Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) là gì và Nguyên lý hoạt động của GIS?

Với dân số đô thị ngày càng tăng nhanh hiện nay, không gian và năng lượng đang trở thành vấn đề đau đầu. Do kích thước và đặc điểm của chúng, thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) là giải pháp tối ưu trong những trường hợp như vậy.

Nhỏ gọn, an toàn và dễ bảo trì so với Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (AIS), thiết bị GIS phù hợp lý tưởng cho các tình huống cần lắp đặt trạm biến áp trong không gian hạn chế. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết định nghĩa, nguyên lý làm việc, ưu điểm và ứng dụng của thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS).

Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) là gì?

Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí(GIS)là một thiết bị tổng hợp được gói gọn trong một khung kim loại chắc chắn chứa nhiều loại thiết bị điện khác nhau như cầu dao, thanh cái, máy biến áp, dao nối đất và bộ phóng điện được ngâm trong lưu huỳnh hexafluoride (SF6) trong ngăn được che chắn. Một ranh giới được hình thành giữa khoang được che chắn và thiết bị bảo vệ.

Các chức năng chính của GIS là chuyển đổi, tách, chuyển đổi, đo lường và phân phối năng lượng điện trong hệ thống điện. Thiết bị GIS đặc biệt nhờ sử dụng SF6, một loại khí trơ có tính ổn định nhiệt và hóa học đặc biệt cũng như các đặc tính cách điện.

Một thiết bị GIS chỉ yêu cầu khoảng cách cách nhiệt hiệu quả vài cm so với thiết bị AIS. Nó cung cấp mức độ tin cậy cao hơn AIS và cũng rẻ hơn để bảo trì vì chiếm ít không gian hơn.

Thiết bị này đã được sử dụng rộng rãi từ đầu những năm 1970.

Nguyên lý hoạt động của GIS

GIS bảo vệ việc cung cấp và phân phối điện bằng cách ngắt dòng điện trong mạch.

Các tiếp điểm của cầu dao thường đóng nhưng khi xảy ra sự cố trong hệ thống điện, chúng sẽ tách ra và phóng điện.

Sự dịch chuyển của các tiếp điểm tích cực được đồng bộ với sự dịch chuyển của van cho phép SF6 điện áp cao đi vào buồng hồ quang.

SF6 có đặc tính hấp thụ các electron tự do trên đường đi của hồ quang, tạo thành các ion không tích điện - vì chúng trở nên quá nặng. Độ bền điện môi của khí tăng lên đáng kể nên hồ quang bị dập tắt.

Khi hồ quang bị dập tắt, áp suất của SF6 giảm do khả năng kết hợp nhanh. SF6 sau đó được lưu trữ trong bể áp suất thấp để sử dụng tiếp theo.

Độ suy giảm độ bền điện môi SF6 lớn hơn độ cách điện không khí, khiến GIS trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống điện trung thế và cao thế.

Ứng dụng của GIS

Do cấu trúc bọc thép nhỏ gọn, dễ tích hợp và có khả năng chống ô nhiễm cao, các trạm biến áp GIS là lựa chọn hiển nhiên để lắp đặt ở những khu vực có không gian hạn chế hoặc nơi tiếp xúc với mức độ ô nhiễm cao (bụi, hóa chất, lớp muối, v.v. .) là một vấn đề.

Các ứng dụng GIS bao gồm:

◇ Các thị trấn công nghiệp

◇ Nhà máy thủy điện

◇ Trạm biến áp ngầm

◇ Khu vực bị ô nhiễm nặng

◇ Mở rộng xây dựng đô thị

◇ Nền tảng ngoài khơi

◇ Mái nhà

◇ Đường sắt

◇Truyền tải điện

◇ Sản xuất năng lượng tái tạo

◇Thành phố lớn có ít không gian

◇Thung lũng

◇ Núi

◇Khu công nghiệp phức hợp

◇ Hệ thống truyền tải điện cao thế

GIS và AIS: So sánh ưu điểm

Bảng sau đây so sánh các đặc tính của thiết bị GIS và AIS:

Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS)

◇Được thiết kế theo tiêu chuẩn IEC

◇Cách điện thanh cái sử dụng phương tiện SF6

◇ Thiết bị đóng cắt sử dụng chân không hoặc SF6

◇Chuyển đổi cố định

◇Kích thước nhỏ gọn

◇ Độ nhạy thấp với các yếu tố bên ngoài

◇Chi phí bảo trì thấp

◇ Yêu cầu cụ thể về cáp

◇Có thể theo dõi áp suất không khí

◇Dễ dàng cài đặt

◇ Hoạt động yên tĩnh

◇Giảm chi phí vận hành

Thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí (AIS)

◇Được thiết kế theo tiêu chuẩn IEC

◇ Cách nhiệt thanh cái sử dụng môi trường không khí

◇ Thiết bị đóng cắt sử dụng dầu, khí, chân không hoặc SF6

◇ Có thể chuyển đổi trên cơ sở cố định hoặc thiết kế

◇ Kích thước lớn hơn (hàng chục mét vuông)

◇Độ nhạy trung bình với các yếu tố bên ngoài

◇Chi phí bảo trì trung bình

◇Yêu cầu cáp thay đổi

◇ Chỉ dành cho thiết bị đóng cắt có khí SF6 Áp suất không khí có thể theo dõi được.

