Uuside 35 kV GIS gaasiisolatsiooniga lülitusrakenduste testimismeetodid

GIS (gaasi-isoleeritud lülitustehnika) pakub eeliseid nagu kompaktne struktuur, paindlik kasutamine, usaldusväärne lukustus, pikk tööaeg, hooldusvaba töötamine ja väike alajälg. See omab ka palju asendamatuid eeliseid isoleerimisomaduste, keskkonnasõbralikkuse ja energiataastamise osas ning selle rakendamine suureneb tööstus- ja kividusettevõtetes, lennujaamades, raudteedel, metrod, tuuleenergiaseadmetes ja muudes valdkondades.

Mõne ettevõtte 35 kV sisemine alamjaam oli alguses varustatud õhuisoleeritud lülitustehnikaga, mis koosnes 10 sektorist. See uuendus lisab 4 uut sektorit. Kuid algne asukoht ei suuda laiendatud sektori nõudeid rahuldada. Lisaks, arvestades seadme kasutusaega ja ohutuse omadusi, on 35 kV alamjaama moderniseeritud SF₆ gaasi-isoleeritud metalliga kaetud lülitustehnikaga. Olemasoleva lülitustehnika ruumala võib vastata laiendamise nõudmistele ja elektriseadmete üldine ohutuse tase paraneks märkimisväärselt.

See artikkel uurib, järgides lülitustehnika peamisi komponente, järgmisi katseid: korpusi ja busbaride isoleerimiskatseid, vakuumlülitite katseid, pingetransformatorite katseid, voolutransformatorite katseid, metallioksiidi impulssisuuri katseid ja energiajada katseid.

1.Katsete klassifitseerimine ja järjestus
35 kV alamjaama Bus-sektor III koosneb 14 ZX2-tüübilisest SF₆ gaasi-isoleeritud lülitustehnikast, mis moodustavad topelt-bussüsteemi. Kõik esmane live osad kaapides on paigutatud sealduvatesse mahakandvatesse korpusse, mis teevad otseste ennetavate katsete tegemise raskeks. Katseid tuleb seega läbi viia naaberlülitustehnikute abil moodustatud katsekordade kaudu. Paljud juhitavad osad, nagu pingetransformatorid ja busbard, kasutavad plug-in ühendusi. Et tagada hea kontakt kõigis bussi plug-lõikudes, tuleb teha DC kontakttahanõlde katseid kõigil ühendustel. Katsete käigus tuleb ajutisi katseplug-i installeerida kaabeli sokkides, et luua katsekohad, mis suurendab katsete keerukust ja töökoormust. Seetõttu tuleb katsete järjestus mõistlikult korraldada, et minimeerida töökoormust. Arvestades ülalmainitud tegureid, rakendatakse 35 kV Bus-sektor III elektriseadmete katseid kahe meetodi kaudu: kaapi sisesed ja kaapi välised katseid.

2. Kaapis oleva seadme iseloomulikud katseid
Kaapi sisesed katseid tehakse kahes ringis. Esimeses ringis kasutatakse madala voltaga voolu injecteerimise katseplug-eid; need on lihtsad installeerida – neid lihtsalt panetakse kaapele paigutatud sokkidesse. Teises ringis paigutatakse kõrge voltaga katseplug-id kaapele paigutatud sokkidesse ja neid kindlustatakse skruvitiste abil, et testida voltaga katse all olevat seadet.

2.1 Esimene ring katseid
2.1.1 Vakuumlülitite katseid
Selles ringis tehakse esmalt mehaaniliste omaduste ja tööriista katseid, milleks kasutatakse lülitite dünaamiliste omaduste testimise seadet. Kaks naaberlülitustehnikat grupeeritakse kokku. Kolmefasekatsejuhed on ühendatud ühe poolt ja teine pool on maadetud. Mõõdetakse kaks sarivõtet olevat lülitite mehaanilisi omadusi ja spiraali töövoltagi eraldi – st kui mõõdetakse ühe lülitite mehaanilisi omadusi, siis teine lülitit on sulgitud, et luua katsekord. Testmeetod on identne standardprotseduurile. Topelt-bussüsteemi pea- ja aju-bussi ühendava bussiühenduse lülitite sektor 9AH saab ühendada sarivõtetega vasakpoolse lülititega 10AH ja parempoolse lülititega 8AH (kokku kolm lülitit), et kasutada 10AH ja 8AH katsekordi.

