GIS là gì? Hướng dẫn về thiết bị đóng khóa cách điện khí so với AIS

GIS là gì?

 

Tên đầy đủ của nó là thiết bị đóng cắt cách điện khí. Khí cách nhiệt ở đây đề cập đến lưu huỳnh hexafluoride (SF6). S chuyển trường là viết tắt của sự kết hợp của bộ ngắt mạch, bộ ngắt kết nối, công tắc nối đất, máy biến áp, máy khởi động sét, busbar, đầu nối và thiết bị đầu cuối đi. Các thiết bị hoặc thành phần này đều được đặt trong vỏ nối đất kim loại, và chứa đầy khí cách điện SF6 ở một áp suất nhất định, do đó, nó còn được gọi là kết hợp đầy đủ SF6. Vì vậy, GIS là kết hợp các thành phần điện áp - cao trong hệ thống điện theo phương pháp kết nối của hệ thống dây điện, và lắp chúng lại với nhau trong vỏ kim loại của SF6 với khả năng cách nhiệt tuyệt vời và khả năng dập tắt hồ quang để tạo thành một -

Đặc điểm của SF6

SF6 là một loại khí trơ được tổng hợp nhân tạo sinh ra ở Pháp. Khí SF6 nguyên chất không màu,

Không vị, không mùi, không - dễ cháy và có tính chất hóa học ổn định ở nhiệt độ phòng. Đó là một khí trơ. Mật độ khí là 5,1 lần so với không khí.

Khí SF6 có cường độ điện môi tương đương với dầu biến áp ở áp suất 0,29 MPa và khả năng dập tắt vòng cung của nó gấp 100 lần không khí. Nó hiện là khí cách điện điện được sử dụng rộng rãi nhất.

So sánh giữa AIS và GIS

Không khí cách điện	Khí cách điện

1. Không gian sàn

GIS, một gói kim loại được niêm phong hoàn toàn với cấu trúc nhỏ gọn, chỉ chiếm 10% không gian sàn của AIS trong 220kV GIS và chỉ 5% không gian sàn của AIS cho GIS 500kV. Đây là lý do tại sao GIS là lựa chọn đầu tiên ở những nơi nhu cầu đất cao, tính sẵn sàng đất rất lo, w hoặc đất rất cao. Tất nhiên, điều đó không có nghĩa là đất là tiêu chí duy nhất để chọn GIS. Có nhiều yếu tố khác, và đây chỉ là một trong số đó.

2. Độ cao

Mối quan hệ giữa độ cao và sức mạnh điện môi: Khi độ cao tăng, áp suất khí quyển giảm đáng kể, dẫn đến giảm mật độ không khí. Không khí trở nên "mỏng". Cường độ điện môi của không khí (khả năng chống phân hủy điện và ngăn chặn sự cố) phụ thuộc trực tiếp vào mật độ của nó. Không khí có mật độ thấp hơn (độ cao) có khoảng cách phân tử lớn hơn và các đường dẫn tự do phân tử dài hơn. Điều này giúp các electron dễ dàng tăng tốc trong điện trường và tăng đủ năng lượng để va chạm và ion hóa các phân tử khác, giúp dễ dàng gây ra sự cố điện (tạo ra hồ quang). Do đó, ở cùng một điện áp, hiệu suất cách nhiệt của không khí ở độ cao lớn thấp hơn đáng kể so với độ cao thấp hoặc mực nước biển. Khi thiết bị đóng cắt được cài đặt ở độ cao cao hơn, điện áp tối đa có thể chịu được mà không cần giảm bớt, do đó, điện áp tối đa mà nó có thể hoạt động an toàn cũng bị giảm. Đây là lý do tại sao, đối với không khí thông thường - thiết bị đóng cắt cách điện, nếu nó cần được cài đặt trên 1000 mét, thiết bị có cường độ điện môi cao hơn là bắt buộc. GIS được bảo vệ bởi khí SF6, vì vậy việc cài đặt của nó sẽ không bị ảnh hưởng bởi độ cao.

3. An toàn

Về mặt an toàn, tất cả các thành phần điện áp- cao được niêm phong trong một vỏ kim loại kín hoàn toàn được nối đất. Vỏ tạo thành một lá chắn điện từ tự nhiên (hiệu ứng lồng Faraday), và ngay cả khi vỏ được chạm trực tiếp khi thiết bị được cung cấp năng lượng, sốc điện sẽ không xảy ra, đạt được bảo vệ an toàn nội tại. AIS áp dụng một cấu trúc mở và dây dẫn điện áp- cao được tiếp xúc trực tiếp với không khí. Khi vận hành hoặc tiếp cận một cách tình cờ, nhân sự phải duy trì một cách nghiêm ngặt khoảng cách an toàn (thường là hơn vài mét). Có một nguy cơ cố hữu của việc vô tình chạm vào thiết bị năng lượng, và các rào cản cách ly vật lý và thông số kỹ thuật hoạt động phải được dựa vào để bảo vệ. Nhưng điều này không có nghĩa là AIS kém an toàn hoặc không an toàn chút nào. Trên thực tế, 70% các trạm biến áp trên toàn thế giới bao gồm công nghệ AIS. Làm sạch thường xuyên các chất cách điện, lắp đặt các thiết bị bảo vệ chim và DE - Thiết bị đóng băng cũng có thể duy trì hoạt động an toàn.

