آزمون میدانی تجهیزات کلیدزنی گازی با ولتاژ بالا (GIS) بر اساس IEEE C37.122
آزمون‌های میدانی تجهیزات عایق‌شده گازی با ولتاژ بالا (GIS) بر اساس IEEE C37.122
montage نهایی زیرстанیون عایق‌شده گازی (GIS) در میدان انجام می‌شود. اینجا است که تمامی اجزای مختلف سازنده GIS برای اولین بار با هم ترکیب می‌شوند. حتی اگر ممکن بود GIS به طور کامل در کارخانه مونتاژ شود، همچنان باید برای حمل و نقل جدا شود، منتقل شود و سپس در محل نصب دوباره مونتاژ شود.
هدف آزمون‌های میدانی این است که عملکرد رضایت‌بخش همه اجزای GIS از نظر الکتریکی و مکانیکی پس از مونتاژ در محل کار تأیید شود. این آزمون‌ها روشی برای نشان دادن این امر فراهم می‌کنند که تجهیزات GIS به درستی مونتاژ و سیم‌کشی شده‌اند و به صورت مورد انتظار عمل خواهند کرد.
آزمون‌های مکانیکی: نشت گاز و کیفیت گاز (رطوبت، خالصی و چگالی)
آزمون نشت گاز: تمامی قسمت‌های گازی GIS باید با گاز سولفور هگزافلورید (SF6) یا ترکیب گاز مورد نیاز تا فشار پرکردن نامدار توسط سازنده پر شوند. سپس آزمونی برای تشخیص نشت گاز انجام می‌شود. ابتدا یک بازرسی انجام می‌شود تا تمامی نقاط احتمالی نشت گاز شناسایی شده و انطباق با حداقل نرخ نشت گاز مشخص شود. این آزمون نشت گاز باید شامل تمامی فلنج‌های پوشش، جوش‌های پوشش، و همچنین تمامی دستگاه‌های نظارت بر گاز، شیرهای گاز و لوله‌های اتصال گازی که در محل کار مونتاژ شده‌اند باشد.
اندازه‌گیری محتوای رطوبت: محتوای رطوبت گاز باید قبل از تغذیه GIS اندازه‌گیری شود. برای به دست آوردن اندازه‌گیری قابل اعتماد، محتوای رطوبت باید پس از گذشت مدت زمانی پس از پرکردن، مطابق با توصیه سازنده اندازه‌گیری شود. محتوای رطوبت نباید بیش از حد مجاز توسط سازنده یا مقدار توافق شده بین سازنده و کاربر، هر کدام که کمتر است، باشد.
تأیید خالصی گاز: قبل از تغذیه، خالصی گاز، به صورت درصد SF6، باید تأیید شود. خالصی گاز باید مطابق با الزامات مشخص شده توسط سازنده باشد.
اندازه‌گیری چگالی گاز: چگالی گاز باید اندازه‌گیری شده و تأیید شود که مطابق با الزامات پرکردن نامدار توسط سازنده است.
2. آزمون‌های الکتریکی: مقاومت تماس
مدارهای اصلی هدایت جریان: اندازه‌گیری مقاومت تماس مدارهای اصلی هدایت جریان برای هر اتصال بوس، برشکن، قطعکن، زمینکن، بوشینگ و اتصال کابل قدرت مورد نیاز است. این اندازه‌گیری‌ها برای نشان دادن و تأیید اینکه مقادیر مقاومت در محدوده مشخص شده قرار دارند، استفاده می‌شوند.
اتصالات پیوند GIS(برای بوس فاز جدا): در مواردی که از بوس (فاز واحد) جدا استفاده می‌شود، اندازه‌گیری مقاومت تماس نیز باید روی اتصالات پیوند GIS انجام شود. اندازه‌گیری مقاومت نباید بیش از حداکثر مقدار مجاز بر اساس IEEE Std C37.100.1 باشد.
3. آزمون‌های الکتریکی: آزمون تحمل ولتاژ متناوب با فرکانس پایین
عایق‌های گازی و جامد (دی‌الکتریک) در داخل زیرستانیون عایق‌شده گازی (GIS) باید تحت تأثیر ولتاژ شرایط‌دهی با فرکانس پایین قرار گیرند. فرکانس این ولتاژ شرایط‌دهی بین 30 Hz تا 200 Hz متغیر است و به سطوح ولتاژ و مدت زمان مشخص شده توسط سازنده اعمال می‌شود. پس از اعمال ولتاژ شرایط‌دهی، آزمون تحمل ولتاژ متناوب با فرکانس پایین (30 Hz تا 200 Hz) به مدت یک دقیقه انجام می‌شود.
