Testaj Metodoj por Nova Instalita 35 kV GIS Gaz-Insulata Ŝaltanaro

GIS (Gas-Insulated Switchgear) proponas avantaĝojn kiel kompakta strukturo, fleksibla operacio, fidinda interligo, longa servoperiodo, senmantena operacio, kaj malgranda spuro. Ĝi ankaŭ posedas multajn neanstataŭigeblajn avantaĝojn en izolada efikeco, eco-amikebleco, kaj energi-sparado, kaj estas pli kaj pli aplikiĝanta en industrioj kaj minado, aeroportoj, ferrovajoj, metrooj, vetromakroj, kaj aliaj kampoj.

Certa enteprizo havis 35 kV enan substationon originalte ekipitan kun aer-izolita switchgear kun 10 sekcioj. Ĉi tiu ĝisdatigo aldonas 4 novajn sekciojn. Tamen, la originala areo de la sitego ne povas akomodi la etenditajn postulojn de la sekcioj. Krome, konsiderante la jaron en servo de la ekiparo kaj la sekurecan performadon, la 35 kV substationo estas retrofitebla kun SF₆ gas-izolita metala fermita switchgear. La ekzistanta areo de la switchgear-chambro povas kontentigi la etendajn postulojn, kaj la tuta sekureca performado de la elektra ekiparo estos signife plibonigita.

Ĉi tiu artikolo studas, laŭ la ĉefaj komponantoj de la switchgear, la jenajn testojn respektive: korpo kaj busbar izolaj testoj, vakuuma circuit-breaker testoj, tensio-transformilo testoj, kuranttransformilo testoj, metaloksidaj surŝtokprotektoro testoj, kaj potenco-kablon testoj.

1.Testa Element-Klasifiko kaj Sekvenco-Aranĝo
La Bus-segmento III de 35 kV substationo konsistas el duobla-bus sistema formita per 14 ZX2-tipoj de SF₆ gas-izolita switchgear unuoj. Ĉiuj primaraj vivaj partoj en la kabinetoj estas instalitaj en sigelitaj gazplenaj korpoj, farante direktan preventivan testigon malfacilan. Testigo do devas esti farita formante testajn cirkvitojn uzante najbarajn switchgear unuojn. Multaj kondukaj partoj, kiel tensio-transformiloj kaj busbars, uzas enmetajn konektojn. Por certigi bonan kontaktadon ĉe ĉiuj busbar enmetaj kunligoj, DC kontaktresistanco mezuradoj devas esti faritaj ĉe ĉiuj kunligoj. Dum testigo, tempora testa enmetilo devas esti instalita ĉe kablosoketoj por servi kiel testa aliro, kio pligrandigas testan malfacilecon kaj laboron. Do, la testa sekvenco devas esti racione aranĝita por minimumigi laboron. Konsiderante la suprajn faktorojn, elektra ekipara testigo por la 35 kV Bus-segmento III estas realigita per du metodoj: interna kabinet-testo kaj ekstera kabinet-testo.

2. Karakteraj Testoj de Ekiparoj En la Switchgear
Interna kabinet-testo estas farita en du rondoj. En la unua rondo, nivelo-bazaj kuranto-injektaj testaj enmetiloj estas uzitaj; ĉi tiuj enmetiloj estas facile instalataj—simple enmetis en la kablosoketojn en la switchgear. En la dua rondo, alta-volta testa enmetilo estas enmetis en la kablosoketojn en la switchgear kaj fiksita per ŝraŭboj por enkonduki testan voltan en la testota ekiparo.

