Korkean jännitteen kaasueroistettu kytkentälaite (GIS) kenttätestaus IEE-Business C37.122 mukaan

Korkean jännitteen kaasulaitteella varustettu kytkentälaite (GIS) kenttätestaus IEEE C37.122 -standardin mukaan

Kaasuvarustetun alijärjestelmän (GIS) lopullinen yhdistäminen tapahtuu kentässä. Tässä vaiheessa kaikki GIS:n komponentit yhdistetään ensimmäistä kertaa. Vaikka olisi mahdollista yhdistää GIS kokonaan tehtaassa, sen pitäisi silti purkaa kuljetusta varten, kuljettaa ja yhdistää uudelleen asennuspaikalla.
Kenttätestauksen tavoitteena on vahvistaa, että kaikki GIS-komponentit toimivat sähköisesti ja mekaanisesti hyväksyttävällä tavalla asennuksen jälkeen. Nämä testit tarjoavat keinon osoittaa, että GIS-laitteisto on yhdistetty ja johtoja on vedetty oikein ja se toimii odotetulla tavalla.

• Mekaaniset testit: Kaasun vuoto ja kaasun laatu (kosteus, puhtaus ja tiheys)

• Kaasuvuototesti: Kaikki GIS:n kaasukammiot on täytettävä kuusifluoridikaasuun (SF6) tai vaadittuun kaasuseokseen valmistajan määrittelemään täyttötakaisin asti. Sen jälkeen suoritetaan testi kaasuvuotojen havaitsemiseksi. Alkuun tehdään tarkastus kaikkien potentiaalisten kaasuvuodon paikkojen tunnistamiseksi ja varmistamiseksi, että noudatetaan määriteltyä maksimikaasuvuotonopeutta. Tämä kaasuvuototesti pitäisi kattaa kaikki kotelun flanssit, kotelun hitaat, sekä kaikki kaasun valvontalaitteet, kaasuputket ja työmaalla yhdistetyt kaasuputket.

• Kosteuden mittaaminen: Kaasun kosteus on mitattava ennen GIS:n virkistystä. Luotettavan mittauksen saamiseksi kosteuden tulisi mitata täytön jälkeen valmistajan suositteleman ajanjakson jälkeen. Kosteus ei saa ylittää valmistajan määrittämää raja-arvoa tai käyttäjän ja valmistajan välillä sovitua arvoa, mikä tahansa näistä pienemmästä.

• Kaasun puhtauden vahvistaminen: Ennen virkistystä kaasun puhtauden, ilmaistuna SF6:n prosenttiosuutena, on vahvistettava. Kaasun puhtauden pitäisi vastata valmistajan määrittelemiä vaatimuksia.
  Kaasun tiheyden mittaaminen: Kaasun tiheyttä on mitattava ja vahvistettava olevan yhdenmukaista valmistajan nimellisen täyttötakaisinvaatimuksen kanssa.

2. Sähköiset testit: Yhteyden vastus

• Päävirtaympyrät: Jokaiselle virtayhdisteelle, katkaisulle, erottelukatkaisulle, maanalaiselle katkaisulle, putkelaajalle ja voimajohtojen yhteydelle on mitattava yhteyden vastus. Nämä mittaukset käytetään osoittamaan ja vahvistamaan, että vastusarvot ovat määritellyn rajan sisällä.
  GIS-kotelun yhdistäminen

• Yhteydet (erillisfaseinen bussi): Jos käytetään erillisfaseista (yksifaseista) bussia, yhteyden vastusmittauksia on myös suoritettava GIS-kotelun yhdistämisyhteyksille. Vastusmittaukset eivät saa ylittää IEEE Std C37.100.1 -standardin määrittelemää maksimiarvoa.

3. Sähköiset testit: Matalatiheyden vaihtovirtajännitensäilytystesti

Kaasu- ja kiinteän eristeen (dielektrikot) sisällä kaasuvarustetuissa alijärjestelmissä (GIS) on sovellettava matalatiheyden konditionointijännitettä. Tämän konditionointijännitteen taajuus on 30 Hz:sta 200 Hz:iin, ja sitä sovelletaan valmistajan määrittelemillä jännitetasoilla ja kestoissa. Konditionointijännitteen soveltamisen jälkeen suoritetaan yhden minuutin matalatiheyden (30 Hz:sta 200 Hz:iin) jännitensäilytystesti.

