Prova in situ apparatorum commutationis ad altam tensionem insulatorum gase (GIS) secundum IEEE C37.122
Prova in Situ de Comutadores de Alta Tensão com Isolamento a Gás (GIS) Conforme IEEE C37.122
A montagem final da subestação isolada a gás (GIS) ocorre no local. É nesse momento que todos os diversos componentes que compõem o GIS são unidos pela primeira vez. Mesmo que fosse possível montar completamente o GIS em uma fábrica, ainda seria necessário desmontá-lo para o transporte, enviá-lo e, em seguida, remontá-lo no local de instalação.
O objetivo das provas em campo é confirmar que todos os componentes do GIS funcionam satisfatoriamente, tanto eletricamente quanto mecanicamente, após serem montados no local de trabalho. Essas provas oferecem um meio de demonstrar que o aparelho GIS foi montado e ligado corretamente e operará conforme esperado.
Testes Mecânicos: Vazamento de Gás e Qualidade do Gás (Umidade, Pureza e Densidade)
Teste de Vazamento de Gás: Todos os compartimentos de gás do GIS devem ser preenchidos com gás hexafluoreto de enxofre (SF6) ou a mistura de gás necessária até a pressão de enchimento nominal especificada pelo fabricante. Em seguida, é realizado um teste para detectar qualquer vazamento de gás. Uma inspeção inicial é realizada para identificar todos os pontos potenciais de vazamento de gás e garantir o cumprimento da taxa máxima de vazamento de gás especificada. Este teste de vazamento de gás deve cobrir todas as flanges de vedação, soldas de vedação, bem como todos os dispositivos de monitoramento de gás, válvulas de gás e tubulações interconectadas que foram montadas no local de trabalho.
Medição do Teor de Umidade: O teor de umidade do gás precisa ser medido antes de o GIS ser energizado. Para obter uma medição confiável, o teor de umidade deve ser medido após um período de tempo após o enchimento, conforme recomendado pelo fabricante. O teor de umidade não deve exceder o limite estabelecido pelo fabricante ou o valor acordado entre o fabricante e o usuário, o que for menor.
Verificação da Pureza do Gás: Antes de ser energizado, a pureza do gás, expressa em porcentagem de SF6, deve ser verificada. A pureza do gás deve atender aos requisitos especificados pelo fabricante.
Medição da Densidade do Gás: A densidade do gás deve ser medida e confirmada de acordo com os requisitos de enchimento nominal nominal do fabricante.
2. Testes Elétricos: Resistência de Contato
Circuitos Principais de Condução de Corrente: Medidas de resistência de contato dos circuitos principais de condução de corrente são necessárias para cada junção de barramento, disjuntor, seccionador, seccionador de aterramento, terminal e conexão de cabo de energia. Essas medidas são usadas para demonstrar e verificar que os valores de resistência estão dentro dos limites especificados.
Ligação da Caixa do GISConexões (para Barramento Fase Isolada): Nos casos em que é utilizado um barramento de fase isolada (única), também são necessárias medidas de resistência de contato nas conexões de ligação da caixa do GIS. As medidas de resistividade não devem exceder os valores máximos permitidos conforme IEEE Std C37.100.1.
3. Testes Elétricos: Prova de Tenção Alternada de Baixa Frequência
O isolamento gasoso e sólido (dielétrico) dentro da subestação isolada a gás (GIS) deve ser submetido à aplicação de uma tensão de condicionamento de baixa frequência. A frequência desta tensão de condicionamento varia de 30 Hz a 200 Hz, e é aplicada em níveis de tensão e por durações conforme especificado pelo fabricante. Após a aplicação da tensão de condicionamento, é realizada uma prova de tenção alternada de baixa frequência de um minuto.
Esta prova de tenção alternada de baixa frequência de um minuto é realizada a 80% da tensão nominal de resistência a baixa frequência testada na fábrica do fabricante. O objetivo desses testes de alta tensão é confirmar vários aspectos. Primeiro, verifica-se que os componentes da subestação isolada a gás suportaram o processo de transporte sem danos. Segundo, garante-se que todos os componentes foram montados corretamente. Terceiro, verifica-se que nenhum material estranho ou extra foi deixado dentro das caixas durante o processo de montagem. Finalmente, esses testes provam que o GIS é capaz de suportar a tensão de prova, validando assim sua integridade e desempenho.
4. Testes Elétricos: Requisitos e Condições de Prova de Tenção Alternada
Testes de resistência a tensão devem ser realizados entre cada fase energizada e a caixa aterrada. Para caixas que abrigam as três fases, cada fase deve ser testada individualmente, com a caixa e as outras duas fases aterradas. Antes de iniciar os testes de resistência a tensão, todos os transformadores de potência, para-raios, lacunas de proteção, cabos de potência, linhas de transmissão aéreas e transformadores de tensão devem ser desconectados. Os transformadores de tensão podem ser testados até a tensão de saturação do transformador na frequência de teste.
