Високовольтне газозахищене комутаційне обладнання (GIS) Полеві випробування за IEEE C37.122
Полеві випробування високовольтного газозаповненого комутаційного обладнання (GIS) за IEEE C37.122
Остаточна збірка газозаповненої підстанції (GIS) проводиться на місці. Саме тут усі різні компоненти, які складають GIS, зустрічаються разом вперше. Навіть якщо було б можливо повністю зібрати GIS на заводі, його все одно довелося б розібрати для транспортування, перевезти і знову зібрати на місці встановлення.
Метою полевих випробувань є підтвердження того, що всі компоненти GIS працюють задовільно, як електрично, так і механічно, після збирання на місці роботи. Ці випробування надають засіб демонстрації того, що обладнання GIS було правильно зібране і прокладене, і буде працювати як очікується.
Механічні випробування: Витікання газу та якість газу (вологість, чистота та густота)
Випробування на витікання газу: Усі газові камери GIS повинні бути заповнені шестифторидом сірки (SF6) або необхідною газовою сумішшю до виробничої номінальної наповнювальної тиску. Після цього проводиться випробування на виявлення будь-яких витікань газу. Передовим етапом є огляд для виявлення всіх потенційних точок витікання газу та забезпечення відповідності вказаному максимальному ступеню витікання газу. Це випробування на витікання газу має охоплювати всі фланці корпусів, сварні шви корпусів, а також всі пристрої контролю газу, газові клапани та з'єднуючі трубопроводи, які були зібрані на місці роботи.
Вимірювання вмісту вологи: Вміст вологи в газі повинен бути виміряний перед підключенням GIS. Для отримання надійного виміру, вміст вологи слід вимірювати через певний час після заповнення, як рекомендує виробник. Вміст вологи не повинен перевищувати граничне значення, встановлене виробником, або значення, домовлене між виробником та користувачем, залежно від того, яке менше.
Перевірка чистоти газу: Перед підключенням, чистота газу, виражена в процентах SF6, повинна бути перевірена. Чистота газу повинна відповідати вимогам, вказаним виробником.
Вимірювання густини газу: Густина газу повинна бути виміряна та підтверджена відповідність номінальним виробничим вимогам наповнення.
2. Електричні випробування: Опір контакту
Основні кола, що проводять струм: Вимірювання опору контакту основних кіл, що проводять струм, необхідні для кожного з'єднання шин, вимикачів, відключаючих перемикачів, заземлюючих перемикачів, втулок та з'єднань силових кабелів. Ці вимірювання використовуються для демонстрації та підтвердження того, що значення опору знаходяться в межах визначених границь.
З'єднання заземлення корпусу GIS(для ізольованої фазової шини): У випадках, коли використовується ізольована (однофазова) шина, вимірювання опору контакту також повинні бути проведено на з'єднаннях заземлення корпусу GIS. Вимірювання опору не повинні перевищувати максимально допустимі значення за IEEE Std C37.100.1.
3. Електричні випробування: Випробування на витривалість при низькочастотному напругі
Газове та тверде утеплення (діелектрики) в газозаповненій підстанції (GIS) повинні пройти випробування на витривалість при низькочастотному напруженні. Частота цього напруженння становить від 30 Гц до 200 Гц, і воно застосовується на рівнях напруги та протягом періоду, вказаних виробником. Після застосування напруженння, проводиться випробування на витривалість при низькочастотному напруженнні (30 Гц до 200 Гц) тривалістю одну хвилину.
Це випробування на витривалість при низькочастотному напруженні тривалістю одну хвилину проводиться на 80% від номінальної витривалості при низькочастотному напруженні, яке було випробоване на заводі виробника. Метою цих високовольтних випробувань є підтвердження кількох аспектів. По-перше, воно перевіряє, чи компоненти газозаповненої підстанції пережили процес транспортування без пошкоджень. По-друге, воно гарантує, що всі компоненти були правильно зібрані. По-третє, воно перевіряє, чи не залишилися жодні сторонні матеріали всередині корпусів під час процесу збирання. Врешті-решт, ці випробування доводять, що GIS здатна витримати випробувальне напругу, таким чином підтверджуючи її цілісність та продуктивність.
4. Електричні випробування: Вимоги та умови витривалості при напругі
Випробування на витривалість при напругі повинні проводитися між кожним живленим фазою та заземленим корпусом. Для корпусів, що містять всі три фази, кожна фаза повинна тестуватися окремо, з корпусом та двома іншими фазами, які заземлені. Перед початком випробувань на витривалість при напругі, всі силові трансформатори, грозозахисні пристрої, захисні проміжки, силові кабелі, високовольтні лінії передачі та напругові трансформатори повинні бути відключені. Напругові трансформатори можуть бути випробовані до насичування напруги трансформатора на частоті випробування.
5. Електричні випробування: Вимоги та умови витривалості при низькочастотному напругі
Випробування на витривалість при напругі повинні проводитися між кожним живленим фазою та заземленим корпусом. В корпусах, що містять всі три фази, кожна фаза повинна тестуватися по черзі, поки корпус та дві інші фази заземлені. Ізоляція між кожним парним фазовим провідником не потребує додаткових полевих випробувань на витривалість при напругі.