Tämä yhden minuutin matalatiheyden jännitensäilytystesti suoritetaan 80 %:ssa valmistajan tehtaassa testatusta matalatiheyden säilytysjännitteestä. Korkean jännitteen testien tavoitteena on vahvistaa useita asioita. Ensinnäkin, ne vahvistavat, että kaasuvarustetun alijärjestelmän komponentit on selvinneet kuljetusprosessista ilman vaurioita. Toiseksi, ne varmistavat, että kaikki komponentit on yhdistetty oikein. Kolmanneksi, ne tarkistavat, että työmaalla ei ole jäänyt poisjäämää tai muuta ulkomaisia materiaaleja koteluihin. Lopulta, nämä testit osoittavat, että GIS on kykenevä kestämään testijännitettä, mikä vahvistaa sen eheyden ja toiminnallisuuden.

4. Sähköiset testit: Vaihtovirtajännitensäilytystestien vaatimukset ja edellytykset

Jännitensäilytystestejä on suoritettava jokaista virkistettyä fasetta ja maanjätettä kotelua vastaan. Koteloissa, jotka sisältävät kaikki kolme faseta, jokainen fase on testattava yksitellen, kun kotelo ja muut kaksi faseta on maanjätetty. Ennen jännitensäilytystestien aloittamista kaikki voimansiirtojouset, surgesuojauslaitteet, suojausvirrat, voimajohtot, yläjohdot ja jänniteluukset on irrotettava. Jänniteluukset voidaan testata aina muuntajan satuutusjännitteeseen testituoksessa.

5. Sähköiset testit: Matalatiheyden vaihtovirtajännitensäilytystestien vaatimukset ja edellytykset

Jännitensäilytystestejä on suoritettava jokaista virkistettyä fasetta ja maanjätettä kotelua vastaan. Koteloissa, jotka sisältävät kaikki kolme faseta, jokainen fase on testattava yksitellen, kun kotelo ja muut kaksi faseta on maanjätetty. Fasejohtojen välinen eriste ei vaadi lisäkenttäjännitensäilytystestejä.

Ennen jännitensäilytystestien aloittamista kaikki voimansiirtojouset, surgesuojauslaitteet, suojausvirrat, voimajohtot ja yläjohdot on irrotettava. Jänniteluukset voidaan testata aina muuntajan satuutusjännitteeseen testituoksessa.

GIS-laitteiston eristäminen voi tarjota etua avoimen virityksen kenttätestauksessa joissakin erottelukatkaisuissa, vaikka tällainen kenttätestaus ei ole pakollinen. Lisäksi on ehkä tarpeen eristää osia GIS:stä hajonneen virran sijainnin löytämiseksi tai rajamaan potentiaalisesti vapautettava energia hajonneen virran aikana.

Osaltaistumisen mittaus voidaan suorittaa havaitsemaan mahdollisia johtavia hiukkasia tai korkean jännitteen eristekomponenttien vaurioita, jotka saattavat olla tapahtuneet tehtaan testauksen, kuljetuksen tai asennuksen aikana. Kaasuvarustettu kytkentälaite (GIS) tulisi olla lähes vapaana osaltaistumisesta. Osaltaistumisen mittausten ja niiden tulkinnan menetelmän tulisi antaa valmistaja ja se on sovittava käyttäjän ja valmistajan välillä.

6. Sähköiset testit: Suoravirtajännitensäilytystestit

Suoravirtajännitensäilytystestaus ei ole suositeltavaa valmiissa GIS:ssä. Kuitenkin voimajohtojen, jotka on yhdistetty GIS:ään, suoravirtajännitensäilytystestaus voi olla tarpeen. Nämä testijännitteet sovellettaisiin välttämättä GIS:n vastakkaisesta päästä, jolloin pieni osa GIS:stä altistuisi suoravirtajännitteelle. On suositeltavaa pitää GIS:n osa, joka altistuu suoravirtajännitteelle, mahdollisimman pienenä. Valmistajaa tulisi konsultoida näiden testien ennen suorittamista.