2.1.2 Juhtcircuitide ja bussi plug-liidete DC kontakttahanõlde katseid
Kõigi vakuumlülitite, pea/aju-bussi lahkuja lülitite ja pea/aju-bussi plug-liidete kontakttahanõlde mõõtmiseks grupeeritakse ikka veel naaberlülitustehnikat paarides, kuid katsetatakse järjest – st 1AH–2AH, 2AH–3AH, ..., 13AH–14AH. Iga paari puhul, kui kaks naaberlülitustehnika pea (või aju) bussi lahkuja lülitit on sulgitud, mõõdetakse vastavas pea (või aju) bussi teel kolmefase DC kontakttahanõlde. Kasutatakse tsüklinahtluse testimise seadet, mille testvool on umbes 100 A. Näiteks bussiühenduse lülitile 9AH, see võib samuti ühendada sarivõtetega vasakpoolse 10AH ja parempoolse 8AH, et moodustada kaks katsekordi: 10AH–pea buss–9AH–aju buss–8AH ja 10AH–aju buss–9AH–pea buss–8AH. Testmeetod on sama kui muude lülitustehnika puhul, mille tahanõldeväärtused on 200–300 μΩ vahemikus.

2.1.3 Voolutransformatorite katseid
Gaasi-isoleeritud spetsiaalsete voolutransformatorite esmane juhtosa, mis on paigutatud kaapele, on sealduvates korpusse; seetõttu nende katseid tuleb lõpetada kaapi sisesed katsete käigus. Selles ringis tehakse esmalt suhte, polaaruse ja stimuleerimisomaduse kõvera katseid. Need katseid tehakse mitmefunktsioonilise täisautomaatse üldise transformatori testimise seadmega.

Suhte ja polaaruse katsete jaoks: katsekordi konfiguratsioon on sama, mis lülitite mehaaniliste omaduste katsete puhul – st kaks naaberlülitustehnikat grupeeritakse, nende lülitite ja sama poolse bussi lahkuja lülitid on sulgitud. Suur vool injecteeritakse faze kaupa ja sekundaarsed induktiivsed voolud tõmmatakse vastavatest sekundaarsetest voolu terminaalidest, et mõõta kõigi sarivõtet olevate voolutransformatorite suhet ja polaarust. Testmeetod on identne standardprotseduurile.

Stimuleerimisomaduse kõvera katseks: see katse nõuab ainult, et esmane circuit oleks avatud ja seda saab teha igal ajal. Arvestades, et see kasutab sama testimise seadet ja jagab sama sekundaarse voolu terminaali, kui suhekatse – st testvool injecteeritakse vastavatest sekundaarsetest voolu terminaalidest – see katse saab teha samal ajal suhekatsega, et parandada tööefektiivsust.

2.2 Varustuse sisemiste seadmete isooleerimistestid
Teises testiratas toimuvad varustiku ja busbaride isooleerimistestid ühtlasi, sealhulgas: lülitite elusaid osi maa vastu ja kontaktide vahel, peamise/abibiljardi disjunktori elusaid osi maa vastu ja kontaktide vahel, voolutransformatori primäärsed sekundaarsele ja maale, ning kõigi sisemiste peamise/abibiljardi busbaride ja juhtivaid osi maa vastu ja faaside vahel.

Iga varustikuplokk on alustatud voltaga kaks korda. Esimesena tuleb valitud varustikuplokiga sisse ehitatud peamine ja abibiljard maandada – st, valitud varustikuploki lülitit (peamist või abibiljardi) lülitada sisse. Seejärel tuleb bus-tie lülitit ja tema peamised/abibiljardi disjunktorid sisse lülitada, ja ajutine maandussülind paigutada varustikuploki kaabelipurgi, nii et kogu peamine ja abibiljard maandatakse.

