Полевые испытания высоковольтного газонаполненного коммутационного оборудования (GIS) в соответствии с IEEE C37.122

Полевые испытания высоковольтного газоизолированного коммутационного оборудования (GIS) в соответствии с IEEE C37.122

Финальная сборка газоизолированной подстанции (GIS) осуществляется на месте. Именно здесь все разнообразные компоненты, составляющие GIS, собираются вместе впервые. Даже если бы было возможно полностью собрать GIS на заводе, его все равно пришлось бы разобрать для транспортировки, доставить и затем снова собрать на месте установки.
Цель полевых испытаний — подтвердить, что все компоненты GIS функционируют удовлетворительно как электрически, так и механически после сборки на объекте. Эти испытания предоставляют возможность продемонстрировать, что оборудование GIS собрано и подключено правильно и будет работать, как ожидается.

• Механические испытания: Утечки газа и качество газа (влажность, чистота и плотность)

• Испытание на утечку газа: Все газовые камеры GIS должны быть заполнены гексафторидом серы (SF6) или требуемой газовой смесью до номинального давления, указанного производителем. Затем проводится тест на обнаружение утечек газа. Первоначальный осмотр проводится для выявления всех потенциальных точек утечки газа и обеспечения соответствия максимальному допустимому уровню утечки газа. Этот тест на утечку газа должен охватывать все фланцы корпусов, сварные швы, а также все устройства контроля газа, газовые клапаны и соединительные газовые трубопроводы, собранные на объекте.

• Измерение влажности: Влажность газа должна быть измерена перед подачей напряжения на GIS. Для получения надежного измерения влажность следует измерять через определенный период времени после заполнения, как рекомендует производитель. Влажность не должна превышать предел, установленный производителем, или согласованное значение между производителем и пользователем, в зависимости от того, какое из них ниже.

• Проверка чистоты газа: До подачи напряжения необходимо проверить чистоту газа, выраженную в процентах SF6. Чистота газа должна соответствовать требованиям, указанным производителем.
  Измерение плотности газа: Плотность газа должна быть измерена и подтверждена в соответствии с номинальными требованиями заполнения, указанными производителем.

2. Электрические испытания: Сопротивление контактов

• Основные цепи: Измерения сопротивления контактов основных цепей требуются для каждого соединения шины, выключателя, разъединителя, заземляющего выключателя, изолятора и кабельного соединения. Эти измерения используются для демонстрации и проверки, что значения сопротивления находятся в пределах установленных норм.
  Соединения корпуса GIS

• (для изолированных однофазных шин): В случаях, когда используется изолированная (одиночная) однофазная шина, измерения сопротивления контактов также должны выполняться на соединениях корпуса GIS. Значения сопротивления не должны превышать максимально допустимые значения, указанные в IEEE Std C37.100.1.

3. Электрические испытания: Испытание на выдерживание низкочастотного переменного напряжения

Газовая и твердая изоляция (диэлектрики) внутри газоизолированной подстанции (GIS) должны подвергаться воздействию низкочастотного обусловливающего напряжения. Частота этого обусловливающего напряжения находится в диапазоне от 30 Гц до 200 Гц, и оно применяется на уровнях напряжения и в течение времени, указанных производителем. После применения обусловливающего напряжения проводится однominутное испытание на выдерживание низкочастотного (30 Гц до 200 Гц) напряжения.

Это однominутное испытание на выдерживание низкочастотного напряжения проводится на 80% номинального низкочастотного напряжения, которое было протестировано на заводе-изготовителе. Цель этих высоковольтных испытаний — подтвердить несколько аспектов. Во-первых, они проверяют, что компоненты газоизолированной подстанции перенесли процесс транспортировки без повреждений. Во-вторых, они обеспечивают, что все компоненты были правильно собраны. В-третьих, они проверяют, что во время сборки внутрь корпусов не осталось посторонних материалов. В конечном итоге, эти испытания доказывают, что GIS способен выдерживать испытательное напряжение, тем самым подтверждая его целостность и производительность.

4. Электрические испытания: Требования и условия испытаний на выдерживание переменного напряжения

Испытания на выдерживание напряжения должны проводиться между каждой заряженной фазой и заземленным корпусом. Для корпусов, содержащих все три фазы, каждая фаза должна тестироваться индивидуально, с заземлением корпуса и двух других фаз. Перед началом испытаний на выдерживание напряжения все силовые трансформаторы, ограничители перенапряжений, защитные промежутки, силовые кабели, воздушные линии электропередачи и трансформаторы напряжения должны быть отключены. Трансформаторы напряжения можно тестировать до насыщения трансформатора при частоте испытания.

5. Электрические испытания: Требования и условия испытаний на выдерживание низкочастотного переменного напряжения

Испытания на выдерживание напряжения должны проводиться между каждой заряженной фазой и заземленным корпусом. В корпусах, содержащих все три фазы, каждая фаза должна тестироваться по отдельности, с заземлением корпуса и двух других фаз. Изоляция между каждой парой фазных проводников не требует дополнительных полевых испытаний на выдерживание напряжения.