7. Sähköiset testit: Apulaitteistojen testit

Dielektriikka-, jatkuvuus- ja vastusmittauksia tulisi suorittaa kaikille työmaalla asennetuille ohjausjohtojen välisille yhteyksille.

8. Mekaaniset ja sähköiset toimintatestit ja operaatiotestit

Kun GIS on yhdistetty työmaalla, seuraavia asioita on vahvistettava:

• Kaikkien ruuvien ja yhteyksien kiertysvaikutusarvo on tarkistettava varmistaaksemme, että se noudattaa määriteltyjä vaatimuksia.

• Ohjausjohtojen on oltava yhteensopivia piirikaavion ja johtokaavion kanssa.

• Jokaisen sähköisen, pneumaattisen, hydraulisen, mekaanisen, avaimella toimivan tai yhdistetyn lukitusjärjestelmän toiminta on vahvistettava oikeaksi sekä lupauksessa että estoissa.

• Ohjauslaitteiden, kaasun, pneumaattisten ja hydraulisten valvonta- ja hälytysjärjestelmien, suojalaitteiden ja säännösjärjestelmien, toimintalaskurien, mukaan lukien lämmittimet ja valot, toiminta on vahvistettava.

• Jokaisen katkaisun, erottelukatkaisun ja maanjätettyjen katkaisujen sähköisen ja mekaanisen aseman ilmaisin on vahvistettava osoittamaan tarkasti laitteen avoimen ja suljetun aseman.

• Kaasualueet, kaasualueiden tunnistus, kaasuputket, kaasuputkien asento ja yhdistävät putket on vahvistettava olevan yhdenmukaisia fyysisiä kaavioita.

• Jokaisen katkaisun, erottelukatkaisun ja maanjätettyjen katkaisujen kontaktien tasapaino, kontaktien liikkeet, nopeus, avaustiedot ja sulkemisaika on vahvistettava määriteltyjen vaatimusten mukaisesti.

• Kompressorien, pumpujen, apuylivaltojen ja anti-pump-järjestelmien oikea toiminta on vahvistettava määriteltyjen vaatimusten mukaisesti.

• Katkaisimet on testattava vähimmäis- ja maksimiohjausjännitteillä vahvistaaksemme oikean toiminnan.

• Toissijaisen johtojen on oltava oikeat johtokolmet, asianmukainen polkijointi, tiiviisti kiristetty terminalblock-screw, oikeat johto- ja kabelemerkit ja johto, joka on mukautettu valmistajan kaavioihin.

GIS:n yhdistäminen sähköjärjestelmään

Kun kaasuvarustettu alijärjestelmä on asennettu, johtoja on vedetty ja kaikki kenttätestit on suoritettu onnistuneesti, uusi laite on valmis yhdistämään olemassa olevaan sähköjärjestelmään. Tämä prosessi sisältää toisen testisarjan, jolla vahvistetaan suojarelaytoiminto, katkaisijoiden kyky syttyä etäkomentoon ja oikea fasiterveys eri siirtolinjojen kanssa. Tämä toinen testisarja odotetaan olevan samankaltainen, jos ei identtinen, kuin testit, jotka on suoritettu ilmaeristettyyn alijärjestelmään (AIS).

Viitteet:

• IEC 6227-1 (2011) Korkean jännitteen kytkentälaitteet ja ohjauslaitteet – Osa 1: Yhteiset määritykset.

• IEEE C37.122 (2010) IEEE-standardi kaasuvarustetuille alijärjestelmille.

• IEEE C37.122-1 (2013) Opas kaasuvarustetuille alijärjestelmille, joiden jännite on yli 52 kV.

• Kaasuvarustetut alijärjestelmät - Kirja, toimittanut Hermann Koch.

• https://www.omicronenergy.com

• Korkean jännitteen testit ja mittaukset GIS:n elinkaaren aikana - Artikkelin kirjoittajat: U.Schichler, E. Kynast

• Paikan päällä suoritettavat GIS-testit - S.M. Neuhold, FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen, Zürich, Sveitsi.