Testitava varustikuploki puhul kasutatakse kõrgevoltagilist testplugi, mis kruvib tihti kaabelipurgi, et tuua sisse testvoltagi.

Esimesel voltaga varustikuplokile, kui lülitit on lahti, ja kolmekohaline peamine bus disjunktor on seatud maandumispositsiooni (või tööpositsioonile, kus bus on muidugi maadunud), võimaldab see jääda voltaga testide tegemiseks voolutransformatori primääri- ja sekundaarvoolu, primääri- ja maavoolu, ning lülitite kontaktide vahel.

Teisel voltaga, kui lülitit on sisse, ja nii peamine kui ka abibiljardi kolmekohaline disjunktor on avatud, võimaldab see jääda voltaga testide tegemiseks kogu lülitite komplekti maale vastu ja peamise/abibiljardi disjunktori kontaktide vahel.

Eriline bus-tie lülitite baas 9AH, testid saavad planeerida koos peamise ja abibiljardi jääda voltaga testidega, mis nõuab kokku kolme voltaga alustamist. Esimesel voltaga, kui bus-tie lülitit ja peamine bus disjunktor on sisse, samas kui abibiljardi disjunktor on lahti. Abibiljard maandatakse teise varustikuploki kaudu, ja testvoltagi tuuakse peamise bussi teise varustikuploki kaudu. Jääda voltaga testide tegemine peamise bussi süsteemil, kogu bus-tie lülititel maale vastu, ja abibiljardi disjunktori kontaktide vahel, nagu näidatud joonis 1.

Teisel voltaga, kui bus-tie lülitit ja abibiljardi disjunktor on sisse, samas kui peamine bus disjunktor on lahti. Peamine bus maandatakse teise varustikuploki kaudu, ja testvoltagi tuuakse abibiljardi teise varustikuploki kaudu. Jääda voltaga testide tegemine abibiljardi süsteemil, kogu bus-tie lülititel maale vastu, ja peamise bus disjunktori kontaktide vahel.

Kolmandal voltaga, kui bus-tie lülitite kontaktide vaheline jääda voltaga testimine toimub abibiljardi kaudu. Eesmärgiks on, et bus-tie abibiljardi disjunktor oleks sisse, bus-tie lülitit lahti, ja bus-tie peamine bus disjunktor oleks "maa" positsioonis. Testvoltagi tuuakse abibiljardi teise varustikuploki kaudu, et teha jääda voltaga test bus-tie lülitite kontaktide vahel.

3.Testid Varustiku Väljaspool
Kaevenduste, näiteks ülekoormuskaitsurite, voltagetransformatorite ja kaabelite puhul, kõik testid viiakse läbi enne paigaldamist.

3.1 Metalloksihiidi Ülekoormuskaitsuri Testid
Kõik 35 kV Bus Sektsioon III lülitite baased (väldides bus-tie baast) on varustatud metalloksihiidi, vaigu, ekraaniga, üleskonnaga ülekoormuskaitsuritega. Testimine toimub enne ülekoormuskaitsuri paigaldamist. Mõõdetakse insulatsioonipinge enne ja pärast testi. Kasutatakse DC kõrgevoltagilist generaatorit, ja testid viiakse läbi tootja spetsifikatsioonide järgi:

• DC viitereageerimispinge 1 mA ≥ 73 kV

• Leakevo 75% U₁ₘₐ ≤ 50 μA

Testimisel tuleb ülekoormuskaitsuri kõrgevoltagilisele terminaalile paigutada eraldusvaade; muul juhul, õhus, tekib pinna plahvatus kõrgepinge ja väike rõhk, kahjustades ülekoormuskaitsuri pinnase insulatsiooni – mis muudab testi võimatuseks ja ohustab seadme kahjustumist.