2.1 Unua Rondaj Testoj
2.1.1 Vakuuma Circuit-Breaker Testoj
En ĉi tiu rondo, mekanikaj karakteraj testoj kaj operaci-mekanismaj testoj estas faritaj unue, ambaŭ uzante circuit-breaker-dinamikan karaktertestilon. Du najbaraj switchgear unuoj estas grupitaj kune. Tri-faza testa ligiloj estas konekitaj je unu fino, kaj la alia fino estas teritaj. La mekanikaj karakteroj kaj spiralo-operaciaj voltoj de la du serie-ligitaj circuit-breakers estas mezuritaj aparte—t.e., dum mezurado de la mekanikaj karakteroj de unu circuit-breaker, la alia circuit-breaker estas fermis por servi kiel testa vojo. La testa metodo estas identa al normaj proceduroj. Por la bus-tie breaker bay 9AH, kiu ligitas la ĉefan kaj helpan busojn de la duobla-bus sistema, ĝi povas esti serie-ligita kun la maldekstra breaker 10AH kaj la dekstra breaker 8AH (triaj breakers totala) por uzi la testajn vojojn de 10AH kaj 8AH.

2.1.2 DC Kontaktresistanco Testo de Kondukaj Cirkvitoj kaj Bus Enmetaj Kunligoj
Por mezuri la kontaktresistancon de ĉiuj vakuumaj circuit-breakers, ĉefa/helpa bus diskomutiloj, kaj ĉefa/helpa bus enmetaj kunligoj, najbaraj switchgear unuoj ankoraŭ estas grupitaj en paroj, sed testotaj sinsekve—t.e., 1AH–2AH, 2AH–3AH, ..., 13AH–14AH. Por ĉiu paro, kiam la ĉefa (aŭ helpa) bus diskomutiloj de la du najbaraj switchgear unuoj estas fermis, la tri-faza DC kontaktresistanco de la korespondanta ĉefa (aŭ helpa) bus vojo estas mezurita. Loop-resistanco testilo estas uzita kun testa kuranto ĉirkaŭ 100 A. Ekzemple, por la bus-tie breaker 9AH, ĝi povas similmaniere esti serie-ligita kun la maldekstra 10AH kaj dekstra 8AH por formi du testajn vojojn: 10AH–ĉefa bus–9AH–helpa bus–8AH kaj 10AH–helpa bus–9AH–ĉefa bus–8AH. La testa metodo estas sama kiel por aliaj switchgear unuoj, kun rezultvaloroj en la amplekso de 200 ĝis 300 μΩ.

2.1.3 Kuranttransformilo Testoj
La primaraj kondukaj partoj de la gas-izolitaj specifaj kuranttransformiloj instalitaj en la kabinetoj estas sigelitaj en la korpo; do, iliaj testoj devas esti finitaj samtempe dum interna kabinet-testo. En ĉi tiu rondo, rilatumaj testoj, polaraj kontroladoj, kaj eksitcarakteraj kurbotestoj estas faritaj unue. Ĉi tiuj testoj estas faritaj uzante multifunkciajn tut-automatan kompletan transformilotestilon.

Por rilatumaj testoj kaj polaraj kontroladoj: la testa cirkvito-konfiguro estas konsista kun tiu de la circuit-breaker mekanikaj karakteraj testoj—t.e., du najbaraj switchgear unuoj estas grupitaj, kun iliaj circuit-breakers kaj same-flankaj bus diskomutiloj fermis. Alta kuranto estas injektita fazo po fazo, kaj dua-induktitaj kurantoj estas eltiritaj de la korespondantaj dua kurant-terminals por mezuri la rilatumon kaj polaron de ĉiuj kuranttransformiloj serieligitaj en la cirkvito. La testa metodo estas identa al normaj proceduroj.

Por la eksitcaraktera kurbotesto: ĉi tiu testo nur postulas ke la primara cirkvito estu malfermita kaj povas esti farita ĉe iu ajn tempo. Konsiderante ke ĝi uzas la saman testan ekiparon kaj kunhavas la samajn dua kurant-terminals kiel la rilatumo-testo—t.e., testa kuranto estas injektita tra la korespondantaj dua kurant-terminals—ĝi povas esti farita samtempe kun la rilatumo-testo por plibonigi laboran efikecon.