4. Mở rộng trạm biến áp

Khi thiết kế một trạm biến áp, các kỹ sư thường bảo lưu diện tích đất để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng tải trong tương lai. Trong không khí - Các trạm biến áp (AIS), sự mở rộng này thường tương đối đơn giản và linh hoạt. Vì thiết bị AIS (như bộ ngắt mạch, bộ ngắt kết nối, máy biến áp, busbar, v.v.) được mở - Lắp đặt loại, chúng chủ yếu dựa vào cách điện không khí và khoảng cách vật lý giữa nhau. Thêm các vịnh mới hoặc mở rộng thanh cái thường chỉ yêu cầu cài đặt các đơn vị thiết bị được tiêu chuẩn hóa mới trong không gian dành riêng và đảm bảo đủ khoảng cách điện. Có ít phụ thuộc vào mô hình cụ thể hoặc nhà sản xuất thiết bị mới được thêm vào. Thiết bị của các thương hiệu hoặc mô hình khác nhau (miễn là chúng đáp ứng các yêu cầu tham số) thường có thể dễ dàng tích hợp vào các trạm hiện có hoặc chạy song song.

Tuy nhiên, đối với Gas - Các trạm biến áp (GIS), việc mở rộng phức tạp hơn và phụ thuộc nhiều vào các nhà sản xuất cụ thể. Điều này là do GIS tích hợp cao các thành phần điện áp - và niêm phong chúng trong vỏ kim loại mô -đun chứa đầy khí cách điện (như SF6). Mở rộng thường có nghĩa là phải thêm khí, phù hợp với hoàn toàn - các mô -đun miếng đệm được niêm phong. Các mô -đun này cần phải tương thích nghiêm ngặt với các thiết bị hiện có về kích thước, giao diện (cơ học và điện), hệ thống khí, đầu nối bên trong (như phích cắm - trong các liên hệ), thiết kế nhà ở và hệ thống giám sát và điều khiển. Yêu cầu tương thích này gần như cần thiết phải sử dụng các mô -đun mô hình cụ thể của cùng một nhà sản xuất, hoặc thậm chí cùng một loạt và thời đại thiết kế làm thiết bị ban đầu để mở rộng để đảm bảo sự thành công của độ kín khí, độ tin cậy cách điện, kết hợp cơ học và tích hợp hệ thống. Do đó, kế hoạch mở rộng của GIS phụ thuộc rất nhiều vào lựa chọn thiết bị ban đầu và thời gian dài - hỗ trợ của nhà sản xuất.

5. Bảo vệ môi trường

Về mặt bảo vệ môi trường, AIS và GIS có những ưu điểm và nhược điểm của riêng họ. AIS sử dụng cách nhiệt không khí và không liên quan đến khí thải nhà kính. So với khí SF₆ được sử dụng trong GIS, nó ít tác động đến môi trường hơn, đặc biệt là trong việc kiểm soát hiệu ứng nhà kính. Đồng thời, cấu trúc của AIS tương đối đơn giản, giúp dễ dàng tháo rời và tái chế khi nghỉ hưu, và có gánh nặng sinh thái nhẹ hơn. Tuy nhiên, GIS thân thiện với môi trường hơn trong quá trình xây dựng và vận hành. Nó chiếm một khu vực nhỏ và phù hợp với đất - Các khu vực bị ràng buộc như thành phố. Nó có một thời gian xây dựng ngắn và tạo ra ít bụi hơn. Cấu trúc đóng hiệu quả làm giảm tiếng ồn hoạt động và có ít nhiễu hơn với môi trường xung quanh. Do đó, về tổng thể, AIS thân thiện với môi trường hơn trong việc giảm phát thải khí nhà kính, trong khi GIS hoạt động tốt hơn trong việc tiết kiệm đất, giảm tiếng ồn và tác động xây dựng. Với sự phát triển của công nghệ khí thân thiện với môi trường mới, hiệu suất môi trường của GIS dự kiến ​​sẽ tiếp tục cải thiện trong tương lai.

6. Chi phí

Chi phí mua sắm của thiết bị AIS là khoảng 30% - 50% so với GIS, tạo thành lợi thế về giá cốt lõi. Áp suất chi phí đất là nổi bật: đủ khoảng cách an toàn điện cần được dành riêng cho các dây dẫn tiếp xúc, dẫn đến một khu vực rộng lớn. Ở khu vực đô thị hoặc các lô có giá trị cao, chi phí thu hồi đất có thể vượt quá đầu tư thiết bị. Bảng dưới đây là so sánh các chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì ban đầu và toàn bộ chi phí vòng đời của AIS và GIS.