Hoogspanningsgasgeïsoleerde schakelkasten (GIS) veldtesten volgens IEEE C37.122
Veldtesten van Hoogspannings Gasgeïsoleerde Schakelkasten (GIS) Volgens IEEE C37.122
De eindmontage van de gasgeïsoleerde schakelkast (GIS) vindt plaats ter plaatse. Dit is waar alle verschillende componenten die de GIS vormen voor het eerst worden samengebracht. Zelfs als het mogelijk zou zijn om de GIS volledig in de fabriek te monteren, zou deze nog steeds moeten worden gedemonteerd voor transport, vervoerd en vervolgens opnieuw gemonteerd op de installatieplaats.
Doel van de veldtesten is om te bevestigen dat alle GIS-componenten zowel elektrisch als mechanisch naar behoren functioneren nadat ze ter plaatse zijn gemonteerd. Deze testen bieden een manier om aan te tonen dat de GIS-apparatuur correct is gemonteerd en bedraden en zal werken zoals verwacht.
Mechanische Tests: Gaslekkage en Gasqualiteit (Vocht, Reinheid en Dichtheid)
Gaslektest: Alle gascompartimenten van de GIS moeten worden gevuld met hexafluoridegas (SF6) of de vereiste gasmengsel tot de door de fabrikant gespecificeerde nominale vullingsdruk. Vervolgens wordt een test uitgevoerd om eventuele gaslekken te detecteren. Een eerste inspectie wordt uitgevoerd om alle potentiële gaslekpunten te identificeren en te controleren of deze voldoen aan de gespecificeerde maximale gaslekrate. Deze gaslektest moet alle behuizingflensverbindingen, lasnaden van de behuizing, evenals alle gasmonitoringapparatuur, gaskleppen en interconnectieve gasleidingen die ter plaatse zijn gemonteerd, omvatten.
Meetvochtgehalte: Het vochtgehalte van het gas moet worden gemeten voordat de GIS onder spanning wordt gebracht. Om een betrouwbare meting te verkrijgen, dient het vochtgehalte na een periode na het vullen te worden gemeten, zoals door de fabrikant wordt aanbevolen. Het vochtgehalte mag niet hoger zijn dan de grenswaarde die door de fabrikant is vastgesteld of de waarde die tussen fabrikant en gebruiker is overeengekomen, afhankelijk van welke lager is.
Verificatie van de Gasreinheid: Voordat de GIS onder spanning wordt gebracht, moet de reinheid van het gas, uitgedrukt als een percentage SF6, worden gecontroleerd. De gasreinheid moet voldoen aan de eisen die door de fabrikant zijn gesteld.
Metend van de Gasdichtheid: De dichtheid van het gas moet worden gemeten en bevestigd dat deze overeenkomt met de nominale vullingsvereisten van de fabrikant.
2. Elektrische Testen: Contactweerstand
Hoofdstroomkringen: Contactweerstandsmetingen van de hoofdstroomkringen zijn vereist voor elke busverbindingskoppeling, circuitbreker, isolator, aardingsschakelaar, bushing en energieleidingsverbinding. Deze metingen worden gebruikt om te bewijzen en te verifiëren dat de weerstandswaarden binnen de gespecificeerde limieten liggen.
GIS Behuizing AardverbindingenVerbindingen (voor Geïsoleerde Fasebus): In gevallen waarbij een geïsoleerde (enkelvoudige) fasebus wordt gebruikt, moeten ook contactweerstandsmetingen worden uitgevoerd op de GIS-behuizing aardverbindingen. De weerstandsmeetwaarden mogen de maximaal toegestane waarden volgens IEEE Std C37.100.1 niet overschrijden.
3. Elektrische Testen: Laagfrequente Wisselspanning Verdragingstoets
Het gas- en vaste isolatiemateriaal (dielectrische materialen) binnen de gasgeïsoleerde schakelkast (GIS) moet worden blootgesteld aan een laagfrequente voorwaartse spanning. De frequentie van deze voorwaartse spanning varieert van 30 Hz tot 200 Hz, en wordt toegepast op spanningniveaus en duur zoals door de fabrikant is gespecificeerd. Na de toepassing van de voorwaartse spanning wordt een één-minutelange laagfrequente (30 Hz tot 200 Hz) spanningverdragingstoets uitgevoerd.