2.2 Izolajadotestoj de aparatoj en la ŝaltara armo
En la dua rondiro de testoj, izolajadotestoj de la ŝaltara armo kaj busbaroj faritaj estas samtempe, inkluzive: izolajadotestoj de vivaj partoj de ĉirkaŭbrekilo al tero kaj inter kontaktoj, izolajadotestoj de ĉefaj/sekundaraj busdisigilaj vivaj partoj al tero kaj inter kontaktoj, izolajadotestoj de primara al sekundara kaj al tero de fluokirkigilo, kaj izolajadotestoj de ĉiuj internaj ĉefaj/sekundaraj busbaroj kaj konduktivaj partoj al tero kaj inter fazoj.

Ĉiu ŝaltara unuo subiras dufojan aplikon de voltado. Unue, la ĉefaj kaj sekundaraj busbaroj en la kuŝko estas grundebligitaj tra elektita ŝaltara unuo—t.e., la ĉirkaŭbrekilo kaj ĉu la ĉefa (aŭ sekundara) busdisigilo de la elektita ŝaltara unuo estas fermita. Tiam, la busligila ĉirkaŭbrekilo kaj ĝiaj ĉefaj/sekundaraj busdisigiloj estas fermitaj, kaj provizora grundebla drato estas instalita ĉe la kabelo-ĉefloko de tiu ŝaltara unuo, do grundebligante la tutan ĉefan kaj sekundaran busbarosistemon en la kuŝko.

La testota ŝaltara unuo uzas altvolan testplugon, kiun oni forte viksis en la kabelo-ĉeflokon por enkonduki la testvoltadon.

Dum la unua aplikado de voltado al la ŝaltara unuo, ĝia ĉirkaŭbrekilo estas malfermita, kaj la triesta ĉefa busdisigilo estas metita al la grundeblo (aŭ metita al la servosta pozicio kun la busgrundebligita alie), permesante daŭrigvoltestojn inter la primara al sekundara kaj primara al tero de la fluokirkigilo, kiel ankaŭ inter la kontaktoj de la ĉirkaŭbrekilo.

Dum la dua aplikado de voltado, la ĉirkaŭbrekilo estas fermita, kaj ambaŭ la ĉefa kaj sekundara bus triesta disigiloj estas en la malferma pozicio, ebligante daŭrigvoltestojn de la tuta ĉirkaŭbrekilaro al tero kaj inter la kontaktoj de la ĉefa/sekundara busdisigilo.

Por la speciala busligila ĉirkaŭbrekila bajejo 9AH, la testoj povas esti planitaj kune kun la ĉefa kaj sekundara bus daŭrigvoltestoj, postulante totalon de tri voltadaplikoj. Dum la unua aplikado de voltado, la busligila ĉirkaŭbrekilo kaj la ĉefa busdisigilo estas fermitaj, dum la sekundara busdisigilo estas malfermita. La sekundara bus estas grundebligita tra alia ŝaltara unuo, kaj la testvoltado estas enkondukita en la ĉefan buson tra certa ŝaltara unuo. Daŭrigvoltestoj tiam estas faritaj sur la ĉefa busosistemo, la tuta busligila ĉirkaŭbrekilo al tero, kaj la kontakta spaceto de la sekundara busdisigilo, kiel montrite en Figuro 1.

Dum la dua aplikado de voltado, la busligila ĉirkaŭbrekilo kaj la sekundara busdisigilo estas fermitaj, dum la ĉefa busdisigilo estas malfermita. La ĉefa bus estas grundebligita tra alia ŝaltara unuo, kaj la testvoltado estas enkondukita en la sekundaran buson tra certa ŝaltara unuo. Daŭrigvoltesto tiam estas farita sur la sekundara busosistemo, la tuta busligila ĉirkaŭbrekilo al tero, kaj la kontakta spaceto de la ĉefa busdisigilo.