این آزمون تحمل ولتاژ متناوب با فرکانس پایین به مدت یک دقیقه در 80٪ از ولتاژ تحمل متناوب با فرکانس پایین که در کارخانه سازنده آزمایش شده است، انجام می‌شود. هدف این آزمون‌های ولتاژ بالا تأیید چند جنبه است. اولاً، تأیید می‌کند که اجزای زیرستانیون عایق‌شده گازی بدون آسیب از فرآیند حمل و نقل عبور کرده‌اند. ثانیاً، تأیید می‌کند که تمامی اجزا به درستی مونتاژ شده‌اند. ثالثاً، تأیید می‌کند که هیچ مواد خارجی یا غیرضروری در داخل پوشش‌ها در طول فرآیند مونتاژ باقی نمانده است. در نهایت، این آزمون‌ها تأیید می‌کنند که GIS قادر به تحمل ولتاژ آزمون است و بنابراین تمامیت و عملکرد آن تأیید می‌شود.
4. آزمون‌های الکتریکی: الزامات و شرایط تحمل ولتاژ متناوب
آزمون‌های تحمل ولتاژ باید بین هر فاز تغذیه شده و پوشش زمین شده انجام شود. برای پوشش‌هایی که هر سه فاز را در خود جای داده‌اند، هر فاز باید به طور جداگانه آزمون شود، با پوشش و دو فاز دیگر زمین شده. قبل از شروع آزمون‌های تحمل ولتاژ، تمامی ترانسفورماتورهای قدرت، محدودکننده‌های امواج، فاصله‌های محافظ، کابل‌های قدرت، خطوط انتقال هوایی و ترانسفورماتورهای ولتاژ باید جدا شوند. ترانسفورماتورهای ولتاژ می‌توانند تا ولتاژ اشباع ترانسفورماتور در فرکانس آزمون آزمون شوند.
5. آزمون‌های الکتریکی: الزامات و شرایط تحمل ولتاژ متناوب با فرکانس پایین
آزمون‌های تحمل ولتاژ باید بین هر فاز تغذیه شده و پوشش زمین شده انجام شود. در پوشش‌هایی که هر سه فاز را در خود جای داده‌اند، هر فاز باید به ترتیب یکی یکی آزمون شود، در حالی که پوشش و دو فاز دیگر زمین شده‌اند. عایق بین هر جفت مسیر فازی نیازی به آزمون‌های تحمل ولتاژ میدانی اضافی ندارد.
قبل از شروع آزمون‌های تحمل ولتاژ، تمامی ترانسفورماتورهای قدرت، محدودکننده‌های امواج، فاصله‌های محافظ، کابل‌های قدرت و خطوط انتقال هوایی باید جدا شوند. ترانسفورماتورهای ولتاژ باید تا ولتاژ اشباع آنها در فرکانس آزمون آزمون شوند.
تجزیه بخش‌های GIS می‌تواند مزیت اضافی آزمون فاصله باز برخی قطعکن‌ها در میدان را ارائه دهد، اگرچه چنین آزمون میدانی اجباری نیست. علاوه بر این، ممکن است نیاز باشد که بخش‌های GIS را برای تسهیل محلی کردن تخلیه مختل‌کننده یا محدود کردن انرژی ممکن آزاد شده در طول تخلیه مختل‌کننده جدا کنیم.
اندازه‌گیری تخلیه جزئی می‌تواند برای تشخیص هر نوع ورود ذرات هدایت‌کننده یا آسیب به اجزای عایق‌شده ولتاژ بالا که ممکن است در طول آزمون‌های کارخانه، حمل و نقل یا نصب رخ داده باشد، انجام شود. تجهیزات عایق‌شده گازی باید به طور اساسی از تخلیه جزئی آزاد باشد. روش اندازه‌گیری تخلیه جزئی و تفسیر آن باید توسط سازنده ارائه شده و بین کاربر و سازنده توافق شود.
6. آزمون‌های الکتریکی: آزمون‌های تحمل ولتاژ مستقیم
آزمون تحمل ولتاژ مستقیم برای یک GIS کامل توصیه نمی‌شود. با این حال، ممکن است نیاز باشد که آزمون تحمل ولتاژ مستقیم روی کابل‌های قدرت متصل به یک GIS انجام شود. این ولتاژ‌های آزمون به طور حتم از سمت مقابل کابل نسبت به GIS اعمال می‌شوند، بنابراین یک بخش کوچک از GIS به ولتاژ مستقیم معرض می‌شود. توصیه می‌شود که بخش GIS مواجه با این ولتاژ مستقیم به حداقل ممکن برسد. قبل از انجام این آزمون‌ها، با سازنده مشورت شود.
