ABB GIS设备在500kV升压站中应用介绍

摘要：随着国内电力需求的日趋上升，为使电力能够更有效地传输，电网电压等级也在不短上升。GIS作为一种能够适应高电压，电气设备高密集型集中的技术被广泛使用。文章简述了ABB CLK3 GIS设备的基本和功能，用于GIS的学习和参考。

关键词： GIS；基本组成；二次回路；继电器；闭锁逻辑

0 引言

现代高压配电装置一般可分为三种，第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS。其母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式。葛洲坝电厂采用的即是这种型式。第二种是混合式配电装置，简称H-GIS。母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置（GAS―INSTULATED SWITCHGEAR）简称GIS。

GIS，是一种成套集中的电气设备，采用金属外壳，把断路器，隔离开关，接地刀闸，避雷器等独立设备集中封装。户内式GIS具有占地面积小，可靠性高，安全性强，能够适应超高压环境，而且几乎不受大气环境条件影响，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。伴随我国电网的不断发展和电压等级的不断提高，作为一种集约、可靠的高压技术设备，在三峡工程左岸、右岸等国内诸多电厂升压站，以及送配电工程中得到广泛使用。

1 GIS设备基本组成

GIS一般由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，全部封闭在金属接地的外壳中。现以大唐宁德电厂为例说明：该厂500kV出线采用ABB高压技术公司生产的CLK 3 GIS设备，构成三个完整串。

如图1所示。

借此次调试机会，笔者对其主要功能，控制以及信号回路进行了认识和学习。

该升压站现由四台单元机组供电，每串由两个边断路器和一个中断路器组成。

以5021断路器为例，设备外壳封闭，内充SF6气体，如图2所示：5021两侧分别由50211和50212隔离开关与500kV Ⅰ母以及1号机出线连接，50212经50216隔离开关与1号主变高压侧相连。另有502117、502127两地刀分布于5021断路器两侧，50212至1号机出线经502167刀闸接地，另包含9组CT，1组PT。

2 GIS二次回路

断路器本体及多组CT，PT二次回路经电缆均连接至汇控箱，并由此汇集经多心电缆与NCS，断路器保护，短引线保护，母线保护装置，以及RTU，故障录波器相连接。汇控箱控制，信号回路继电器，端子排布置如图3所示。可实现非电量闭锁；本间隔电气连锁；非全相保护；短路器、刀闸控制，反馈，防跳，监视等功能。

2.1 电源回路（POWER SUPPLY）汇控箱电源由多路交流和直流电源回路组成，各电源间以明显标志间隔。

2.1.1 交流电源回路（AC SIRCUIT）交流电源由一组三相四线交流提供，分别经FM1，FM2，FM3空开为QA1断路器三相弹簧储能电机供电。L3―N经F13空开与整流器V13相连，为隔离开关控制电机提供DC110V电源。L2―N经F12空开连接各电机熔断器。

2.1.2 直流电源回路（DC SIRCUIT）直流分为X001，X002，X003三路，X001经F1空开连接分闸Ⅰ线圈电路，合闸电路和部分控制电路。X002经F2空开连接分闸Ⅱ线圈电路，合闸电路和部分控制电路。X003经F4空开连接分合闸回路，闭锁回路，非全相回路并经直流变送器G5和F5空开变为DC24V作为断路器状态和报警指示电源。

2.2 控制回路（CONTROL CIRCUIT）

2.2.1 断路器分合闸控制回路及主要继电器断路器QA1主要控制继电器如图3-1所示，KOc5为合闸继电器，合闸指示灯SOc显红色，合闸回路经继电器KOco闭锁，闭锁指示灯HA5为白色；KOo5为分闸继电器，分闸指示灯SOo显绿色，分闸回路Ⅰ经KOob1闭锁，闭锁指示

灯HA4为白色，分闸回路Ⅱ如图3-2经KOob2闭锁。由图3-3可见手动合闸继电器KOc1，KOo1，KOo2分别为手分Ⅰ圈和Ⅱ圈分闸继电器。由以上继电器共同构成断路器基本控制回路。

2.2.2 设备状态指示（EQUIPMENT POSITION INDICATION）断路器及各隔离开关，接地刀闸状态主要控制继电器及指示情况对应图4，如表1所示。

2.3 闭锁电路逻辑

2.3.1 断路器QA1闭锁逻辑①弹簧储能空开F13.1闭锁QA1开关；②QB9隔离开关位置不明确，闭锁QA1开关；③QB1隔离开关位置不明确、闭锁QA1开关；④QB6隔离开关位置不明确、闭锁QA1开关。

2.3.2 隔离开关及接地刀闸闭锁回路①合QA1断路器、闭锁QB1隔离开关；②合QC1、闭锁QB1隔离开关；③合QC2、闭锁QB1隔离开关；④合Ⅰ母地刀5117闭锁；⑤合QB1、闭锁QC1隔离开关；⑥合QB6、闭锁QC1隔离开关；⑦合QA1、闭锁QB6隔离开关；⑧合QC1、闭锁QB6隔离开关；⑨合QC2、闭锁QB6隔离开关；⑩合QC3、闭锁QB6隔离开关；{11}合QB1、闭锁QC2隔离开关；{12}合QB6、闭锁QC2隔离开关；{13}合中断路器5022、闭锁QB9隔离开关；{14}合QC3、闭锁QB9隔离开关；{15}合QC9、闭锁QB9隔离开关；{16}合QB9、闭锁QC3隔离开关；{17}合QB6、闭锁QC3隔离开关；{18}合中断路器5022-1、闭锁QC3隔离开关；{19}合QB9、闭锁QC9隔离开关。

3 结束语

GIS设备在现代电网电压等级不断提高的情况下，越来越多的应用到电厂升压站和输变电项目当中来。GIS具有设备集中，节省空间，基本免于维护，服役年份长等特点。目前，国内产的GIS设备还非常有限，而且绝缘子超宽频带局部放电，GIS集中供气系统油压异常等现有设备中有待解决的问题还很多，所以了解并深入研究GIS成套设备的使用，对于更好地利用和完善现有设备及网络，以至于设计和发展国产的GIS设备，有着深入且长远的意义。本文仅简单介绍了ABB CLK3 GIS设备的基本结构和功能，更多技术和问题仍有待今后的学习和研究。

参考文献：

[1]ABB CLK3 GIS Instruction Manual S04172_12.

[2]超小型C_GIS――《东芝评论》1997，NO.5.

[3]大唐宁德电厂500kV升压站第一串受电措施.华北电科院电力系统研究所.