Перед початком випробувань на витривалість при напругі, всі силові трансформатори, грозозахисні пристрої, захисні проміжки, силові кабелі та високовольтні лінії передачі повинні бути відключені. Напругові трансформатори повинні бути випробовані до їхнього насичення напруги на частоті випробування.
Відокремлення секцій обладнання GIS може надати додаткову перевагу полевого випробування відкритого проміжку деяких відключаючих перемикачів, хоча таке полеве випробування не є обов'язковим. Крім того, може бути необхідно відокремити секції GIS, щоб спростити локалізацію руйнівного розряду або обмежити енергію, потенційно виділену під час руйнівного розряду.
Вимірювання часткових розрядів може бути проведено для виявлення можливого проникнення провідних частинок або пошкодження високовольтних ізоляційних компонентів, які могли відбутися під час заводських випробувань, транспортування або встановлення. Газозаповнене комутаційне обладнання має бути практично вільним від часткових розрядів. Процедура вимірювання часткових розрядів та її трактування повинні бути надані виробником та домовлені між користувачем та виробником.
6. Електричні випробування: Випробування на витривалість при постійному струмі
Випробування на витривалість при постійному струмі не рекомендується для завершеного GIS. Однак, може бути необхідно провести випробування на витривалість при постійному струмі на силових кабелях, підключених до GIS. Ці випробувальні напруги необхідно застосовувати з кінця кабелю, протилежного GIS, таким чином піддаючи невелику частину GIS напрузі постійного струму. Рекомендується зберегти частину GIS, подану на цю напругу постійного струму, якомога меншою. Перед проведенням цих випробувань слід проконсультуватися з виробником.
7. Електричні випробування: Випробування допоміжних кіл
Діелектричні, контрольні та вимірювання опору повинні бути проведено на всіх з'єднуючих керуючих проводах, встановлених на місці.
8. Механічні та електричні функціональні та експлуатаційні випробування
Після збирання GIS на місці роботи, наступні аспекти повинні бути перевірені:
Необхідно перевірити момент затягування всіх болтів та з'єднань, зібраних на місці, щоб забезпечити відповідність вказаним вимогам.
Керуючі провода повинні бути перевірені на відповідність схемам та діаграмам з'єднання.
Правильна робота кожного електричного, пневматичного, гідравлічного, механічного, ключового або комбінованого блокувального системи повинна бути перевірена на правильну роботу в обох дозволюючих та блокуючих умовах.
Необхідно підтвердити правильну роботу керуючих пристроїв, систем моніторингу та сигналізації газу, пневматики та гідравліки, захисного та регулюючого обладнання, лічильників роботи, включаючи нагрівачі та освітлення.
Кожен механічний та електричний показчик положення для кожного вимикача, відключаючого перемикача та заземлюючого перемикача повинен бути перевірений на правильне відображення відкритого та закритого положення пристрою.
Необхідно перевірити, що газові зони, ідентифікація газових зон, газові клапани, положення газових клапанів та з'єднуючі трубопроводи відповідають фізичним чертежам.
Експлуатаційні параметри, такі як вирівнювання контактів, хід контактів, швидкість, час відкриття та час закриття кожного вимикача, відключаючого перемикача та заземлюючого перемикача, повинні бути перевірені відповідно до вказаних вимог.
Правильна робота компресорів, насосів, допоміжних контактів та схем анти-помпи повинна бути перевірена на відповідність вказаним вимогам.
Вимикачі повинні бути перевірені на відключення при мінімальній та максимальній керуючій напругі, щоб підтвердити правильну роботу.
Другорядне з'єднання повинно бути перевірено на правильність зажимів, якісне зіставлення, затягнуті винти клеммників, правильні маркери проводів та кабелів, та з'єднання відповідно до чертежів виробника.
Підключення GIS до електричної системи
Після повного встановлення, з'єднання та успішного завершення всіх полевих випробувань газозаповнена підстанція готова до підключення до існуючої електричної системи. Цей процес включає ще один набір випробувань для перевірки роботи захисних реле, здатності вимикачів відключатися за віддаленим командуванням та правильних фазових відносин з різними лініями передачі. Цей другий набір випробувань очікується бути схожим, але не обов'язково ідентичним, випробуванням, проведеному на повітрянозаповненій підстанції (AIS).
Джерела:
IEC 6227-1 (2011) Високовольтне комутаційне обладнання та керуючі пристрої – Частина 1: Спільні специфікації.
IEEE C37.122 (2010) Стандарт IEEE для газозаповнених підстанцій.
IEEE C37.122-1 (2013) Руководство для газозаповнених підстанцій, що мають номінальну напругу понад 52 кВ.
Книга "Газозаповнені підстанції" під редакцією Германа Коха.
https://www.omicronenergy.com
Стаття "Високовольтні випробування та вимірювання на протязі життєвого циклу GIS" Автори: U.Schichler, E. Kynast
Полеві випробування GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Schweiz.