◇Dễ bị tổn thương bởi động vật bay

◇Hoạt động ồn ào

◇ Chi phí vận hành cao hơn

GIS mang lại hiệu suất và độ tin cậy tuyệt vời. Nhờ cấu trúc bọc thép giúp giảm thiểu thiệt hại do môi trường bên ngoài gây ra, GIS có thể chịu được sự can thiệp từ động vật bay. Thiết kế đặc biệt này cũng giúp cho việc bảo trì GIS dễ dàng hơn.

GIS lý tưởng cho việc cung cấp và phân phối điện trong môi trường đô thị cũng như trong môi trường bị hạn chế về không gian và ô nhiễm như khu công nghiệp, cống rãnh và đầm lầy.

Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí Kexunan

Cácthiết bị đóng cắt cách điện bằng khído Công ty TNHH Công nghệ Điện Kexunan cung cấp có thể đáp ứng yêu cầu của nhiều người dùng khác nhau trong hệ thống phân phối trung áp về chế độ mạng vòng, chế độ kết hợp, điều kiện vận hành, bảo vệ an toàn, vận chuyển và lắp đặt. Bằng cách sử dụng các thanh cái mở rộng để kết nối thiết bị đóng cắt, có thể đạt được cấu hình mô-đun đầy đủ để đáp ứng các sơ đồ phân phối tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn khác nhau trong mạng lưới phân phối.

◆  Do sử dụng hexafluoride có đặc tính cách nhiệt tuyệt vời nên Khí đóng vai trò là chất cách điện và môi trường dập tắt hồ quang. Vì vậy, nó có thể giảm kích thước của tủ công tắc và làm cho nó nhỏ gọn hơn, đạt được thao tác gõ phím nhỏ.

◆  Độ tin cậy và an toàn cao: Phần dẫn điện của mạch chính được bọc kín trong khí SF6, dây dẫn điện cao thế được bọc kín và không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của điều kiện môi trường bên ngoài, cho phép thiết bị hoạt động an toàn trong thời gian dài, với độ tin cậy cao và không có nguy cơ bị điện giật hoặc cháy nổ.

◆  Thiết kế mô-đun độc lập, hộp khí là một tấm nhôm có độ chính xác cao có thể lắp đặt và tháo rời, đồng thời công tắc cách ly sử dụng hộp số tuyến tính ba trạm. Để giảm bớt sự lộn xộn của các rơle và mạch điều khiển, một mô-đun điều khiển với gần 100 điểm PLC được thiết kế để đạt được các công tắc nối đất và cách ly đều được vận hành bằng điện từ xa. Thiết kế mô-đun của công tắc cơ chế sử dụng các khớp nối hợp nhất hoa mận để kết nối các điểm đóng và mở, giúp loại bỏ

khả năng hoạt động sai của công tắc cách ly quay ban đầu và công tắc nối đất và thay đổi tiếp điểm của công tắc cách ly quay ban đầu. Để giải quyết vấn đề điện trở không ổn định và quá mức, một nắp cân bằng điện áp được che chắn được lắp đặt bên ngoài mỗi tiếp điểm để giải quyết hoàn toàn vấn đề phóng điện một phần trong quá trình sản xuất điểm dừng công tắc.

◆  Ứng dụng và bố trí thuận tiện cho thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí. Là một đơn vị độc lập, nó có thể đáp ứng nhiều nhu cầu chính khác nhau thông qua sự kết hợp. Yêu cầu nối dây. Được phân phối đến địa điểm theo đơn vị, nó có thể rút ngắn thời gian lắp đặt tại chỗ và cải thiện độ tin cậy.

Những tiến bộ trong công nghệ đã làm cho các thiết bị GIS có giá cả phải chăng hơn và thân thiện với người dùng hơn, với thiết kế đẹp mắt cho phép tích hợp, kiểm tra và bảo trì dễ dàng. Cấu trúc hợp lý và vật liệu bền khiến chúng trở nên lý tưởng để triển khai trong môi trường có không gian hạn chế đòi hỏi mức độ tin cậy, bảo mật và chức năng cao.