以上同容量同型号
的变压器并联运行。

当一台发生故障或检修时，另一台或其余的变压器保持供电。

在轻载时，如并联运行的变压器台数不变，则绕组中电阻损耗很小，但铁芯损耗所占比例较大。

这时在不使部分变压器过负荷的情况下，可以切除一部分变压器，减少变压器的总损耗。

2．4、在检修期间应尽量减少停电的输电线路条数，如采用线路的分相检修法，带电检修法，快速检修法。

这样一来既提高了供电的可靠性，同时也提高了电力网运行的经济性。

2．5、建立起完整的自动化控制系统，以便计算发电厂中生产的电能量，售给用户的电能量，以及发电厂和变电所自用电能量的合理组织。

2．6、尽量避免电能在配电网中的损耗，电力网在实际运行中可能由于带电设备绝缘不良而有漏电损耗。

这种损耗可以通过加强电力网的维护工作来降低。

维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管，清除与导线相碰的树枝及搭在线路上的鸟巢。

3、故障及防护措施
3．1、在配电线路中，由于线路水平排列，而且线间距离较小，如果同一档距内的导线弧垂不相同，刮大风时各导线的摆动也不相同，导致导线相互碰撞造成相间短路，所以在施工中必须严格把关，注意导线的张力，使三相导线的驰度相等，并且在规定的标准范围内。

线路巡视时，发现上述问题，应及时安排处理。

3．2、大风刮断树枝掉落在线路上，或向导线上抛掷金属物体，也会引起导线的相间短路，甚至断线。

此外，超高的汽车通过线路下方或吊车在线路下面作业时，也可能会引起线路短路或断线事故。

因此在交叉、跨越的线路上应留有一定的间隔距离。

3．3、导线由于长期受水分、大气及有害气体的侵蚀，氧化而损坏，钢导线和避雷线最容易锈蚀，在巡视中发现导线严重腐蚀时，应予以及时更换。

3．4、线路上的瓷质绝缘子由于受到空气中有害成分的影响，使瓷质部分污秽，遇到潮湿天气，污秽层吸收水分，使导电性能增强，既增加了电能损耗，又容易造成闪络事故。

降低线损的技术措施可分为建设性措施和运行性措施两种。

1.建设性措施
通过增加投资费用，更新改造原有设施，从而达到降低线损的目的，具体可以从以下几方面考虑：
(1)加快高耗能变压器的更新改造。

为降低变压器自身的损耗，宜选用S11系列低耗能变压器或非晶合金变压器；
(2)合理配置变压器。

对于长期处于轻载运行状态的变压器，应更换小容量变压器；对于长期处于满载、超载运行的变压器，应更换容量较大的变压器。

变压器容量的选择，一般负荷在65%～75%时效益最高。

配电变压器应尽量安装于负荷中心，且其供电半径最大不超过500米。

农村用电有其自身的特点，受季节和时间性的影响，用电负荷波动大，有条件的地方可采用子母变供电，在负荷大时进行并联运行，一般负荷可采用小容量变压器供电，负荷较大时可用大容量变压器供电。

无条件的地方一般要考虑用电设备同时率，可按可能出现的高峰负荷总千瓦数的1.25倍选用变压器；
(3)增建线路回路，更换大截面导线。

根据最大负荷和相应的最大负荷利用小时数，与经济电流密度比较，如果负荷电流超过此导线的经济电流数值，应采取减少负荷电流或更换导线，架设第二回线路，加装复导线。

我市农网采用的架空钢芯铝绞线较多，在选择导线截面时其经济电流密度选1.65进行计算，10kV架空LGJ不应小于35mm2，低压架空LGJ不应小于16mm2；
(4)增装必要的无功补偿设备，进行电网无功优化配置。

功率因数的高低，直接影响损耗的大小，提高功率因数，就要进行无功补偿，无功补偿应按"分级补偿、就地平衡"的原则，采取集中、分散和随器补偿相结合的方案。

对没有安装集中补偿装置的变电所10kV母线上加装补偿电容器，使无功得到平衡。

在线路长负荷大的10kV线路
上安装并联电容器进行分散补偿；对容量为30kVA及以上的10kV配变应随器就地补偿，使配变自身无功损耗得到就地补偿；对7.5kW及以上年运行小时数在100h以上的电动机重点进行随即补偿。