Deze één-minutelange laagfrequente spanningverdragingstoets wordt uitgevoerd op 80% van de nominale laagfrequente spanningverdraging die in de fabriek van de fabrikant is getest. Het doel van deze hoogspanningstesten is om verschillende aspecten te bevestigen. Ten eerste wordt er gecontroleerd of de componenten van de gasgeïsoleerde schakelkast het vervoersproces zonder schade hebben doorstaan. Ten tweede wordt er gecontroleerd of alle componenten correct zijn gemonteerd. Ten derde wordt er gecontroleerd of er geen vreemde of overtollige materialen in de behuizingen zijn achtergebleven tijdens het montageproces. Uiteindelijk bewijzen deze testen dat de GIS in staat is om de testspanning te doorstaan, waarmee de integriteit en prestaties worden bevestigd.
4. Elektrische Testen: Eiseresistentietoetsen en -voorwaarden
Spanningsverdragingstoetsen moeten worden uitgevoerd tussen elke geactiveerde fase en de afgewerkte behuizing. Voor behuizingen die alle drie fasen bevatten, moet elke fase afzonderlijk worden getest, met de behuizing en de andere twee fasen afgewerkt. Voordat de spanningsverdragingstoetsen beginnen, moeten alle stroomtransformators, overvoltageschermen, beschermingsgaten, energieleidingen, bovengrondse transmissielijnen en spanningsverdelers worden losgekoppeld. Spanningsverdelers kunnen worden getest tot de verzadigingsspanning van de transformator bij de testfrequentie.
5. Elektrische Testen: Laagfrequente Wisselspanning Verdragingstoetsen en -voorwaarden
Spanningsverdragingstoetsen moeten worden uitgevoerd tussen elke geactiveerde fase en de afgewerkte behuizing. In behuizingen met alle drie fasen, moet elke fase afzonderlijk worden getest, terwijl de behuizing en de andere twee fasen afgewerkt zijn. De isolatie tussen elk paar faseleiders vereist geen extra veldspanningsverdragingstoetsen.
Voordat de spanningsverdragingstoetsen beginnen, moeten alle stroomtransformators, overvoltageschermen, beschermingsgaten, energieleidingen en bovengrondse transmissielijnen worden losgekoppeld. Spanningsverdelers moeten worden getest tot hun verzadigingsspanning bij de testfrequentie.
Het isoleren van secties van de GIS-apparatuur kan het voordeel bieden van veldtesten van de open kloof van sommige afschakelaars, hoewel zo'n veldtest niet verplicht is. Bovendien kan het nodig zijn om secties van de GIS te isoleren om de locatie van een storende ontlading te lokaliseren of om de potentieel vrijgekomen energie tijdens een storende ontlading te beperken.
Een deelontladingmeting kan worden uitgevoerd om eventuele intrusie van geleidende deeltjes of schade aan hoge-spanningsisolatiecomponenten te detecteren die tijdens fabriekstests, transport of installatie zijn opgetreden. De gasgeïsoleerde schakelkast moet vrijwel vrij zijn van deelontlading. De procedure voor deelontladingmeting en de interpretatie ervan moet door de fabrikant worden verstrekt en overeengekomen worden tussen de gebruiker en de fabrikant.
6. Elektrische Testen: Gelijkstroomspanning Verdragingstoetsen
Gelijkstroomspanning verdragingstoetsen zijn niet aan te raden voor een voltooide GIS. Het kan echter nodig zijn om een gelijkstroomspanning verdragingstoets uit te voeren op energieleidingen die zijn verbonden met een GIS. Deze testspanningen zullen onvermijdelijk worden toegepast vanaf het einde van de leiding tegenover de GIS, waardoor een klein deel van de GIS wordt blootgesteld aan de gelijkstroomspanning. Het wordt aanbevolen om het deel van de GIS dat blootgesteld wordt aan deze gelijkstroomspanning zo klein mogelijk te houden. De fabrikant moet worden geraadpleegd voordat deze tests worden uitgevoerd.