Перед началом испытаний на выдерживание напряжения все силовые трансформаторы, ограничители перенапряжений, защитные промежутки, силовые кабели и воздушные линии электропередачи должны быть отключены. Трансформаторы напряжения следует тестировать до их насыщения при частоте испытания.

Изолирование секций оборудования GIS может предложить дополнительное преимущество для полевых испытаний открытого промежутка некоторых разъединителей, хотя такое полевое испытание не является обязательным. Кроме того, может потребоваться изолирование секций GIS для облегчения локализации нарушительного разряда или для ограничения энергии, потенциально высвобождаемой при нарушительном разряде.

Измерение частичных разрядов может быть выполнено для обнаружения возможного проникновения проводящих частиц или повреждения высоковольтных изоляционных компонентов, которые могли произойти во время заводских испытаний, транспортировки или монтажа. Газоизолированное коммутационное оборудование должно быть практически свободно от частичных разрядов. Процедура измерения частичных разрядов и ее интерпретация должны быть предоставлены производителем и согласованы между пользователем и производителем.

6. Электрические испытания: Испытания на выдерживание постоянного напряжения

Испытания на выдерживание постоянного напряжения не рекомендуются для полностью собранного GIS. Однако может потребоваться проведение испытаний на выдерживание постоянного напряжения для силовых кабелей, подключенных к GIS. Эти испытательные напряжения будут применяться с противоположного конца кабеля, таким образом, небольшая часть GIS будет подвергаться воздействию постоянного напряжения. Рекомендуется, чтобы часть GIS, подвергающаяся воздействию постоянного напряжения, была как можно меньше. Перед проведением этих испытаний следует проконсультироваться с производителем.

7. Электрические испытания: Испытания вспомогательных цепей

Должны быть проведены диэлектрические, контрольные и измерения сопротивления на всей соединительной проводке управления, установленной на месте.

8. Механические и электрические функциональные и эксплуатационные испытания

После сборки GIS на объекте необходимо проверить следующие аспекты:

• Значение момента затяжки всех болтов и соединений, собранных на месте, должно быть проверено на соответствие указанным требованиям.

• Контрольная проводка должна быть проверена на соответствие схемам и чертежам.

• Необходимо проверить правильную работу каждого электрического, пневматического, гидравлического, механического, ключевого или комбинированного блокировочного устройства в условиях как разрешения, так и блокировки.

• Необходимо подтвердить правильную работу систем управления, контроля газа, пневматики и гидравлики, сигнализации, защитного и регулирующего оборудования, счетчиков операций, включая нагреватели и освещение.

• Необходимо проверить, что каждый механический и электрический индикатор положения для каждого выключателя, разъединителя и заземляющего выключателя точно показывает открытое и закрытое положение устройства.

• Необходимо проверить, что газовые зоны, идентификация газовых зон, газовые клапаны, положение газовых клапанов и соединительные трубопроводы соответствуют чертежам.

• Необходимо проверить параметры работы, такие как выравнивание контактов, ход контактов, скорость, время открытия и закрытия для каждого выключателя, разъединителя и заземляющего выключателя, в соответствии с указанными требованиями.

• Необходимо проверить правильную работу компрессоров, насосов, вспомогательных контактов и схем защиты от перекачки, чтобы они соответствовали указанным требованиям.

• Выключатели необходимо протестировать на минимальном и максимальном управляющем напряжении, чтобы подтвердить правильную работу.

• Вторичная проводка должна быть проверена на наличие правильных клемм, правильную опрессовку, затянутые винты клеммных колодок, правильные маркеры проводов и кабелей, а также на соответствие чертежам производителя.

Подключение GIS к электрической системе

После полной установки, подключения и успешного завершения всех полевых испытаний новое оборудование готово к подключению к существующей электрической системе. Этот процесс включает в себя еще один набор испытаний для проверки работы реле защиты, способности выключателей срабатывать по удаленной команде и правильности фазовых соотношений с различными линиями передачи. Этот второй набор испытаний ожидается, что будет похож, если не идентичен, на испытания, проводимые на воздушно-изолированной подстанции (AIS).

Ссылки:

• IEC 6227-1 (2011) Высоковольтное коммутационное оборудование и аппаратура управления — Часть 1: Общие спецификации.

• IEEE C37.122 (2010) Стандарт IEEE для газоизолированных подстанций.

• IEEE C37.122-1 (2013) Руководство для газоизолированных подстанций, рассчитанных на напряжение выше 52 кВ.

• Книга "Газоизолированные подстанции", редактор Герман Коч.

• https://www.omicronenergy.com

• Статья "Высоковольтные испытания и измерения в течение жизненного цикла GIS", авторы: U.Schichler, E. Kynast

• Полевые испытания GIS, S.M. Neuhold, FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen, Цюрих, Швейцария.