Dum la tria aplikado de voltado, la kontakta spaceto de la busligila ĉirkaŭbrekilo estas testata tra la sekundara bus. Specife, la busligila sekundara busdisigilo estas fermita, la busligila ĉirkaŭbrekilo estas malfermita, kaj la busligila ĉefa busdisigilo estas metita al la “grundebla” pozicio. La testvoltado estas enkondukita en la sekundaran buson tra certa ŝaltara unuo por farigi la daŭrigvolteston de la kontakta spaceto de la busligila ĉirkaŭbrekilo.

3.Testoj efektivigitaj ekster la ŝaltara armo
Por aparatoj kiel fulmoprotektiloj, voltagtransformiloj, kaj kaboloj, ĉiuj testoj estas finitaj antaŭ instaliĝo.

3.1 Testoj de metaloksidaj fulmoprotektiloj
Ĉiuj ĉirkaŭbrekilaj bajejoj en la 35 kV Bus Sekcio III (escepte de la busligila bajejo) estas equipitaj per metaloksidaj, senspacaj, blinditaj, enmetaj fulmoprotektiloj. Testado estas efektivigita antaŭ instaliĝo de la protektiloj. Izolresistanco estas mezurata antaŭ kaj post la testo. DC alta-vola generilo estas uzata, kaj testoj estas efektivigitaj laŭ fabrikspecifajoj:

• DC referenca voltoje al 1 mA ≥ 73 kV

• Fuŝanta kuranto je 75% de U₁ₘₐ ≤ 50 μA

Dum testado, dediĉa izolanta maniko devas esti instalita sur la alta-vola terminalo de la protektilo; alie, en la ambia aero, surfaca fuŝo okazos pro alta volto kaj malgranda spaco, danĝerante la surfacan izoladon de la protektilo—farigante la teston neebligan kaj riskante aparatdanĝeron.

3.2 Voltagtransformila (VT) testoj
Totalo de 14 unufazaj, enmetaj, gasinsulitaj kuŝko-specifaj voltagtransformiloj estas instalitaj en la 35 kV Bus Sekcio III. Bus VTs diferencas de liniaj VTs en ke ili inkluzivas suplementan restan vindingon por nulordovoltagmezuro.

• Rilatumo kaj Polaritatestoj: Multfunkcia CT/VT testilo estas uzata por mezuri la voltagrilatumon inter la primara vindingo kaj ĉiu sekundara vindingo (inkluzive de la restantvindingo) kaj kontroligi polarirelaciojn.

• Ekscitcarakteristikkurbo: Per la sama testilo, ekscitvoltage estas aplikata al la sekundara vindingo, kaj la ekscitkurbo estas registrita je 20%, 50%, 80%, 100%, kaj 120% de la sekundara nomvolto (t.e., 20 V, 50 V, 80 V, 100 V, kaj 120 V).

Dum testado, provizora izolanta kapo (interna konusa izolilo) devas esti instalita sur la primara alta-vola terminalo; alie, surfaca fuŝo okazos, danĝerante la izoladon kaj malebligante atingi la testvoltadon.

• DC rezisto de vindingoj: La DC rezisto de ambaŭ primara kaj sekundara vindingo de ĉiu VT estas mezurata.

• AC Withstand Voltage Test: Ĉar tiuj VT-eroj estas speciale dizajnitaj por gas-insulata ŝaltpunkto, ilia ekstera izolado ne povas resisti altajn testvoltagejn ekster la kabinetaro. Tial, neniu frekvenca AC-withstand-testo estas farita sur la primara spirejo. Anstataŭe, induktita volttesto estas uzata. Ĉi tiu induktita testo povas esti kombinita kun la eksit-characteristic-testo—aplikante voltan por 1 minuto je 120 V en la dua flanko.

• Apliku 3 kV AC (frekvencon de la reto) por 1 minuto inter la termino N de la primara spirejo kaj ĉiuj aliaj spirejoj/terro.

• Apliku 2 kV AC (frekvencon de la reto) por 1 minuto inter ĉiu dua (aŭ restanta) spirejo kaj ĉiuj aliaj spirejoj/terro.

