Teste de Campo de Equipamentos de Manobra Isolados a Gás de Alta Tensão (GIS) Conforme IEEE C37.122
Testes de Campo em Equipamentos de Alta Tensão Isolados 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 reunidos 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, então, remontá-lo no local de instalação.
O objetivo dos testes de campo é confirmar que todos os componentes do GIS funcionam satisfatoriamente, tanto eletricamente quanto mecanicamente, após serem montados no local de trabalho. Esses testes oferecem um meio de demonstrar que o equipamento GIS foi montado e conectado 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. Posteriormente, 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 a conformidade com a taxa máxima de vazamento de gás especificada. Este teste de vazamento de gás deve abranger todas as flanges das caixas, soldas das caixas, bem como todos os dispositivos de monitoramento de gás, válvulas de gás e tubulações interconectadas que foram montadas no local de trabalho.
Medição do Conteúdo de Umidade: O conteúdo de umidade do gás precisa ser medido antes de energizar o GIS. Para obter uma medição confiável, o conteúdo de umidade deve ser medido após um período de tempo após o enchimento, conforme recomendado pelo fabricante. O conteúdo 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 da energização, 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 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 terra, soquete 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): Em casos onde um barramento fase isolada (única) é utilizado, 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: Teste de Resistência a Tensão Alternada de Baixa Frequência
O isolamento gasoso e sólido (dielétrico) dentro da subestação isolada a gás (GIS) deve passar por aplicação de uma tensão de condicionamento de baixa frequência. A frequência dessa tensão de condicionamento varia de 30 Hz a 200 Hz, e é aplicada em níveis de tensão e por durações especificadas pelo fabricante. Após a aplicação da tensão de condicionamento, é realizado um teste de resistência a tensão de baixa frequência (30 Hz a 200 Hz) de um minuto.
Este teste de resistência a tensão de baixa frequência de um minuto é realizado a 80% da tensão de resistência de baixa frequência nominal 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 adicional foi deixado dentro das caixas durante o processo de montagem. Finalmente, esses testes provam que o GIS é capaz de suportar a tensão de teste, validando sua integridade e desempenho.
4. Testes Elétricos: Requisitos e Condições de Resistência a Tensão 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, parafusos de descarga, lacunas de proteção, cabos de energia, 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 Resistência a Tensão Alternada de Baixa Frequência
Testes de resistência a tensão devem ser realizados entre cada fase energizada e a caixa aterrada. Em 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 de campo.
Antes de iniciar os testes de resistência a tensão, todos os transformadores de potência, parafusos de descarga, lacunas de proteção, cabos de energia 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 equipamento GIS podem oferecer a vantagem adicional de testar a lacuna aberta de alguns seccionadores, embora tal teste de campo não seja obrigatório. Além disso, pode ser necessário isolar seções do GIS para facilitar a localização de uma descarga disruptiva ou 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 descargas parciais. O procedimento para a 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 energia conectados a um GIS. Essas tensões de teste seriam inevitavelmente aplicadas do lado oposto do cabo 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. O fabricante deve ser consultado 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 fiação de controle interconectada instalada no 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 montadas no campo deve ser verificado para garantir a conformidade com os requisitos especificados.
A fiação de controle deve ser verificada para conformidade com os esquemas e diagramas de fiação.
O funcionamento adequado de cada sistema de travamento elétrico, pneumático, hidráulico, mecânico, operado por chave ou combinado, precisa ser verificado para operação correta em condições permissivas e de bloqueio.
O funcionamento adequado dos controles, sistemas de monitoramento e alarme de gás, pneumático e hidráulico, equipamentos de proteção e regulação, contadores de operação, incluindo aquecedores e luzes, deve ser confirmado.
Cada indicador de posição mecânico e elétrico para cada disjuntor, seccionador e seccionador de terra deve ser verificado para indicar com precisão as posições abertas e fechadas do dispositivo.
As zonas de gás, identificação das zonas de gás, válvulas de gás, posições das válvulas de gás e tubulações interconectadas devem ser verificadas para estar de acordo com os desenhos físicos.
Os parâmetros de operação, como alinhamento de contato, curso de contato, velocidade, tempo de abertura e tempo de fechamento de cada disjuntor, seccionador e seccionador de terra, devem ser verificados de acordo com os requisitos especificados.
O funcionamento correto dos compressores, bombas, contatos auxiliares e esquemas anti-bomba deve ser verificado para atender aos requisitos especificados.
Os disjuntores precisam ser testados em trip a tensões mínimas e máximas de controle para confirmar o funcionamento correto.
A fiação secundária deve ser verificada para ter terminais de fios corretos, crimpagem adequada, parafusos de bloco terminal apertados, marcadores de fios e cabos corretos e fiação de acordo com os desenhos do fabricante.
Conectando o GIS ao Sistema Elétrico
Uma vez que a subestação isolada a gás tenha sido totalmente instalada, fiação e todos os testes de campo concluídos com sucesso, o novo equipamento 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 por comando remoto e as relações de fase adequadas com várias linhas de transmissão. Esta segunda série de testes é esperada para 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 de Alta Tensão e Medidas Durante o Ciclo de Vida do GIS Autores: U.Schichler, E. Kynast
Testes no Local de GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Suíça.
