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近日，由南方電網公司牽頭，南網科研院、南網超高壓公司、中國電氣裝備集團所屬西開電氣公司、西安交通大學等單位共同研發的第1臺±550千伏直流GIS(氣體絕緣全封閉組合電器)在金中直流±500千伏桂中換流站成功投運。這是該裝備在世界上的第1次實現工程應用，標志著全國產±550千伏直流GIS先進入實用化階段，補全了我國在高壓直流封閉式開關設備領域的技術空白。
直流GIS是海上風電平臺與陸上換流站集約化建設的關鍵電氣設備，與敞開式直流開關設備相比，可減小直流場空間70%—90%，減小海上平臺尺寸10%，大幅降低深遠海風電開發建設及運維成本。
在此背景下，南方電網公司立項“±550千伏直流GIS關鍵技術、裝備研發及工程應用"項目，入選國家能源局“十四五"能源領域科技創新規劃實施監測依托項目。牽頭組建產學研用創新技術團隊，歷經5年持續攻關，編制5項IEC、國家和行業標準，并以此為基礎研發了國內第1臺±550千伏直流GIS樣機，其核心參數均高于國外產品，行業鑒定為先進，標志著我國已具備超高壓直流封閉式開關設備“仿真—設計—制造—試驗—工程驗證"全鏈條自主研發能力。
一、用途及型號說明（LYLH-12Y-54新型電力設備“六氟化硫氣體回收裝置"可靠解決了測試者的各種需求）
SF6氣體作為一種絕緣氣體，具有無毒、不可燃，以及良好的絕緣特性，其絕緣強度大大高于傳統的絕緣氣體，并具有良好的滅弧性，因此廣泛應用于SF6電器。由于SF6氣體價格昂貴，且在電弧、電火花和電暈放電的作用下，會分解產生有毒成份。因此SF6電器設備應用時需要將SF6氣體回收。本裝置就是為了制造和維修SF6電器設備時，回收和充加SF6氣體的一種專用設備。
二、主要技術參數（LYLH-12Y-54新型電力設備“六氟化硫氣體回收裝置"可靠解決了測試者的各種需求）
1、回收
回收初壓力≤0.8MPa
回收終壓力≤5KPa
回收時間：對初壓力0.8MPa的1 m3 SF6氣體容積，回收至終壓力5KPa，回收時間小于2小時。
2、充氣
對初壓力為133Pa的1 m3 SF6氣體容積充至0.8MPa，充氣時間小于0.8小時。
3、抽真空
裝置極限真空度小于等于10 Pa
對初壓力為0.1MPa的1 m3 SF6氣體容積抽真空至133Pa所需時間小于1.0小時。
4、貯存
貯存容器容積0.15m3
名義液態貯存量200kg
*高貯存壓力3.8 MPa
5、凈化
對含水量1000PPM（體積比）以下的SF6氣體，經本裝置一次回收凈化后，水份小于60PPM（重量比），油份小于10PPM（重量比）
6、年泄漏率≤1%名義儲存量
7、噪聲≤75dB(A)聲壓級
8、工作環境溫度 -10°—40℃
9、功率≤8KW
10、電源：交流三相五線制 50HZ 380V±10%
11、重量約800kg
12、外形尺寸（長×寬×高）：1900×1100×1600
三、工作原理和結構特征（LYLH-12Y-54新型電力設備“六氟化硫氣體回收裝置"可靠解決了測試者的各種需求）
LYLH-12Y-54 型SF6氣體回收充放裝置具有回收、充放、凈化、抽真空、貯存、灌瓶等綜合性功能，系統比較*，參見附錄一系統圖。各功能的串聯或切換主要通過操作集中于面板一側的電控箱和球閥來完成。
回收裝置的基本工作原理是采用冷凍液化法。在回收時，利用壓縮機的抽吸性和壓縮性把SF6電器設備內一定壓力的SF6氣體吸入壓縮機，并壓縮至某一較高的壓力。同時利用R22制冷劑的低蒸發溫度特性，將較高溫度的SF6氣體冷卻至冷凝溫度進行液化、貯存。這樣連續抽吸至SF6壓縮機串聯運行，直至達到回收終壓力。
在充放時，首先利用本裝置的真空泵對SF6電器設備（或鋼瓶）和連接管路進行抽真空，然后直接利用壓差或利用壓縮機的抽吸性并造成一定的壓差將裝置貯存容器內的SF6充入SF6電器設備，直至達到所需的工作壓力。在需灌瓶時則同時利用如前所述的R22制冷劑的特性，將液化的SF6直接灌入鋼瓶。
凈化功能是在完成上述回收、充放功能時同步完成的。
系統中設置了三只油分離器，分別安裝在真空泵出口一只及壓縮機的出口二只，以有效去除SF6氣體所帶的油份。
系統回路中設置了干燥過濾器，以保證進入貯存容器的SF6的純度并有效去除水份。過濾器帶有加熱再生裝置，可在抽真空下加熱再生，分子篩從而能反復使用。
系統中設有可靠的安全保護裝置，高壓壓力控制器安裝在SF6壓縮機排氣口，一旦排氣壓力超過限定值它會自動停止壓縮機的工作，待壓力下降后再重新啟動壓縮機；安全閥安裝在貯存容器上一旦超壓安全閥自動打開排放氣體，壓力下降后自動關閉。
另外，系統中還設置了監視儀表和控制儀表共七只，其中真空計一只，安裝在裝置回收進氣口，并在真空計前裝置了DN8閥門，需要觀察時打開即可；壓力表六只，分別安裝在回收進氣口、SF6壓縮機排氣口、冷凍壓縮機吸排氣口和貯存容器上；冷凍系統上設置了一只溫度計，利用溫包感應SF6液體溫度。
系統中真空泵的進口處裝有電磁真空帶充氣閥，并與真空泵接在同一個電源上，當泵停止工作時，閥能自動將真空系統封閉，并將大氣通過泵的進口充入泵腔，從而避免泵油逆流污染真空系統。
系統中的冷凍系統由高低壓壓力控制器整定冷凍壓縮機的進出口壓力。一旦超出限值范圍將自行切斷冷凍壓縮機的工作，低壓斷開時待壓力回升或高壓斷開時，待壓力回落后，再重新啟動壓縮機。
總體結構，該裝置采用手推移動式，可適應室內外正常環境條件下使用。本裝置系統比較復雜，由真空泵、SF6壓縮機、冷凍系統、貯存容器、管路、各種閥門、儀表及其他附件組成。
電控箱、操作閥門和監視儀表全部集中于一側面板且有流程指示，因而使用時方便明了。
四、開機前的工作（LYLH-12Y-54新型電力設備“六氟化硫氣體回收裝置"可靠解決了測試者的各種需求）
1、注意要點
開機前請注意如下幾點：
管路連接要保證連接處的密封性。
由于本裝置出廠時已抽真空，但建議開機時先對本裝置抽真空，方法見第五節有關內容。在開機使用后，一般應在貯存容器和管路內留少量SF6氣體，否則開機時建議重新抽真空。
2、管路連接
用戶在使用前，首先應將隨機發送的橡膠軟管根據功能的需要連接好，為盡可能減小管路損失，管路應盡量短。
回收：電器設備——橡膠軟管——回收進氣口
充放：電器設備——橡膠軟管——充放出氣（液）口
電器設備SF6回收灌瓶需二根軟管：
電器設備——橡膠軟管——回收進氣口
鋼瓶——橡膠軟管——充放出氣（液）口
貯存容器內SF6灌瓶：
鋼瓶——橡膠軟管——充放出氣（液）口
設備除了回收進氣口、充放出氣（液）口之外，還有一個排放大氣口，它的接口用戶可根據需要決定是否配接管路。
3、油位檢查
回收裝置中壓縮機采用N46（25#）冷凍機油作為潤滑劑，真空泵采用高速真空泵油作為潤滑劑，開機前應先檢查油位。如果油位太低或太高，應加油或放油至油標視鏡中心位置，在運行中也應注意定期檢查實際油位線，不應低于中心線太多。N46號冷凍機油，原則上使用期一年，到期需調換機油，用油量見第2節有關內容，換油方法見第六節有關內容。
4、冷凍系統檢查
冷凍系統采用R22為制冷劑，壓縮機為全封閉活塞式壓縮機，需要時則添加制冷劑。開機前還應檢查線路有無損傷，接頭有否松動，風機是否正常等等。
5、電源連接
本裝置的供電電源為三相交流50HZ 380V±10%，總功率≤8KW。裝置的電器控制元件全部集中在電控箱內，電器線路圖可參見附錄五電器原理圖、附錄六電控箱元件布置圖。因按鈕、開關及指示燈安裝在電控箱的門上，故在正常工作狀態下電控箱不用打開，見附錄七電控箱操作面板圖，只須將放在回收裝置貯存容器邊上的動力電纜線插頭與適當的電源連接。在本節上述幾項開機前的工作均已完成的情況下方可開啟電控箱電源開關，進入工作狀態，此時需按第五節的說明進行操作。
電器線路中設有斷相與相序保護繼電器，可手動調正電源相序。電控箱上方設有積時儀，無論是真空泵或SF6壓縮機或泵機同時開，它均會自動記時。
五、操作說明及注意事項（LYLH-12Y-54新型電力設備“六氟化硫氣體回收裝置"可靠解決了測試者的各種需求）
進入工作狀態的操作應是在完成第四節有關內容的工作后才能進行。
本裝置具有抽真空、回收貯存、充放、灌瓶、凈化干燥五個基本功能及相應的組合功能，下面按各功能分別說明其操作，參見附錄四操作面板流程圖，操作時應注意按先后順序進行。
閥門在下述開機時均假設處于關閉狀態。
1、抽真空
指將裝置或系統從一個大氣壓抽至本裝置極限真空度或認定的真空度。
注意點：
開真空泵抽真空之前，根據需要決定是否連接管路排放至室外。
開真空泵抽真空之前，必須保證被抽裝置或系統壓力為零表壓或以下。
凡需要觀察真空度時，打開V10閥門，觀察完畢后隨時關閉V10閥門。
真空保持狀態下請不要啟動SF6壓縮機。
當開機使用或裝置處于通大氣狀態時應先對裝置本身抽真空，操作方法見下表①
當需要回收時，應先對連接管路抽真空（與軟管連接的電器設備出口處閥門此時應關閉），操作方法見下表②
當需灌瓶時，操作方法同上，見下表③
抽真空 | 開機 | 停機 |
①裝置本身 | 開真空泵、V8、V2、V3、V5。V 6。V9 | 關V8、真空泵、 V2、V3、V5。V 6。V9 |
②回收管路 | 開真空泵、V8、 V1 | 關V8、真空泵、V1 |
③電器設備 充放管路 鋼瓶 | 開真空泵、V8、 V4 | 關V8、真空泵、V4 |
2、回收貯存
指將電器設備中SF6氣體回收至裝置貯存容器內貯存，一般從回收初壓力回收至本裝置回收終壓力或認定的回收終壓力。
管路連接后，首先應確定是否需對裝置或管路抽真空，判斷和操作方法見本節1，抽真空有關內容。
根據回收當時環境溫度和回收氣體量多少提前半至一小時啟動冷凍壓縮機，直至回收結束。
回收初始，回收初壓力較高時，開V1、半開V2 、V3、SF6壓縮機。
開機后應注意觀察SF6壓縮機的排氣壓力表，壓力指示值應小于2.0MPa，壓縮機出口端接點壓力控制器，若指示值達到限定值2.0MPa，壓力控制器能自動切斷壓縮機的運行，待壓力下降并穩定后，重新啟動壓縮機。所以當排氣壓力上升過快時，可適當調節壓縮機進氣口V2閥門開啟的大小來控制。
回收過程中應通過視鏡玻璃注意觀察貯存容器內液面情況，*高液位不可超過視鏡2/3處。如需儲存至下方大儲罐則開啟閥門V6 ,待冷凍罐液態六氟化硫*進入大儲罐及時關閉V6 。
反復回收達到回收終壓力或預定值時，回收工作結束。
關冷凍壓縮機，關 V3、SF6壓縮機、V2、V1。
3、充放
指將貯存于裝置貯存容器內的SF6充至電器設備直至達到所需的工作壓力。
管路連接后首先應確定是否需對電器設備及管路抽真空，判斷和操作方法見本節1抽真空有關內容。
當貯存容器壓力較高時，開V6 V7，直接向電器設備充氣，可觀察儲罐壓力表值。
當貯存容器壓力降低后，無法直接向電器設備充氣，在V1處外接氣源通過V1、V4直接向電器設備充氣；或外接氣源壓力較低時也利用壓縮機將外接氣源的SF6充至電器設備內，這時關V4，開V1、V2、V3、SF6壓縮機、V7，直至達到所需的工作壓力。
停機應將系統內的SF6用壓縮機收至貯存容器內，直至吸氣口壓力為零表壓，關SF6壓縮機及有關閥門。
4、灌瓶
灌瓶是指直接將電器設備內的SF6回收充入鋼瓶。
管路連接后，首先應確定是否需抽真空，回收管路和鋼瓶連接管路可一起抽。
提前開冷凍壓縮機。
開V1、V2、SF6壓縮機、V3、V7、鋼瓶閥門,進行罐瓶。
灌瓶過程中，注意SF6壓縮機排氣壓力，若接近1.9MPa，應進行切換操作，以放出鋼瓶上部高壓氣體，使其進入低壓的容器內。
切換操作：關V1、V7、迅速半開 V4，約1~2分鐘，操作者自行掌握。恢復充液時關V4，開V1并迅速開V7，可反復切換，直至鋼瓶充滿。
鋼瓶充滿后，關V1、V7、鋼瓶閥門。利用壓縮機將管路內存有液體抽盡，直至回收初壓力表達到零表壓。關SF6壓縮機、冷卻器、冷凍壓縮機及有關閥門。
注：罐瓶指貯液罐內已有一定量的SF6液體，可隨時觀察液位指示。
5、凈化、干燥
指裝置在不降低原氣體的純度情況下，對SF6氣體中所含有的固體雜質、油份、水份加以去除，從而保證進入電器設備的SF6氣體的純度。一般的凈化干燥隨回收貯存和充放過程 同步完成，自循環凈化方法如下：
貯液罐內SF6自循環時，開冷凍壓縮機、V6、V5、SF6壓縮機、V3。若SF6壓縮機排氣壓力太高可調節V5閥門開啟大小，以便氣體正常循環。
自循環結束時，關V6、V5、SF6壓縮機、V3、冷凍壓縮機等。
由南方電網公司牽頭，南方電網科學研究院、南方電網超高壓公司、中國電氣裝備集團所屬西開電氣公司、西安交通大學等單位共同研發的第1臺±550千伏直流GIS在金中直流±500千伏桂中換流站成功投運，這也是該裝備第1次工程應用，標志著全國產±550千伏直流GIS已先進入實用化階段，補全了我國在高壓直流封閉式開關設備領域的技術空白。
直流GIS是海上風電平臺與陸上換流站集約化建設的關鍵電氣設備，與敞開式直流開關設備相比，可減小直流場空間70%~90%，減小海上平臺尺寸10%，大幅降低深遠海風電開發建設及運維成本。
在此背景下，南方電網公司立項“±550千伏直流GIS關鍵技術、裝備研發及工程應用"項目，入選國家能源局“十四五"能源領域科技創新規劃實施監測依托項目。牽頭組建產學研用創新技術團隊，歷經五年持續攻關，突破±550千伏直流電壓下絕緣失效機理，開發直流絕緣材料專用配方體系，建立直流GIS結構設計準則，提出長期帶電試驗技術，制定5項IEC、國家和行業標準，研發出國內第1臺±550千伏直流GIS樣機，核心參數均高于國外產品，行業鑒定認為整體技術達到先進水平。
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