低压线路也应安装无功补偿装置，通过一系列的无功补偿措施，将电网的电力率保持在0.9以上；
(5)强化计量装置的更换与改造。

用电计量装置应安装在
供电设施产权界处，并提高计量装置的准确度。

选用86系列宽幅度电能表或电子式电能表、防窃电能表有非常可观的降损效果。

它的主要优点是：①自耗小(0.3W左右)；②误差线性好；③准确度高；④抗倾斜；⑤正反向计数；⑥有较强的防窃电性能。

实行一户一表计量每户电量并作为收费的依据，有利于监督、分析用电损失情况，及时消除损耗高的原因。

如我市在2000年5月的第一批农网改造，其中洋汾水村就是采用DDS89宽负荷电子式电能表，线损率由原来的25%下降到13%。

2.运行性措施
运行性措施是指在已运行的电网中，合理调整运行方式以降低网络的功率损耗和能量损耗。

实际操作中的主要方法有：
(1)电压的调整。

变压器的损耗主要是铜损和铁损，而农
网中一般变压器的铁损大于铜损，是配电网线损的主要组成部分。

如果变压器超过额定电压5%运行时，变压器铁损增加约15%以上；若超过电压10%则铁损将增加约
50%以上；当电网电压低于变压器的所用分接头电压时，对变压器本身没有什么损害，只是可能降低一些出力；
同时电动机在0.95Ue下运行最经济，所以适当降低运行电压对电动机亦是有利的。

如果变压器铜损大于铁损时，提高运行电压，则有利于降损。

因此及时调整变压器的运行分接头(要保证正常电压偏差)，是不花钱就可降低线损的好办法；
(2)三相负荷平衡。

如果三相负荷不平衡，将增加线损。

这是因为三相负荷不平衡时，各相的负荷电流不相等，就在相间产生了不平衡电流，这些不平衡电流除了在相线上引起损耗外，还将在中性线上引起损耗，这就增加了总的线损。

如果三相负荷平衡，则向量差为零，即
IA＋IB＋IC=0
应当尽可能使各相负荷相对平衡，否则，中性线上将有电流流过。

中性线上流过的电流越大，引起的损耗也越大。

因此在运行中经常调整变压器的各相电流，使之保持平衡，以降低线损。

一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%，因为不对称负荷引起供电线路损耗的增加与电流不对称度的平方成正比。

在低压三相四线制线路中线路的电流不平衡附加线损也是相当大的，定期地进行三相负荷的测定和调整工作，使变压器三相电流接近平衡，这也是无需任何投资且十分有效的降损措施；
(3)导线接头处理。

导线接头的接触电阻一般较小，如果施工工艺较差时，接触电阻将猛增，而此处的电能损耗和接触电阻成正比，除提高施工工艺减少接触电阻的办法外，另外可以在接头处加涂导电膏的办法，使点与点的接触变成面与面的接触，从而进一步减少接触电阻；
(4)加强对电力线路的维护和提高检修质量。

定期进行线路巡查，及时发现、处理线路泄漏和接头过热事故，可以减少因接头电阻过大而引起的损失。

对电力线路沿线的树木应经常剪枝伐树，还应定期清扫变压器、断路器及绝缘瓷件。

二、管理措施
1.定期对管理人员进行岗位培训，让管理人员有爱岗敬业的精神。

2.充分重视线损管理工作
负责线损工作管理的部门应编制年、季度线损计划指标，拟订降损措施；进行线损分析，组织技术培训，总结交流经验。

3.建立健全的营业管理岗位责任制，加强营业普查，清除无
表用电、偷电行为，杜绝估抄、漏抄现象，查出表计有问题的用户，及时采取措施进行处理。

4.开展线损理论计算，明确降损方向。

根据现有电网结线方式及负荷水平，对各元件的电能损耗进行计算，以便为电网改造和考核线损是否合理提供依据。

不断收集整理线损理论计算资料，经常分析线损变化情况及原因，为制定降损方案和年、季度线损计划指标提供数据。

5.实行微机管理收费。

抄表人员必须在规定的日期抄取用户实际用电量并输入微机，加强抄表和核算工作，以提高电力网售电量统计的准确性。

6.加强对计量工作的管理，确保计量装置的准确性，要按规定定期校验和轮换电能表，以减少计量损失。

7.固定专人安装电能表。

电能表的安装人员应经过岗前培训，熟悉各种接线方法和安装质量要求。

三、结束语
总之，降损节能是电力部门的一项重要工作。

在实际运行中，必须因地制宜地掌握好方法，善于总结，积极探索，才能有效地做好电网的降损节能，从而取得更好的经济效益和社会效益。