Høyspenningsgassisoleret switchgear (GIS) felttesting ifølge IEE-Business C37.122

Felttesting av høyspennings gassisoleret switchgear (GIS) ifølge IEEE C37.122

Den endelige monteringen av gassisoleret understasjon (GIS) foregår på feltet. Dette er der alle de ulike komponentene som utgjør GIS samles for første gang. Selv om det hadde vært mulig å ferdigmontere GIS i en fabrikk, ville den likevel ha mått blitt demontert for transport, sendt og så remontert på installasjonsstedet.
Målet med felttestene er å bekrefte at alle GIS-komponenter fungerer tilfredsstillende både elektrisk og mekanisk etter at de er montert på jobbstedet. Disse testene gir et middel til å vise at GIS-apparatet har blitt riktig montert og koblet, og vil fungere som forventet.

• Mekaniske tester: Gasslekkasje og gasskvalitet (fuktighet, renhet og tetthet)

• Gasslekkasjetest: Alle gasskompartementer i GIS må fylles med seksfluoridgass (SF6) eller den nødvendige gassblandingen opp til produsentens spesifiserte fyllingstrykk. Deretter utføres en test for å oppdage eventuelle gasslekkasjer. En innledende inspeksjon gjøres for å identifisere alle potensielle gasslekkasjepunkter og sikre overholdelse av den angitte maksimale gasslekkasjehastigheten. Denne gasslekkasjetesten skal dekke alle kabinettsflanger, kabinettsveier, samt alle gassovervåkningsenheter, gassventiler og forbinder gassrør som er montert på jobbstedet.

• Måling av fuktinnhold: Fuktinnholdet i gassen må måles før GIS settes i drift. For å få en pålitelig måling, bør fuktinnholdet måles etter en periode etter fylling, som anbefales av produsenten. Fuktinnholdet må ikke overskride grensen satt av produsenten eller verdien avtalt mellom produsenten og brukeren, hvilken som er lavest.

• Verifisering av gassrenhet: Før energiforsyning, må renheten av gassen, uttrykt som en prosentsats av SF6, verifiseres. Gassrenheten må oppfylle kravene spesifisert av produsenten.
  Måling av gassdensitet: Densiteten til gassen må måles og bekreftes å være i samsvar med produsentens nominelle fyllingstrykkkrav.

2. Elektriske tester: Kontaktfriksjon

• Hovedstrømledninger: Målinger av kontaktfriksjon for hovedstrømledninger kreves for hver buskobling, strømbryter, skillekontakt, jordkontakt, busk og strømkabelforbindelse. Disse målingene brukes for å demonstrere og verifisere at motstandverdiene ligger innenfor de spesifiserte grensene.
  GIS-kabinettkobling

• Forbindelser (for isolert fasebus): I tilfeller der en isolert (enkelt) fasebus benyttes, må også målinger av kontaktfriksjon utføres på GIS-kabinettkoblingsforbindelsene. Motstandsmålingene må ikke overskride de maksimalt tillatte verdiene ifølge IEEE Std C37.100.1.

3. Elektriske tester: Lavfrekvens AC-spenningsutholdelig test

Gass- og fast isolering (dielektrika) i gassisoleret understasjon (GIS) må undergå anvendelsen av en lavfrekvens betingelsesspenning. Frekvensen for denne betingelsesspenningen ligger mellom 30 Hz og 200 Hz, og den anvendes ved spenningsnivåer og varigheter som produsenten spesifiserer. Etter anvendelsen av betingelsesspenningen, utføres en én-minutters lavfrekvens (30 Hz til 200 Hz) spenningsutholdelig test.

Denne én-minutters lavfrekvens spenningsutholdelige testen utføres ved 80% av den spesifiserte lavfrekvens spenningsutholdelige verdien som ble testet i produsentens fabrikk. Målet med disse høyspennings testene er å bekrefte flere aspekter. For det første verifiserer det at komponentene i gassisoleret understasjon har tålt transportprosessen uten skade. For det andre sikrer det at alle komponenter har blitt riktig montert. For det tredje sjekker det at ingen fremmede eller eksterne materialer har blitt etterlatt i kabinetten under monteringsprosessen. Til slutt beviser disse testene at GIS kan tåle testspenningen, og dermed bekrefte sin integritet og ytelse.

4. Elektriske tester: AC-spenningsutholdelige krav og betingelser

Spenningsutholdelige tester må utføres mellom hver energiforsynt fase og det jordede kabinetet. For kabinetter som inneholder alle tre fasene, skal hver fase testes individuelt, med kabinetet og de to andre fasene jordet. Før spenningsutholdelige tester startes, må alle strømtransformatorer, overvoltagebeskyttelser, beskyttelsespåslag, strømkabler, lufttransmissionslinjer og spenningstransformatorer kobles fra. Spenningstransformatorer kan testes opp til transformatorens mattsattningspotensial ved testfrekvensen.

5. Elektriske tester: Lavfrekvens AC-spenningsutholdelige krav og betingelser

Spenningsutholdelige tester skal utføres mellom hver energiforsynt fase og det jordede kabinetet. I kabinetter med alle tre fasene, skal hver fase testes én om gangen, mens kabinetet og de to andre fasene er jordet. Isolasjonen mellom hver par faseledere krever ikke noen ekstra feltspenningsutholdelige tester.

Før spenningsutholdelige tester startes, må alle strømtransformatorer, overvoltagebeskyttelser, beskyttelsespåslag, strømkabler og lufttransmissionslinjer kobles fra. Spenningstransformatorer skal testes opp til deres mattsattningspotensial ved testfrekvensen.

Å isolere deler av GIS-apparatet kan gi en ekstra fordel ved felttesting av åpen gap i noen skillekontakter, selv om en slik felttest ikke er obligatorisk. I tillegg kan det være nødvendig å isolere deler av GIS for å lokalisere en forstyrrende utslipp eller begrense den potensielle energi som kan frigjøres under en forstyrrende utslipp.

En delvis utslippsmåling kan utføres for å oppdage eventuell innbring av ledende partikler eller skader på høyspenningsisoleringselementer som kan ha oppstått under fabrikktest, transport eller installasjon. Gassisoleret switchgear bør være essensielt fri for delvis utslipp. Prosedyren for delvis utslippsmåling og dens tolkning bør leveres av produsenten og avtales mellom brukeren og produsenten.

6. Elektriske tester: DC-spenningsutholdelige tester

DC-spenningsutholdelige tester er ikke anbefalt for en fullført GIS. Det kan imidlertid være nødvendig å utføre en DC-spenningsutholdelig test på strømkabler som er koblet til en GIS. Disse testspenningene vil uunngåelig bli anvendt fra kabelendens motsatt GIS, og dermed utsatte en liten del av GIS for DC-spenningen. Det anbefales å holde den delen av GIS som er utsatt for denne DC-spenningen så liten som mulig. Produsenten bør rådføres før disse testene utføres.

7. Elektriske tester: Tester på hjelpesirkuser

Dielektriske, kontinuitets- og resistivitetstester bør utføres på alle koblinger av kontrollkabling som er installert på feltet.

8. Mekaniske og elektriske funksjonelle og operative tester

Etter at GIS er montert på jobbstedet, må følgende aspekter verifiseres:

• Momenteringsverdien for alle bolt og forbindelser som er montert på feltet, må sjekkes for å sikre overholdelse av de spesifiserte kravene.

• Kontrollkablingen må verifiseres for å være i samsvar med skematikken og kablingsdiagrammene.

• Riktig funksjon av hvert elektriske, pneumatisk, hydraulisk, mekanisk, nøkkeldrevet eller kombinert låsesystem må verifiseres for riktig funksjon i både tillatelige og blokkerende betingelser.

• Riktig funksjon av kontroller, gass, pneumatisk og hydraulisk overvåking og alarmsystemer, beskyttende og regulerende utstyr, operasjonsantall, inkludert varmerelementer og lys, må bekreftes.

• Hver mekanisk og elektrisk posisjonsindikator for hver strømbryter, skillekontakt og jordkontakt må verifiseres for å korrekt indikere enhetens åpne og lukkede posisjoner.

• Gasssoner, gasszoneridentifikasjon, gassventiler, gassventilposisjoner og forbinder rør må verifiseres for å være i samsvar med de fysiske tegningene.

• Operasjonsparametre som kontaktjustering, kontaktbevegelse, hastighet, åpnings- og lukketid for hver strømbryter, skillekontakt og jordkontakt må verifiseres i henhold til de spesifiserte kravene.

• Riktig funksjon av kompresorer, pumper, hjelpkontakter og anti-pumpeskjemaer må verifiseres for å møte de spesifiserte kravene.

• Strømbryterne må testes for trip ved minimum og maksimum kontrollspenning for å bekrefte riktig funksjon.

• Sekundærledingen må verifiseres for å ha korrekte terminaler, riktig presse, strammende terminalblokkskruer, korrekte leder- og kabelmerker, og kablings i samsvar med produsentens tegninger.

Kobling av GIS til elektrisk system

Når gassisoleret understasjon er fullstendig installert, koblet, og alle felttester er vellykket fullført, er det nye apparatet klart til å kobles til det eksisterende elektriske systemet. Denne prosessen involverer en annen rekke tester for å verifisere beskyttelsesreléfunksjon, evnen til strømbrytere å trip ved fjernkontroll, og riktige faseforhold med ulike transmissionslinjer. Denne andre rekkens tester forventes å være lik, hvis ikke identisk, de tester som utføres på en luftisoleret understasjon (AIS).

Referanser:

• IEC 6227-1 (2011) Høyspenningsutstyr og kontrollutstyr – Del 1: Felles spesifikasjoner.

• IEEE C37.122 (2010) IEEE-standard for gassisoleret understasjon.

• IEEE C37.122-1 (2013) Veileder for gassisoleret understasjon over 52 kV.

• Bok om gassisoleret understasjon redigert av Hermann Koch.

• https://www.omicronenergy.com

• Høyspenningsprøving og måling under livssyklusen til GIS Artikkelforfattere: U.Schichler, E. Kynast

• På stedet prøving av GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz.