AIS设备和GIS设备的比较分析展望

李　强

（福建永福工程顾问有限公司）

AIS设备和GIS设备的比较分析展望

李强

（福建永福工程顾问有限公司）

现代经济发展中，企业的投资决策取决于工程项目是否具备研发价值。在现代国家电网建设中，如何发挥企业规模优势，提高能源的利用率，是当前相关研究人员需要解决的课题。据相关资料显示，我国电网公司早在2005年便开始组织编制关于100（60）～500kV的变电站通用设计，为实际工程中的可行性研究提供了依据。本文将通过相关案例对变电站中使用AIS设备和GIS设备进行分析比较，为相关变电站通用设计提供参考。

变电站；AIS；GIS；对比；分析

随着我国电网技术的新发展，电网公司已提出建设智能化电网的战略要求，为实现这一目的，需要我们对当前的技术进行分析比较，探讨智能化的发展方向。

1　电网设计工程简介

该工程为220kV新建变电站，目前尚处于可行性研究阶段。站址位于福建省，离县城25km，离乡镇2.5km。站址场地属山前冲洪积地貌，北侧为平整场地，南侧为林木山坡，整个场地平地东西向长、南北向窄。变电站除了座落在北侧的平整平地上，南侧还需座落在山上。该站址处于负荷的中心，属于非农业用地。

工程规模为：该电站远景规划装备3台180MVA的调压变压器，其中有两台为220kV/110kV/10kV的三绕组有载调压变压器，l台220kV/110kV双绕组有载调压变压器。全站的电力等级可以按照220kV/110kV/10kV三级电压配置；远景规划220kV出现6回；110kV出现10回；10kV出现12回。其中220kV和110kV均采用双母线接线，10kV采用单母线分段界限。变电站按最终规模进行规划，站区一次性征地并平整，站内分期建设，其中配电设备和装置型式的选择是变电站设计的重要部分[1]。

2　工程建设方案

该电站设计人员需要结合变电站的远近规模来设定电气的主接线，并进行整体的布置。通过对AIS设备和GIS设备中的占地面积和工程造价方面等进行设备选择和比较，为保证两个方案的可行性，需要结合工程的实际情况，对两者方案进行分析，以保证两者在建设规模中可以达到一致性，以消除相关差异条件，便于进行对比。

3　AIS设备和GIS设备的比较

3.1AIS设备和GIS设备基本优缺点介绍

（1）作为传统的敞开式配电设备的AIS，在我国的发展已经处于成熟期，并且具备一定的制造和运行经验。它主要以瓷套作为设备外壳，以实现绝缘的功效，一定程度上减少了投资的成本，其主要特点是：该设备布局十分清晰，利于相关人员对其进行日常的维护和检修；整体结构简单，构架形式简易；电气连接分明，利于操作等。但是由于其使用的占地面积比较广且外露组件较多，容易受天气因素的影响，进而不利于设备的安全运行。

（2）GIS属于可靠性能高，节约人力的开关设备，相比AIS的特点是占地面积较小，且全部组件均受密封，不会受到自然条件的影响，其操作也不会对自然环境造成破坏，但是由于对其的进行封闭需要耗费大量的金属母线，导致整体造价成本高[2]，另外GIS属于全封闭的设备，当出现故障时，不能通过外部直接观察来实现解除故障的目的，通常情况下，需要借助相关仪器进线处理。

3.2AIS设备和GIS设备技术条件比较

（1）AIS方案的三绕组变压器主要以220kV的主变进线为电缆进行，10kV的主变进线为母线桥进行；在GIS方案中的220kV、110kV的主进线均为母线桥进线。

（2）AIS方案使用的总体征地面积为38亩，GIS方案为35亩；在该面积内的围墙占用面积AIS方案为47760m2、GIS方案为40020m2，道路使用面积分别为4100m2和4520m2；总体建站总面积为25346m2和23345m2。

（3）两方案在费用上的区别为：建筑费用AIS方案耗费3320万元，GIS方案耗费3200万元，GIS比AIS在建筑费用中节省120万元；设备费用AIS耗资10940万元，GIS方案耗资13350万元，比AIS方案多消耗2410万元；安装费用AIS方案比GIS方案多消耗230万元；其他费用AIS方案比GIS方案多消耗760万元。整体静态投资对比GIS方案比AIS方案多耗费1300万元。

3.3AIS设备和GIS设备经济消耗指标分析

通过对上文中两种方案所消耗的资费进行对比分析，可以了解到：

（1）建筑费用：AIS方案高于GIS方案的原因为：①征地面积比较大，进而在对整体的土地改造中需要耗费更多的人力物力和财力，进而提高了成本造价；②为满足AIS设备的安置与安全，需要在建筑场地内增加更多的防护措施，例如避雷针塔需要独立建设两座；③在220kV的范围内AIS设置需要比GIS的设置多使用构支架和钢材。而在防火墙以及道路建设中采用GIS方案的费用比AIS方案要高出一部分。从建筑费用上分析，GIS方案比AIS方案合理。

（2）设备费用：因GIS设备是将多种设备集于一体的优化设计成的组合型电器，有利于节省土地占用面积，所以它的造价本身高于AIS设备，而在实际工程案例中可以看出，由于GIS方案的所有进线主线均采用母线桥进线，加之本身造价的费用，导致整体设备费用高出AIS方案约2410万元。

（3）安装费用：通过对两者设备的费用进行对比可以看出GIS设备因属于多种设备为一体的组合电器，进而整体消耗的费用较高，但是在安装的费用上却低于AIS设备，原因是GIS方案整体的布局比AIS方案布局紧凑，在对其相关线路使用量以及装置性材料等耗费方面低于AIS方案，进而整体的的安装耗费低于AIS方案中的费用。

（4）其他费用：结合实际的用地情况可以看出AIS方案的征地面积大于GIS方案的征地面约2亩，根据当地的土地征用费标准进行计算，在对征地面积付费方面AIS方案高于GIS方案约300万元，另外在建筑方面以及设备安装方面的费用较GIS增加，所以在实际的其他费用消耗中AIS方案高于GIS方案。

综合以上的对比可以了解到，在整体造价方面AIS方案比GIS方案节省约1300万元，但是在土地占用面积方面以及工作量方面，GIS方案比AIS方案较为占优势。

4　AIS设备和GIS设备的发展

GIS的发展主要在以下几个方面：

（1）断路器的发展：在实际的工程中使用GIS技术需要消耗大量的资金，而断路器的发展在降低GIS经济指标的同时，减少了端口的数量以实现整体结构的简单化，提高设备的可靠性。

（2）整体结构形式从分散式发展为复合式，使GIS设备较以前更为精小，也更节省了占地面积。

（3）将设备中的元件实现多元化功能，使设备的运行得以提高。

（4）使用铝合金铸造加工金属将GIS设备的绝缘效果更加完善，且整体体积实现了最小化。

（5）使用GIS智能监控技术将GIS设备进行在线实时监控，对于设备运行过程中可能会出现的问题及时发现并排除，减少维护人员的工作量。GIS设备的智能化在减少不必要的人工作业的情况下，为电网事业单位带来技术经济效益的提高[3]。

（6）发展前景：随着经济持续快速的发展，对电力的需求也越来越大，使不停电成为相关供电公司发展的首要目标，而GIS技术的创新为电力发展提供了帮助，GIS面向小型智能化、特高压大容量化发展的特点，使设备维护更加的方便的同时对土地占用的面积也相对较小，节省了一定的资金投入，并且有利益实现高等级的电压输送。

AIS的发展则延续之前的优良发展方向，将相关设备进行优系统化，以提高能源的利益效率，同时以优化操作工序为目标进行可行性的发展研究，以减少在设备安装中耗费的资金。对于Ⅲ级污秽区变电所的电气设备出现的绝缘闪络危险，需要设计专业的爬电比距产品，以实现加强该设备的安全性能，另外对于经常有污染物和导电污秽沉积的现象，需要进行定期的清理，有利于提高整体设备的运行，但是耗费的资金也相对较多。

5　结语

根据文中关于两种方案的对比可以看出在变电站设计中，AIS是以优化投资成本作为其显著特征，而GIS则以减小空间资源为特征。对于文章案例中的变电站的设计，结合福建地区的实际情况可以了解到该地区采取AIS设备方案比GIS设备方案更具备投资现实意义。为促进经济发展，将AIS设备与GIS设备进行智能化转型，有利于实现资源的合理运用。

[1]庞春，侯国柱，葛惠珠，等.HGIS在220kV变电站中的选型应用[J].内蒙古电力技术，2011，29（5）：87～90.

[2]裴喜庆.探讨GIS发展与前景[J].中国科技博览，2010，26（10）：125.

[3]宋国海.GIS安装调试技术研究[J].科技信息，2011，11（8）：12.

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2015-9-7