การทดสอบภาคสนามของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่ฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊สแรงดันสูง (GIS) ตาม IEEE C37.122

การทดสอบภาคสนามสำหรับระบบสวิตช์เกียร์กัซฉนวนแรงดันสูง (GIS) ตาม IEEE C37.122

การประกอบสุดท้ายของสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวน (GIS) จะเกิดขึ้นในภาคสนาม นี่คือจุดที่ส่วนประกอบต่างๆ ที่ทำให้เกิด GIS จะถูกนำมาเชื่อมต่อกันเป็นครั้งแรก แม้ว่าจะสามารถประกอบ GIS ได้ครบถ้วนในโรงงาน แต่ยังคงต้องถอดแยกเพื่อขนส่ง ส่ง และประกอบใหม่ที่ไซต์ติดตั้ง
วัตถุประสงค์ของการทดสอบภาคสนามคือเพื่อยืนยันว่าส่วนประกอบทั้งหมดของ GIS ทำงานได้อย่างพึงพอใจทั้งทางไฟฟ้าและกลไกหลังจากถูกประกอบที่ไซต์งาน การทดสอบเหล่านี้ให้แนวทางในการแสดงว่าอุปกรณ์ GIS ได้ถูกประกอบและต่อสายไฟอย่างถูกต้องและจะทำงานตามที่คาดหวัง

• การทดสอบกลไก: การรั่วไหลของกัซและการตรวจสอบคุณภาพของกัซ (ความชื้น ความบริสุทธิ์ และความหนาแน่น)

• การทดสอบการรั่วไหลของกัซ: ทุกช่องกัซของ GIS ต้องเติมกัซซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) หรือกัซผสมที่กำหนดโดยผู้ผลิตจนถึงแรงดันเติมที่ระบุไว้ จากนั้นทำการทดสอบเพื่อตรวจจับการรั่วไหลของกัซ การตรวจสอบเบื้องต้นจะดำเนินการเพื่อระบุจุดที่อาจมีการรั่วไหลของกัซและตรวจสอบให้ตรงตามอัตราการรั่วไหลสูงสุดที่กำหนด การทดสอบการรั่วไหลของกัซควรครอบคลุมทุกฝาครอบแบบฟลานเจส, การเชื่อมต่อฝาครอบ, รวมถึงอุปกรณ์ตรวจสอบกัซ, วาล์วกัซ, และท่อน้ำประปาที่เชื่อมต่อที่ประกอบที่ไซต์งาน

• การวัดความชื้น: จำเป็นต้องวัดความชื้นของกัซก่อนที่ GIS จะได้รับพลังงาน เพื่อให้ได้การวัดที่เชื่อถือได้ ควรวัดความชื้นหลังจากการเติมกัซตามระยะเวลาที่ผู้ผลิตแนะนำ ความชื้นไม่ควรเกินค่าที่ผู้ผลิตกำหนดหรือค่าที่ตกลงระหว่างผู้ผลิตและผู้ใช้ แล้วแต่ค่าใดจะต่ำกว่า

• การตรวจสอบความบริสุทธิ์ของกัซ: ก่อนที่จะได้รับพลังงาน ความบริสุทธิ์ของกัซ ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ SF6 ต้องได้รับการตรวจสอบ ความบริสุทธิ์ของกัซควรตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิต
  การวัดความหนาแน่นของกัซ: ควรวัดความหนาแน่นของกัซและยืนยันว่าตรงตามความต้องการในการเติมกัซตามที่ผู้ผลิตกำหนด

2. การทดสอบทางไฟฟ้า: ความต้านทานการติดต่อ

• วงจรกระแสหลัก: การวัดความต้านทานการติดต่อของวงจรกระแสหลักจำเป็นสำหรับแต่ละจุดเชื่อมต่อบัส, วงจรตัด, วงจรแยก, วงจรกราวด์, บูชชิ่ง, และการเชื่อมต่อสายไฟฟ้า ใช้การวัดเหล่านี้เพื่อแสดงและยืนยันว่าค่าความต้านทานอยู่ภายในขอบเขตที่กำหนด
  การเชื่อมต่อโครงสร้าง GIS

• (สำหรับบัสเฟสเดียว): ในกรณีที่ใช้บัสเฟสเดียว การวัดความต้านทานการติดต่อต้องดำเนินการบนการเชื่อมต่อโครงสร้าง GIS ค่าความต้านทานไม่ควรเกินค่าสูงสุดที่อนุญาตตาม IEEE Std C37.100.1

3. การทดสอบทางไฟฟ้า: การทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า AC ความถี่ต่ำ

ฉนวนกัซและของแข็งภายในสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวน (GIS) ต้องได้รับการทดสอบโดยใช้แรงดันไฟฟ้า DC ความถี่ต่ำ ความถี่ของการทดสอบนี้อยู่ระหว่าง 30 Hz ถึง 200 Hz และจะใช้แรงดันและระยะเวลาตามที่ผู้ผลิตกำหนด หลังจากใช้แรงดันทดสอบแล้ว จะดำเนินการทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า AC ความถี่ต่ำ (30 Hz ถึง 200 Hz) เป็นเวลาหนึ่งนาที

การทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า AC ความถี่ต่ำเป็นเวลาหนึ่งนาทีนี้จะดำเนินการที่ 80% ของแรงดันทนแรงดันไฟฟ้า AC ความถี่ต่ำที่ทดสอบในโรงงานของผู้ผลิต วัตถุประสงค์ของการทดสอบแรงดันสูงเหล่านี้คือเพื่อยืนยันหลายแง่มุม ประการแรก มันตรวจสอบว่าส่วนประกอบของสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวนได้รับความเสียหายจากการขนส่งหรือไม่ ประการที่สอง มันยืนยันว่าส่วนประกอบทั้งหมดถูกประกอบอย่างถูกต้อง ประการที่สาม มันตรวจสอบว่าไม่มีวัสดุแปลกปลอมหรือวัสดุที่ไม่จำเป็นตกค้างอยู่ภายในโครงสร้างระหว่างการประกอบ ท้ายที่สุด การทดสอบเหล่านี้ยืนยันว่า GIS สามารถทนแรงดันทดสอบได้ ซึ่งยืนยันความสมบูรณ์และความสามารถในการทำงาน

4. การทดสอบทางไฟฟ้า: ข้อกำหนดและเงื่อนไขการทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า AC

การทดสอบทนแรงดันต้องดำเนินการระหว่างเฟสที่มีพลังงานและโครงสร้างที่ต่อกราวด์ สำหรับโครงสร้างที่บรรจุเฟสทั้งสาม เฟสแต่ละเฟสจะต้องทดสอบแยกกัน โดยโครงสร้างและเฟสอื่นๆ สองเฟสจะต่อกราวด์ ก่อนเริ่มการทดสอบทนแรงดัน ต้องทำการยกเลิกการเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้า, อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้ากระชาก, ช่องว่างป้องกัน, สายไฟฟ้า, สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ, และหม้อแปลงแรงดัน หม้อแปลงแรงดันสามารถทดสอบได้ถึงแรงดันอิ่มตัวของหม้อแปลงที่ความถี่ทดสอบ

5. การทดสอบทางไฟฟ้า: ข้อกำหนดและเงื่อนไขการทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า AC ความถี่ต่ำ

การทดสอบทนแรงดันต้องดำเนินการระหว่างเฟสที่มีพลังงานและโครงสร้างที่ต่อกราวด์ ในโครงสร้างที่บรรจุเฟสทั้งสาม เฟสแต่ละเฟสจะต้องทดสอบแยกกัน โดยโครงสร้างและเฟสอื่นๆ สองเฟสจะต่อกราวด์ ฉนวนระหว่างคอนดักเตอร์เฟสแต่ละคู่ไม่ต้องการการทดสอบทนแรงดันภาคสนามเพิ่มเติม

ก่อนเริ่มการทดสอบทนแรงดัน ต้องทำการยกเลิกการเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้า, อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้ากระชาก, ช่องว่างป้องกัน, สายไฟฟ้า, และสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ หม้อแปลงแรงดันควรทดสอบได้ถึงแรงดันอิ่มตัวของหม้อแปลงที่ความถี่ทดสอบ

การแยกส่วนของอุปกรณ์ GIS สามารถให้ประโยชน์เพิ่มเติมในการทดสอบภาคสนามช่องว่างของสวิตช์แยกบางตัว แม้ว่าการทดสอบภาคสนามนี้ไม่จำเป็น นอกจากนี้ อาจจำเป็นต้องแยกส่วนของ GIS เพื่อช่วยในการหาตำแหน่งของการปล่อยประจุหรือจำกัดพลังงานที่อาจปล่อยออกมาระหว่างการปล่อยประจุ

การวัดการปล่อยประจุบางส่วนสามารถดำเนินการเพื่อตรวจจับอนุภาคนำไฟฟ้าที่อาจแทรกซ้อนเข้ามาหรือความเสียหายของส่วนประกอบฉนวนแรงดันสูงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการทดสอบในโรงงาน การขนส่ง หรือการติดตั้ง ระบบสวิตช์เกียร์ที่ใช้กัซเป็นฉนวนควรมีการปล่อยประจุบางส่วนน้อยที่สุด ขั้นตอนการวัดการปล่อยประจุบางส่วนและการตีความควรได้รับจากผู้ผลิตและตกลงระหว่างผู้ใช้และผู้ผลิต

6. การทดสอบทางไฟฟ้า: การทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า DC

การทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า DC ไม่ควรทำสำหรับ GIS ที่เสร็จสมบูรณ์ แต่อาจจำเป็นต้องทำการทดสอบทนแรงดันไฟฟ้า DC บนสายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับ GIS แรงดันทดสอบเหล่านี้จะถูกใช้จากปลายสายตรงข้ามกับ GIS ทำให้ส่วนเล็กๆ ของ GIS ถูกทดสอบด้วยแรงดัน DC ควรพยายามให้ส่วนของ GIS ที่ถูกทดสอบด้วยแรงดัน DC น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ควรปรึกษาผู้ผลิตก่อนทำการทดสอบเหล่านี้

7. การทดสอบทางไฟฟ้า: การทดสอบวงจรควบคุมเสริม

ควรทำการทดสอบฉนวน, ความต่อเนื่อง, และความต้านทานบนสายควบคุมที่ติดตั้งในภาคสนามทั้งหมด

8. การทดสอบการทำงานและปฏิบัติการทางกลไกและไฟฟ้า

หลังจาก GIS ถูกประกอบที่ไซต์งาน ต้องตรวจสอบดังนี้:

• ค่าแรงบิดของสลักและเชื่อมต่อที่ประกอบในภาคสนามต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดที่ระบุ

• ควรตรวจสอบสายควบคุมให้ตรงตามแผนภาพและแผนผังการต่อสาย

• ต้องยืนยันว่าระบบล็อกไฟฟ้า, ลม, ไฮดรอลิก, กลไก, คีย์, หรือระบบล็อกผสมทำงานได้อย่างถูกต้องทั้งในสภาพอนุญาตและปิดกั้น

• ต้องยืนยันว่าการควบคุม, การตรวจสอบและแจ้งเตือนกัซ, ลม, และไฮดรอลิก, อุปกรณ์ป้องกันและควบคุม, เคาท์เตอร์การทำงาน, รวมถึงฮีตเตอร์และหลอดไฟ ทำงานได้อย่างถูกต้อง

• ต้องยืนยันว่าตัวบ่งชี้ตำแหน่งทางกลไกและไฟฟ้าของวงจรตัด, วงจรแยก, และวงจรกราวด์แสดงตำแหน่งเปิดและปิดของอุปกรณ์อย่างถูกต้อง

• ต้องยืนยันว่าโซนกัซ, การระบุโซนกัซ, วาล์วกัซ, ตำแหน่งวาล์วกัซ, และท่อน้ำประปาที่เชื่อมต่อตรงตามภาพวาดทางกายภาพ

• ต้องยืนยันว่าพารามิเตอร์การดำเนินงาน เช่น การจัดแนวติดต่อ, การเคลื่อนที่ติดต่อ, ความเร็ว, เวลาเปิด, และเวลาปิดของวงจรตัด, วงจรแยก, และวงจรกราวด์ตรงตามข้อกำหนดที่ระบุ

• ต้องยืนยันว่าคอมเพรสเซอร์, พัมป์, ตัวต่อเสริม, และแผนป้องกันการปั๊มทำงานได้ตรงตามข้อกำหนดที่ระบุ

• วงจรตัดต้องได้รับการทดสอบทริปที่แรงดันควบคุมต่ำสุดและสูงสุดเพื่อยืนยันการทำงานอย่างถูกต้อง

• สายไฟฟ้ารองต้องได้รับการตรวจสอบให้มีหัวสายที่ถูกต้อง, การยึดที่เหมาะสม, สกรูที่ขันแน่น, ตัวบ่งชี้สายและสายเคเบิลที่ถูกต้อง, และการต่อสายตามภาพวาดของผู้ผลิต

การเชื่อมต่อ GIS กับระบบไฟฟ้า

เมื่อสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวนถูกติดตั้ง, ต่อสาย, และทดสอบภาคสนามทั้งหมดแล้วเสร็จ อุปกรณ์ใหม่พร้อมที่จะเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าที่มีอยู่กระบวนการนี้มีการทดสอบอีกชุดหนึ่งเพื่อยืนยันการทำงานของรีเลย์ป้องกัน, ความสามารถของวงจรตัดในการทริปตามคำสั่งระยะไกล, และความสัมพันธ์เฟสที่ถูกต้องกับสายส่งไฟฟ้าต่างๆ การทดสอบชุดที่สองนี้คาดว่าจะคล้ายคลึงหรือเหมือนกับการทดสอบที่ดำเนินการบนสถานีไฟฟ้าที่ใช้อากาศเป็นฉนวน (AIS)

อ้างอิง:

• IEC 6227-1 (2011) ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์และควบคุมแรงดันสูง – ส่วนที่ 1: ข้อกำหนดทั่วไป

• IEEE C37.122 (2010) มาตรฐาน IEEE สำหรับสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวน

• IEEE C37.122-1 (2013) คู่มือสำหรับสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวนที่มีแรงดันมากกว่า 52 kV

• หนังสือสถานีไฟฟ้าที่ใช้กัซเป็นฉนวน โดย Hermann Koch

• https://www.omicronenergy.com

• บทความการทดสอบและวัดแรงดันสูงตลอดวงจรชีวิตของ GIS โดย U.Schichler, E. Kynast

• การทดสอบภาคสนามของ GIS โดย S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz