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气体绝缘组合设备(GIS)是变电站中非常重要的一种设备,如何能够根据智能变电站工程现场的实际情况,快速诊断GIS设备的实际运行工况,识别GIS设备潜在的风险,是我国国家电网公司现阶段所研究的重点课题。首先,论文对GIS设备的基本内部结构主要功能进行了介绍,之后分析了GIS设备内部主要故障,将GIS设备内部故障主要分为放电故障(火花放电、局部电晕放电、电弧放电)与热故障,进一步讨论了在放电故障与热故障的作用下,GIS设备内部的劣化机制,尤其是内部所充六氟化硫气体的分解及其他化学反应,为GIS设备状态监测与故障诊断奠定基础。其次,论文结合工程现场的实际需求,基于科学性原则、可测量性原则及全面覆盖性原则,建立了包含有毒气体指标、电气指标、绝缘物劣化指标和机械特性指标等在内的GIS设备工况状态评估体系,并对不同指标进一步细化:将有毒气体指标进一步细化为四氟化硫、一氧化碳、二氟化硫、一氧化氮、氢氟酸、亚硫酸、五氟化硫等七项指标;将电气指标进一步细化为母线电压与GIS设备的核定负载两项指标;将绝缘物劣化指标进一步细化为水汽含量指标、呋喃含量指标以及绝缘介质劣化指标等三项指标;将成套GIS设备机械特性指标进一步细化为断路器合闸与分闸时间、断路器开合闸同步时间以及断路器的年均开断次数等四项指标,为研究GIS成套设备的状态评估提供依据。然后,论文建立了基于模糊层次分析法的GIS设备状态评估模型,利用在线监测数据,结合状态评估因子与例检获取的机械特性数据,最终实现对成套GIS装备的状态评分。由于每个状态评价的主要元素含不止一个分项因子,并且在不同的运行工况下,每个因子对成套GIS装备影响也不尽相同。因此,对每个评估因子赋权,从而对GIS工况进行评价。首先将成套GIS设备的所有工况分为正常、注意、异常、严重等不同类型。之后将不同元素因子首先进行均权后确定了不同二级指标的初始权重,之后根据实际情况建立了基于模糊理论的权重调整策略模型,最后利用灰色关联方法确定在不同工况下不同指标的最终权重,从而求解了成套GIS设备的量化评估问题,为对GIS设备的状态检修提供了依据。最后,基于本文所研究方法对福建省泉州市A、B、C、D等四个不同的智能变电站内部的相同型号的220kV成套GIS设备(ZF34-220(L)/Y4000-50)以运行及故障数据为基础,进行了运行工况的综合分析和评价,从不同角度验证了论文的科学性与工程实用性。