7. Elektrische Testen: Tests op Hulpkringen
Dielectriche, continuïteits- en resistiviteitstesten moeten worden uitgevoerd op alle ter plaatse geïnstalleerde controlebedrading.
8. Mechanische en Elektrische Functionele en Operationele Testen
Nadat de GIS ter plaatse is gemonteerd, moeten de volgende aspecten worden gecontroleerd:
De koppelwaarde van alle bouten en aansluitingen die ter plaatse zijn gemonteerd, moet worden gecontroleerd om te zorgen dat deze voldoet aan de gespecificeerde eisen.
De controlebedrading moet worden gecontroleerd om te zien of deze overeenkomt met de schematische en bedradingstechnische diagrammen.
De juiste werking van elk elektrisch, pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, sleutelbediende of gecombineerde interlock-systeem moet worden gecontroleerd voor correcte werking in zowel permissieve als blokkerende omstandigheden.
De juiste werking van bediening, gas-, pneumatische en hydraulische monitoring- en alarm-systemen, beschermings- en regelapparatuur, operatie-tellers, inclusief verwarming en verlichting, moet worden bevestigd.
Elk mechanisch en elektrisch positie-aanduidingssysteem voor elke circuitbreker, isolator en aardingsschakelaar moet worden gecontroleerd om te zorgen dat deze nauwkeurig de open en gesloten posities van het apparaat aangeeft.
De gaszones, gaszone-identificatie, gaskleppen, gasklepstand en interconnectieve leidingen moeten worden gecontroleerd om te zorgen dat deze overeenkomen met de fysieke tekeningen.
De werkingparameters zoals contactuitlijning, contactafstand, snelheid, openings- en sluitingstijd van elke circuitbreker, isolator en aardingsschakelaar moeten worden gecontroleerd volgens de gespecificeerde eisen.
De juiste werking van compressors, pompen, hulpcontacten en anti-pomp schema's moet worden gecontroleerd om te voldoen aan de gespecificeerde eisen.
De circuitbrekers moeten worden getest op minimum- en maximumbedieningspanningen om de juiste werking te bevestigen.
De secundaire bedrading moet worden gecontroleerd op correcte draden, goede crimping, aangedraaide terminalblokschroeven, correcte draad- en kabelmarkeringen en bedrading volgens de tekeningen van de fabrikant.
Aansluiten van de GIS op het Elektriciteitsnetwerk
Zodra de gasgeïsoleerde schakelkast volledig is geïnstalleerd, bedraden en alle veldtesten succesvol zijn afgerond, is de nieuwe apparatuur klaar om te worden aangesloten op het bestaande elektriciteitsnetwerk. Dit proces omvat een ander set van testen om de werking van beschermrelais, de mogelijkheid van circuitbrekers om op afstand te trippe en de juiste faseverhoudingen met diverse transmissielijnen te verifiëren. Deze tweede reeks testen wordt verwacht vergelijkbaar, zo niet identiek, te zijn aan de testen die worden uitgevoerd op een luchtgeïsoleerde schakelkast (AIS).
Referenties:
IEC 6227-1 (2011) Hoogspannings schakelkasten en bedieningsschakelkasten – Deel 1: Algemene specificaties.
IEEE C37.122 (2010) IEEE Standaard voor Gasgeïsoleerde Schakelkasten.
IEEE C37.122-1 (2013) Richtlijn voor Gasgeïsoleerde Schakelkasten gerateerd boven 52 kV.
Gasgeïsoleerde Schakelkasten Boek, geredigeerd door Hermann Koch.
https://www.omicronenergy.com
Hoogspanningstesten en Metingen Tijdens de Levenscyclus van GIS Artikel Auteurs: U.Schichler, E. Kynast
Ter plaatse testen van GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz.
