Ensaio de campo de equipamentos de alta tensión aislados a gas (GIS) segundo IEE-Business C37.122

Probas de campo de equipamentos de alta tensión aislados a gas (GIS) segundo IEEE C37.122

A montaxe final da subestación aislada a gas (GIS) realiza-se no terreo. É aquí onde se xuntan por primeira vez todos os compoñentes diversos que forman o GIS. Aínda que fose posible montar completamente o GIS nunha fábrica, tería que desmontarse para o transporte, enviarse e volverse a montar no lugar de instalación.
O obxectivo das probas de campo é confirmar que todos os compoñentes do GIS funcionan de maneira satisfactoria tanto eléctrica como mecánicamente despois de seren montados no local de traballo. Estas probas ofrecen un medio para demostrar que o aparello GIS foi montado e conectado correctamente e funcionará como se espera.

• Pruebas Mecánicas: Fuga de Gas e Calidade do Gas (Humedade, Pureza e Densidade)

• Proba de fuga de gas: Todos os compartimentos de gas do GIS deben estar cheos de gas hexafluoruro de azufre (SF6) ou a mezcla de gas necesaria ata a presión de enchido nominal especificada polo fabricante. Posteriormente, realízase unha proba para detectar calquera fuga de gas. Realízase unha inspección inicial para identificar todos os puntos potenciais de fuga de gas e asegurar o cumprimento da taxa máxima de fuga de gas especificada. Esta proba de fuga de gas debe cubrir todas as flanges de cierre, as soldaduras de cierre, así como todos os dispositivos de monitorización de gas, válvulas de gas e tubería de gas interconectada que se han montado no lugar de traballo.

• Medición do contido de humidade: O contido de humidade do gas debe medirse antes de energizar o GIS. Para obter unha medida fiable, o contido de humidade debe medirse despois dun período de tempo após o encheo, tal como recomenda o fabricante. O contido de humidade non debe superar o límite establecido polo fabricante ou o valor acordado entre o fabricante e o usuario, o que sexa menor.

• Verificación da pureza do gas: Antes de energizar, a pureza do gas, expresada como porcentaxe de SF6, debe verificarse. A pureza do gas debe cumprir os requisitos especificados polo fabricante.
  Medición da densidade do gas: A densidade do gas debe medirse e confirmarse que está de acordo cos requisitos de encheo nominal especificados polo fabricante.

2. Probas Eléctricas: Resistencia de Contacto

• Circuitos Principais Portadores de Corrente: Son necesarias medidas de resistencia de contacto para cada unión de barramento, interruptor, disyuntor, interruptor de tierra, embutido e conexión de cable de enerxía. Estas medidas usanse para demostrar e verificar que os valores de resistencia están dentro dos límites especificados.
  Conexión de Enlace do Enclosure do GIS

• (para Barramento de Fase Aislada): Nos casos en que se utiliza un barramento de fase aislada (única), tamén son necesarias medidas de resistencia de contacto nas conexiones de enlace do enclosure do GIS. As medidas de resistividade non deben superar os valores máximos permitidos segundo IEEE Std C37.100.1.

3. Probas Eléctricas: Prueba de Resistencia a Tensión AC de Baixa Frecuencia

O aislamento gaseoso e sólido (dieléctricos) dentro da subestación aislada a gas (GIS) debe someterse á aplicación dunha tensión de condicionamento de baixa frecuencia. A frecuencia desta tensión de condicionamento varía entre 30 Hz e 200 Hz, e aplícase a niveis de tensión e durante períodos de tempo especificados polo fabricante. Despois da aplicación da tensión de condicionamento, realiza-se unha proba de resistencia a tensión AC de baixa frecuencia (30 Hz a 200 Hz) durante un minuto.

Esta proba de resistencia a tensión AC de baixa frecuencia durante un minuto realiza-se ao 80% da tensión de resistencia a tensión AC de baixa frecuencia nominal testada na fábrica do fabricante. O obxectivo destas probas de alta tensión é confirmar varios aspectos. En primeiro lugar, verifica que os compoñentes da subestación aislada a gas soportaron o proceso de envío sen danos. En segundo lugar, asegura que todos os compoñentes foron montados correctamente. En terceiro lugar, compróbase que ningún material estranho ou extraño quedou dentro dos enclosures durante o proceso de montaxe. Finalmente, estas probas demostran que o GIS é capaz de soportar a tensión de proba, validando así a súa integridade e rendemento.

4. Probas Eléctricas: Requisitos e Condicions de Resistencia a Tensión AC

As probas de resistencia a tensión deben realizarse entre cada fase energizada e o enclosure terra. Para enclosures que aloxan as tres fases, cada fase debe probarse individualmente, co enclosure e as outras dúas fases terrados. Antes de iniciar as probas de resistencia a tensión, deben desconectarse todos os transformadores de potencia, parasubidas, espacios protectores, cables de potencia, liñas de transmisión aéreas e transformadores de tensión. Os transformadores de tensión poden probarse ata a tensión de saturación do transformador na frecuencia de proba.

5. Probas Eléctricas: Requisitos e Condicions de Resistencia a Tensión AC de Baixa Frecuencia

As probas de resistencia a tensión deben realizarse entre cada fase energizada e o enclosure terra. Nos enclosures con as tres fases, cada fase debe probarse unha a unha, mentres o enclosure e as outras dúas fases están terrados. O aislamento entre cada par de conductores de fase non require probas adicionais de resistencia a tensión no campo.

Antes de iniciar as probas de resistencia a tensión, deben desconectarse todos os transformadores de potencia, parasubidas, espacios protectores, cables de potencia e liñas de transmisión aéreas. Os transformadores de tensión deben probarse ata a súa tensión de saturación na frecuencia de proba.

Os sectores aislados do aparato GIS poden ofrecer a vantaxe adicional de realizar probas de campo na brecha aberta de algúns disyuntores, aínda que esta proba de campo non é obrigatoria. Ademais, pode ser necesario aislar sectores do GIS para facilitar a localización dunha descarga disruptiva ou para limitar a enerxía potencialmente liberada durante unha descarga disruptiva.

Pode realizarse unha medida de descargas parciais para detectar a posible intrusión de partículas conductoras ou danos nos componentes aislantes de alta tensión que puidesen ocorrer durante as probas na fábrica, o transporte ou a instalación. O interruptor aislado a gas debe estar esencialmente libre de descargas parciais. O procedemento para a medida de descargas parciais e a súa interpretación debe proporcionarse polo fabricante e acordarse entre o usuario e o fabricante.

6. Probas Eléctricas: Probas de Resistencia a Tensión CC

Non se aconsella realizar probas de resistencia a tensión CC nun GIS completado. No entanto, pode ser necesario realizar unha proba de resistencia a tensión CC en cables de potencia conectados a un GIS. Estas tensións de proba aplicaran inevitablemente desde o extremo oposto do cable respecto ao GIS, suxetando así unha pequena parte do GIS á tensión CC. Recoméndase manter tan pequena como sexa posible a parte do GIS exposta a esta tensión CC. Debe consultar ao fabricante antes de realizar estas probas.

7. Probas Eléctricas: Probas nos Circuitos Auxiliares

Debe realizar probas dieléctricas, de continuidade e de resistividad en todo o cableado de control interconectado instalado no campo.

8. Probas Funcionais e Operativas Mecánicas e Eléctricas

Despois de montado o GIS no lugar de traballo, deben comprobarse os seguintes aspectos:

• Debe comprobarse o valor de par de torsión de todos os parafusos e conexións montadas no campo para asegurar o cumprimento dos requisitos especificados.

• Debe verificarse que o cableado de control concorda co esquema e diagramas de cableado.

• Debe verificarse o correcto funcionamento de cada sistema de bloqueo eléctrico, neumático, hidráulico, mecánico, operado por chave ou combinado para un funcionamento correcto en condicións permissivas e de bloqueo.

• Debe confirmarse o correcto funcionamento dos controis, sistemas de monitorización e alarma de gas, neumáticos e hidráulicos, equipos de protección e regulación, contadores de operación, incluíndo calentadores e luces.

• Debe verificarse que cada indicador de posición mecánico e eléctrico para cada interruptor, disyuntor e interruptor de tierra indica correctamente as posicións abertas e cerradas do dispositivo.

• Debe verificarse que as zonas de gas, a identificación das zonas de gas, as válvulas de gas, as posicións das válvulas de gas e a tubería interconectada están de acordo coa documentación física.

• Deben verificarse os parámetros de funcionamento como a alineación de contactos, o recorrido de contactos, a velocidade, o tempo de apertura e o tempo de pechado de cada interruptor, disyuntor e interruptor de tierra segundo os requisitos especificados.

• Debe verificarse o correcto funcionamento de compresores, bombas, contactos auxiliares e esquemas antipumping para cumprir os requisitos especificados.

• Os interruptores deben ser probados con voltaxes de control mínimos e máximos para confirmar o seu correcto funcionamento.

• Debe verificarse que o cableado secundario ten terminais de cable correctos, prensado adecuadamente, tornillos de bloques de terminales apertados, marcadores de cable e cable correctos, e cableado de acordo coas plantas do fabricante.

Conexión do GIS ao Sistema Eléctrico

Unha vez que a subestación aislada a gas esté totalmente instalada, cableada e completadas todas as probas de campo, o novo aparello está listo para conectarse ao sistema eléctrico existente. Este proceso implica outro conxunto de probas para verificar o funcionamento dos relevadores protectores, a capacidade dos interruptores de saltar mediante comando remoto, e as relacións de fase correctas con varias liñas de transmisión. Este segundo conxunto de probas debe ser semellante, se non idéntico, ás probas realizadas nunha subestación aislada ao aire (AIS).

Referencias:

• IEC 6227-1 (2011) Interruptores e Comandos de Alta Tensión – Parte 1: Especificacións Xerais.

• IEEE C37.122 (2010) Norma IEEE para Subestações Aisladas a Gas.

• IEEE C37.122-1 (2013) Guía para Subestações Aisladas a Gas con Tensión Superior a 52 kV.

• Libro de Subestações Aisladas a Gas Editado por Hermann Koch.

• https://www.omicronenergy.com

• Artigo de Autores: U.Schichler, E. Kynast - Probabilidades e Medidas de Alta Tensión Durante o Ciclo de Vida do GIS

• Probas in situ de GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Suíza.