[00111376]126kV气体绝缘金属封闭开关设备的研制

一、任务来源： 该项目是河南森源电气股份有限公司工程技术人员,根据国内行业技术发展趋势和行业的市场需求自选的科研项目。 二、应用领域和技术原理 1、应用领域 ZFW□-126型气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS设备）是三相共箱式户内外高压输变电设备,使用绝缘性能优异的SF6气体作为灭弧和绝缘介质,广泛应用于各种形式的变电站、电厂、石化、钢铁、煤炭、铁路、城市供电系统,主要作为电力系统中电力设备的测量、保护和控制设备。 2、技术原理 126kV GIS设备采用三相共箱结构,用于系统电压为110 kV的电力系统中,对输电线路进行开合系统故障电流、母线转换、隔离线路、过电压保护及电压、电流测量等。GIS设备采用标准接口的电器元件单元,使用SF6气体作为灭弧和绝缘介质。其组成元件有断路器、三工位隔离－接地组合开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、电缆连接装置、出线套管、氧化锌避雷器、母线筒和间隔汇控柜等基本元件。该设备可按用户要求的主接线方式将各电气元件单元进行功能组合,成为密闭在全密封的金属外壳内的组合式变电站。 三、性能指标 序号 名称 单位 参数 1 额定电压 kV 126 2 额定频率 Hz 50 3 额定电流 A 2000,3150 4 额定短路开断电流 kA 40 5 额定短时耐受电流 kA 40 6 额定短路持续时间 主回路 s 4 接地回路 2 7 额定峰值耐受电流（峰值） kA 100 8 额定短路关合电流（峰值） kA 100 9 额定短时工频耐受电压 相间及对地 kV 230 断口 230+73 10 额定雷电冲击耐受电压 相间及对地 kV 550 断口 550+103 其他隔室 0.5 11 二次回路1min工频耐压 kV 2 12 局部放电量 pC ≤5 13 无线电干扰水平 μV ≤500 14 额定SF6气体压力（20℃） 断路器室 MPa 0.6 电压互感器避雷器 0.5 其他隔室 0.5 15 SF6气体年漏气率 % ≤0.5 16 SF6气体含水量（额定压力下 20℃） 断路器室 ppm（V/V） ≤150 其他隔室 ≤250 17 结构形式 / 三相共箱 18 间隔宽度 mm 800 19 主回路电阻 μΩ ≤240 20 控制电压 V DC220/110 AC220/110 21 操作噪音 dB ≤90 22 机构箱防护等级 / IP5XW 23 导体材料 / 铝/铜 四、与国内外同类技术比较 序号 类 别 国内某厂商 某合资厂商 本公司 1 额定绝缘水平（kV） 230/550 230/550 230/550 2 额定一次电流（A） 2500 3150 3150,2000 3 额定短路开断电流（kA） 40 40 40 4 额定短时耐受电流（kA） 40 40 40 5 额定短路持续时间（s） 4 3 4 6 额定峰值耐受电流（kA） 100 100 100 7 机械寿命（次） 10000 10000 10000 五、成果的创造性、先进性 1、断路器采用了新型的自能+双气室灭弧原理,开断能力强,性能优异,三相灭弧室采用一字型布置,结构简洁可靠,传动效率高,可配用弹簧操作机构。其满 容量开断次数达到20次,机械操作次数达到10000次,容性电流开断满足C2级要求,达到国内外先进水平; 2、先进的三工位隔离-接地组合开关,将隔离开关和接地开关进行有机组合,共用筒体和机构,并可兼用间隔共箱母线,结构紧凑,简单可靠,机械操作次数达到10000次;实现了隔离开关和接地开关的天然联锁,具有高可靠性; 3、设有间隔拆分结构,用于母线侧三工位开关中,可以拆除任意间隔进行检修,维护成本低; 4、先进的故障关合接地开关,可与三工位隔离-接地开关进行有机组合,传动效率高,结构简单可靠,关合短路电流能力强; 5、间隔最小宽度为800mm,为最小间隔宽度,布置方式灵活紧凑,占地面积少。 六、作用意义 （一）经济效益 ZFW□-126 GIS的研发,为公司进入高压输配电设备制造业奠定了基础。该产品成功投放市场后,每年预计生产100个标准间隔,每间隔市场售价45万元,将为公司增加销售收入4500万元。预计每标准间隔的生产成本35万元,每年可增加效益1000万元。随着产品结构进一步改进完善后,生产成本将进一步降低,增加公司经济效益。 （二）社会效益 该项目是国内外输配电行业开关设备中最尖端和最有竞争力的产品,其成功研发,将成为推动公司向更高电压等级发展的奠基石,完善公司产品品种,提升公司在高压开关行业的地位和竞争力,符合国家大力发展装备制造业的指导思想,对经济社会的发展和科技进步具有实际意义。产品在创造经济效益的同时,也能解决部分社会就业问题,对于社会的稳定发展也将有一定的作用。