• Testoj de Helpkomponentoj: Mezuru la DC-resistancon de la primara flanka fuzaĵo de ĉiu VT kaj kontrolo la izolresistancon de la neutra punkta spark-gap-protektoro.

4.Precautionoj dum Testado

4.1 Bazaj Kondiĉoj Antaŭ Testado

• La manometro de SF₆ gaso devas indiki en la normala verda areo.

• La ĉelkovro de la ŝaltpunkto devas esti fidinde terigita, kun teriga rezisto konforma al la postuloj.

• Konfirmu ke la efektivaj pozicioj kaj status-indikiloj de tri-flankaj dismetiloj kaj circuit-breakers estas koraj.

• Ĉiuj neuzataj soketoj en la aparato sub testado devas esti fermitaj per izolantaj plugoj.

• Dum AC-withstand-testoj, kabelfinhavoj, montaj fortoj de arresteroj, kaj VT-montaj fortoj en bajeoj ricevintaj voltagon devas esti fermitaj per dediĉitaj izolantaj plugoj; neenergizitaj areoj ne bezonas fermiton.

• Konfirmu ke la busbar-finoj estas fermitaj per izolantaj plugoj kaj ke ambaŭ finaj kabinetaroj estas plene fermitaj.

4.2 Specialaj Caracteristiko de Alta-Voltagaj Testoj
Ĉar la ekstera izolada forteco de VT-eroj ekster la kabinetaro estas malplena, la induktita volttesto sur la primara spirejo devas esti kombinita kun la eksit-testo je malplena voltago, kiu ne plene reproduktas la normajn withstand-kondiĉojn. Aldone, DC-contact-resistance-measurements reflektas la totalan reziston de la tuta serio vojo—inkluzive de circuit-breakers, dismetiloj, bus-plug-juntoj, kaj CT-primarios—farante malfacile lokigi kiun specifan komponanton superas la permesitajn limojn se la totala valoro estas ekster la specifo.

4.3 Speciala Naturon de Alta-Voltagaj Testmetodoj
Ĉar rekta testado de aparatoj sfermitaj en gasplena enclosuro estas neebla, testcirkvitoj devas esti formitaj uzi adjacajn switchgear-unuojn kaj busbars. Tial, kompleksa testado de la tuta 35 kV Bus Section III povas nur esti farita kiam la bus-sistemo estas senenergigita. Tamen, certaj testoj povas esti faritaj sur individuaj senenergigitaj bajeoj:

• Ĉiuj CT-testoj (ekskluzive de rilatumtestoj)

• Withstand-testoj sur circuit-breaker-contact-gaps kaj linia-sekcioj

• Mechanical-characteristic-testoj de circuit-breakers (ekskluzive de la bus-tie-breaker)

• Ĉiuj testoj sur removaj komponentoj kiel kaboloj, surge-arresteroj, kaj VT-eroj

4.4 Specialaj Considerationoj por Test-Standardoj
Dum interna AC-withstand-testo, ĉar circuit-breakers, dismetiloj, CT-eroj, kaj busbars estas samtempe testitaj, la test-voltago devas esti limigita al la plej malalta withstand-rating inter ili—76 kV (la CT-standardo)—rezultigante malplenan stres-nivelon por aliaj komponentoj. Post forigo de duaj spirejoj por testado, la originala cirkvito devas esti rapide restaŭrita por eviti malbonan kontaktadon aŭ malfermitajn cirkvitojn.

5.Konkludo
Alta-voltaga testado de kompakta gas-insulata ŝaltpunkto envolvas unikajn defiojn kaj tre kompleksajn operaciajn postulojn. Tial, profunda kompreno de la aparatecarakteristiko estas esenca. Elektado de taŭgaj test-aparatoj kaj metodologioj adaptitaj al ĉi tiuj trajtoj, kaj resumo de efektivaj testproceduroj kaj standardoj, provizas valoran referencan kaj teknikan bazon por solvi similajn inĝenierajn defiojn.