5. Testes Elétricos: Requisitos e Condições de Prova de Tenção Alternada de Baixa Frequência
Testes de resistência a tensão devem ser realizados entre cada fase energizada e a caixa aterrada. Nas caixas com as três fases, cada fase deve ser testada uma de cada vez, enquanto a caixa e as outras duas fases estão aterradas. O isolamento entre cada par de condutores de fase não requer testes adicionais de resistência a tensão em campo.
Antes de iniciar os testes de resistência a tensão, todos os transformadores de potência, para-raios, lacunas de proteção, cabos de potência e linhas de transmissão aéreas devem ser desconectados. Os transformadores de tensão devem ser testados até sua tensão de saturação na frequência de teste.
Seções isoladas do aparelho GIS podem oferecer a vantagem adicional de testar em campo a lacuna aberta de alguns seccionadores, embora tal teste em campo não seja obrigatório. Além disso, pode ser necessário isolar seções do GIS para facilitar a localização de uma descarga disruptiva ou para limitar a energia potencialmente liberada durante uma descarga disruptiva.
Uma medição de descarga parcial pode ser realizada para detectar qualquer possível intrusão de partículas condutoras ou danos a componentes de isolamento de alta tensão que possam ter ocorrido durante os testes de fábrica, transporte ou instalação. O disjuntor isolado a gás deve estar essencialmente livre de descarga parcial. O procedimento para medição de descarga parcial e sua interpretação deve ser fornecido pelo fabricante e acordado entre o usuário e o fabricante.
6. Testes Elétricos: Testes de Resistência a Tensão Contínua
Testes de resistência a tensão contínua não são recomendados para um GIS completo. No entanto, pode ser necessário realizar um teste de resistência a tensão contínua em cabos de potência conectados a um GIS. Essas tensões de teste seriam inevitavelmente aplicadas do lado oposto do cabo em relação ao GIS, sujeitando uma pequena parte do GIS à tensão contínua. Recomenda-se manter a parte do GIS exposta a essa tensão contínua o menor possível. Deve-se consultar o fabricante antes de realizar esses testes.
7. Testes Elétricos: Testes em Circuitos Auxiliares
Testes dielétricos, de continuidade e de resistividade devem ser realizados em todo o cabeamento de controle interconectado instalado em campo.
8. Testes Funcionais e Operacionais Mecânicos e Elétricos
Após o GIS ser montado no local de trabalho, os seguintes aspectos precisam ser verificados:
O valor de torque de todos os parafusos e conexões montados em campo deve ser verificado para garantir o cumprimento dos requisitos especificados.
O cabeamento de controle deve ser verificado para conformidade com os esquemas e diagramas de fiação.
O funcionamento adequado de cada sistema de intertravamento elétrico, pneumático, hidráulico, mecânico, operado por chave ou combinado precisa ser verificado para operação correta em condições permissivas e bloqueantes.
O funcionamento adequado dos controles, sistemas de monitoramento e alarme de gás, pneumático e hidráulico, equipamentos de proteção e regulagem, contadores de operação, incluindo aquecedores e luzes, deve ser confirmado.
Cada indicador de posição mecânico e elétrico para cada disjuntor, seccionador e seccionador de aterramento deve ser verificado para indicar com precisão as posições abertas e fechadas do dispositivo.
As zonas de gás, identificação de zonas de gás, válvulas de gás, posições de válvulas de gás e tubulações interconectadas devem ser verificadas para estar de acordo com os desenhos físicos.
Os parâmetros de operação, como alinhamento de contatos, curso de contato, velocidade, tempo de abertura e tempo de fechamento de cada disjuntor, seccionador e seccionador de aterramento, devem ser verificados de acordo com os requisitos especificados.
O funcionamento correto de compressores, bombas, contatos auxiliares e esquemas anti-bomba deve ser verificado para atender aos requisitos especificados.
Os disjuntores precisam ser testados em disparo com tensões de controle mínima e máxima para confirmar o funcionamento correto.
O cabeamento secundário deve ser verificado para ter terminais corretos, crimpagem adequada, parafusos de bloco de terminais apertados, marcadores de fio e cabo corretos, e fiação de acordo com os desenhos do fabricante.
Conexão do GIS ao Sistema Elétrico
Uma vez que a subestação isolada a gás tenha sido totalmente instalada, fiação e todos os testes em campo concluídos com sucesso, o novo aparelho está pronto para ser conectado ao sistema elétrico existente. Este processo envolve outro conjunto de testes para verificar a operação dos relés de proteção, a capacidade dos disjuntores de disparar sob comando remoto e as relações de fase corretas com várias linhas de transmissão. Esta segunda série de testes é esperada ser similar, se não idêntica, aos testes realizados em uma subestação isolada a ar (AIS).
Referências:
IEC 6227-1 (2011) Equipamentos de Alta Tensão e de Comando – Parte 1: Especificações Comuns.
IEEE C37.122 (2010) Padrão IEEE para Subestações Isoladas a Gás.
IEEE C37.122-1 (2013) Guia para Subestações Isoladas a Gás Classificadas Acima de 52 kV.
Livro Subestações Isoladas a Gás Editado por Hermann Koch.
https://www.omicronenergy.com
Testes e Medições de Alta Tensão Durante o Ciclo de Vida do GIS Autores do Artigo: U.Schichler, E. Kynast
Testes no Local de GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz.