7. آزمون‌های الکتریکی: آزمون‌های روی مدارهای کمکی
آزمون‌های دی‌الکتریک، پیوستگی و مقاومت باید روی تمامی سیم‌های کنترلی متصل شده در میدان انجام شود.
8. آزمون‌های عملکرد و عملیاتی مکانیکی و الکتریکی
پس از مونتاژ GIS در محل کار، جنبه‌های زیر باید تأیید شوند:
مقدار گشتاور تمامی پیچ‌ها و اتصالات مونتاژ شده در میدان باید بررسی شود تا تأیید شود که مطابق با الزامات مشخص شده است.
سیم‌کشی کنترلی باید تأیید شود که مطابق با نمودارهای سیم‌کشی و اتصال است.
عملکرد صحیح هر سیستم تعیین‌کننده الکتریکی، هیدرولیکی، مکانیکی، کلیدی یا ترکیبی باید در شرایط اجازه‌دهنده و مسدودکننده تأیید شود.
عملکرد صحیح کنترل‌ها، سیستم‌های نظارت و هشدار گاز، هیدرولیک و پنوماتیک، تجهیزات محافظ و تنظیم‌کننده، شمارنده‌های عملیاتی، از جمله گرمکن‌ها و چراغ‌ها باید تأیید شود.
هر نمایانگر مکانیکی و الکتریکی برای هر برشکن، قطعکن و زمینکن باید تأیید شود که به درستی موقعیت باز و بسته دستگاه را نشان می‌دهد.
مناطق گازی، شناسایی مناطق گازی، شیرهای گاز، موقعیت شیرهای گاز و لوله‌های اتصال باید تأیید شود که مطابق با نقشه‌های فیزیکی است.
پارامترهای عملیاتی مانند تراز تماس، حرکت تماس، سرعت، زمان باز شدن و بستن هر برشکن، قطعکن و زمینکن باید مطابق با الزامات مشخص شده تأیید شود.
عملکرد صحیح کمپرسورها، پمپ‌ها، تماس‌های کمکی و برنامه‌های ضد پمپ باید تأیید شود که مطابق با الزامات مشخص شده است.
برشکن‌ها باید در ولتاژ کنترلی حداقل و حداکثر آزمون شوند تا تأیید شود که به درستی عمل می‌کنند.
سیم‌کشی ثانویه باید تأیید شود که دارای مته‌های سیم صحیح، ضربه‌بندی صحیح، پیچ‌های ترمینال بلوک محکم، نشانه‌های سیم و کابل صحیح و سیم‌کشی مطابق با نقشه‌های سازنده است.
اتصال GIS به سیستم الکتریکی
پس از نصب کامل، سیم‌کشی و انجام موفقیت‌آمیز تمامی آزمون‌های میدانی، تجهیزات جدید آماده برای اتصال به سیستم الکتریکی موجود است. این فرآیند شامل مجموعه‌ای دیگر از آزمون‌ها برای تأیید عملکرد رله‌های محافظ، توانایی برشکن‌ها برای برش بر اساس دستور کنترلی دور، و روابط فاز صحیح با خطوط انتقال مختلف است. این مجموعه دوم آزمون‌ها مورد انتظار است که مشابه یا یکسان با آزمون‌های انجام شده بر روی زیرستانیون عایق‌شده هوایی (AIS) باشد.
منابع:
IEC 6227-1 (2011) تجهیزات کلیدزنی و کنترل ولتاژ بالا – بخش 1: مشخصات مشترک.
IEEE C37.122 (2010) استاندارد IEEE برای زیرستانیون‌های عایق‌شده گازی.
IEEE C37.122-1 (2013) راهنمای زیرستانیون‌های عایق‌شده گازی با ولتاژ بالاتر از 52 kV.
کتاب زیرستانیون‌های عایق‌شده گازی ویراسته شده توسط Hermann Koch.
https://www.omicronenergy.com
آزمون‌های ولتاژ بالا و اندازه‌گیری‌ها در طول چرخه عمر GIS - نویسندگان: U.Schichler, E. Kynast
آزمون‌های میدانی GIS - S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz.
