GISとは何ですか？ガス断熱スイッチギア対AIのガイド

GISとは何ですか？

 

そのフルネームはガス絶縁されたスイッチギアです。ここで断熱されているガスは、硫黄ヘキサフルオリド（SF6）を指します。スイッチギアは、サーキットブレーカー、切断装置、接地スイッチ、変圧器、稲妻、防止装置、バスバー、コネクタ、発信ターミナルの組み合わせの略語です。これらのデバイスまたはコンポーネントはすべて金属製の接地ケーシングに囲まれており、特定の圧力でSF6絶縁ガスで満たされているため、SF6完全に囲まれた組み合わせとも呼ばれます。したがって、GISは、電気配線の接続方法に従って高-電圧コンポーネントを電気システム内の電圧コンポーネントを組み合わせ、SF6の金属シェルに優れた断熱とアークの消滅能力で一緒に取り付けて、閉じた高-電圧スイッチギアを形成します。

SF6の特性

SF6は、フランスで生まれた人工的に合成された不活性ガスです。純粋なSF6ガスは無色です、

味がなく、無臭、非-可燃性があり、室温で安定した化学的特性を持っています。不活性ガスです。ガス密度は、空気の5.1倍です。

SF6ガスは、0.29 MPaの圧力でのトランスオイルのガスと同等の誘電率があり、そのアーク消滅能力は空気の100倍です。現在、最も広く使用されている電気断熱ガスです。

AISとGISの比較

空気絶縁されたスイッチギア	ガス絶縁されたスイッチギア

1。床面積

コンパクトな構造を備えた完全に密閉された金属パッケージであるGISは、220kV GISでAISの床スペースの10％しか占めません。500kVGIでAISの床スペースの5％しか占めていません。これが、土地の需要が高い場所でGISが最初の選択肢である理由であり、土地の利用可能性は非常にLO、W、または土地価格が非常に高いです。もちろん、それは土地がGISを選択する唯一の基準であるという意味ではありません。他にも多くの要因があり、これはそのうちの1つにすぎません。

2。高度

高度と誘電率の関係： 高度が増加すると、大気圧は大幅に低下し、空気密度が低下します。空気は「薄い」になります。空気の誘電強度（電気的故障に抵抗し、アークを防ぐ能力）は、その密度に直接依存します。密度が低い（高高度）の空気は、分子間隔が大きく、分子自由経路が長くなっています。これにより、電子が電界に加速し、他の分子を衝突およびイオン化するのに十分なエネルギーを獲得し、電気分解を引き起こしやすくなります（ARC生成）。したがって、同じ電圧では、高高度での空気の断熱性能は、低高度または海面での空気よりも大幅に低くなります。 スイッチギアがより高い高度に設置されると、アークなしで耐えることができる最大電圧が減少するため、安全に動作できる最大電圧も減少します。これが、従来の空気-絶縁されたスイッチギアの場合、1000メートル以上に設置する必要がある場合、より高い誘電率のある機器が必要です。 GISはSF6ガスによって保護されているため、その設置は高度の影響を受けません。

3。安全

安全性の観点から、すべての高-電圧コンポーネントは、接地された完全に密閉された金属ケーシングに密閉されています。ケーシングは自然な電磁シールド（ファラデーケージ効果）を形成し、機器がエネルギーを与えられたときにケーシングに直接触れたとしても、電気ショックは発生せず、固有の安全保護を達成します。 AISは開いた構造を採用し、高-電圧導体が直接空気にさらされます。誤って操作または近づいている場合、人員は安全な距離（通常は数メートルを超える）を厳密に維持する必要があります。誤ってエネルギー化された機器に触れるという固有のリスクがあり、保護のために物理的な分離障壁と操作仕様を依存する必要があります。 しかし、これはAISが安全性が低いか、まったく安全でないことを意味するものではありません。実際、世界中の変電所の70％はAISテクノロジーで構成されています。絶縁体の定期的なクリーニング、鳥の保護装置の設置、および-アイシング機器も安全な動作を維持できます。

4。分配拡張

変電所を設計するとき、エンジニアは通常、将来の負荷成長のニーズを満たすために土地エリアを予約します。 Air -絶縁変電所（AIS）では、この拡張は通常、比較的簡単で柔軟です。 AIS機器（回路ブレーカー、切断器、変圧器、バスバーなど）は-タイプのインストールを開いているため、主に空気の断熱と物理的な間隔に依存しています。通常、新しいベイまたは拡張バスバーを追加するには、通常、予約スペースに新しい標準化された機器ユニットを設置し、十分な電気距離を確保する必要があります。新しく追加された機器の特定のモデルまたはメーカーへの依存度は低くなります。さまざまなブランドまたはモデルの機器（パラメーター要件を満たしている限り）は、通常、既存のステーションに簡単に統合したり、並行して実行したりできます。

ただし、ガス-絶縁変電所（GIS）の場合、拡張ははるかに複雑で、特定のメーカーに大きく依存しています。これは、GISが高-電圧コンポーネントを高度に統合し、断熱ガス（SF6など）で満たされたモジュラー金属ハウジングに密封するためです。通常、拡張は、新しい完全に一致するガス-シールされたスペーサーモジュールを追加する必要があることを意味します。これらのモジュールは、サイズ、インターフェイス（機械的および電気）、ガスシステム、内部コネクタ（接点のプラグ-など）、ハウジング設計、監視および制御システムの点で、既存の機器と厳密に互換性がある必要があります。この互換性の要件により、同じメーカーの特定のモデルモジュール、または拡張のための元の機器と同じシリーズおよび設計時代を使用して、気密性、断熱性、機械的マッチング、システム統合の成功を確保することがほとんど必要になります。したがって、GISの拡張計画は、初期機器の選択と、製造元の長い-用語サポートに大きく依存しています。

5。環境保護

環境保護に関しては、AISとGISには独自の利点と短所があります。 AISは空気断熱材を使用しており、温室効果ガスの排出は含まれません。 GISで使用されているSF₆ガスと比較して、特に温室効果の制御において、環境への影響は少なくなります。同時に、AISの構造は比較的単純であるため、廃止されたときに分解してリサイクルしやすくなり、生態学的な負担が軽くなります。ただし、GISは建設と運用中に環境に優しいです。それは小さなエリアを占有し、都市などの土地-制約されたエリアに適しています。建設期間が短く、ほこりが少なくなります。閉じた構造は、動作騒音を効果的に減らし、周囲の環境への干渉が少なくなります。したがって、全体として、AISは温室効果ガスの排出を削減する際により環境に優しいものですが、GISは土地の節約、騒音削減、建設への影響においてより良いパフォーマンスを発揮します。新しい環境に優しいガス技術の開発により、GISの環境パフォーマンスは将来改善され続けると予想されます。

6。コスト

AIS機器の調達コストは、GISのそれの約30％- 50％であり、これはコア価格の優位性を構成します。土地コストの圧力は顕著です。露出した導体のために十分な電気安全距離を予約する必要があり、その結果、広い面積になります。都市部や価値の高い区画では、土地の取得コストは機器の投資を超える可能性があります。次の表は、初期投資、運用、メンテナンスコスト、およびAISとGISのライフサイクル全体のコストの比較です。