3.2 Voltagetransformatori (VT) Testid
Üldkokku on 35 kV Bus Sektsioon III paigaldatud 14 ühefaasilist, üleskonnaga, gaasiinsuleeritud kabinetispetsiifilist voltagetransformatorit. Bussi VT-d erinevad liini VT-delt, sest need sisaldavad lisariivi nulljärjestuse voltagi mõõtmiseks.

• Suhte ja Polaarisuus Testid: Multifunktsioonilise CT/VT testeriga mõõdetakse suhet primääringi ja igal sekundäarringi (sh lisaringi) vahel, ja kontrollitakse polaarisuussuheid.

• Sütitamise Karakteristikukrüiv: Samas testeriga, sütitamispinge rakendatakse sekundäarringile, ja sütitamiskrüiv kirjutatakse alla 20%, 50%, 80%, 100%, ja 120% sekundäarpingest (st 20 V, 50 V, 80 V, 100 V, ja 120 V).

Testimisel tuleb ajutine eraldusnäpp (sisemine konusaadel) paigutada primääringi kõrgevoltagilisele terminaalile; muul juhul, tekib pinna plahvatus, kahjustades insulatsiooni, mis takistab testpinge saavutamist.

• DC Ringide Reageerimispinge: Mõõdetakse igal VT-l nii primääringi kui ka sekundäarringi DC reageerimispinget.

• Vooluksendusproov: Kuna need VT-d on eraldi disainitud gaasiisolatsiooniga lülitustele, ei suuda nende välisinsulatsioon kõrgeid proovivoolusid taluda väljaspool kaupa. Seetõttu ei tehata põhikerele vooluksendusproovi. Selle asemel kasutatakse induktiivset proovi. See induktiivne proov võib kombinustada sünkimiseomaduste prooviga – tekitatakse 1 minut langemist 120 V sekundaarkere peal.

• Rakendatakse 3 kV AC (voolusuund) 1 minutiks põhikere terminaali N ja kõigi muude kere/maa vahel.

• Rakendatakse 2 kV AC (voolusuund) 1 minutiks igas sekundaar- (või jääk-) kere ja kõigi muude kere/maa vahel.

• Abikomponentide proovid: Mõõdatakse iga VT põhikere varufuse DC vastust ja kontrollitakse neutraalpunkti vürtsikaitse insulatsioonivastust.

4.Proovide tegemisel järgitavad ettevaatusabinõud

4.1 Põhiline seisund enne proove

• SF₆ gaasi rõhkumõõduri näitaja peab olema normaalsete roheliste piiride piires.

• Lülitustele korpus peab olema usaldusväärselt märgitud, märgimise vastupanuväärtus vastab nõuetele.

• Kontrollida, et kolmekohaliste katkestite ja lülite aktuaalsed asendid ja staatuseindikaatorid on õiged.

• Kõik mittekasutatavad soklid testitavatel seadmetel tuleb märgida insuleerivatega stopplid.

• Vooluksendusproovide käigus tuleb laetud sektorites kabelilõike, surgesoovitajate paigutusalad ja VT paigutusalad täita spetsiaalsete insuleerivatega stopplid; mitte-elektrifitseeritud alad ei nõua täitmist.

• Kinnitada, et juhtme lõput on märgitud insuleerivatega stopplid ja mõlemad lõput korpused on täielikult sulgitud.

4.2 Kõrgete pingete proovide eripärad
Kuna VT-de välisinsulatsiooni tugevus kaupa väljaspool on ebapiisav, tuleb põhikerel teha induktiivne proov koos sünkmitestiga madalamal pingel, mis ei täpselt korrasta standardsete ujuvuspõhimõtteid. Lisaks DC kontaktvastuse mõõtmised näitavad kogu sarirea üldist vastust, sealhulgas lülite, katkestite, juhtmeetrite ühendussidemete ja CT põhikere vastust, mis muudab raskeks tuvastada, milline konkreetne komponent ületab lubatud piiri, kui koguväärtus ei vasta nõuetele.

4.3 Kõrgete pingete proovimeetodite eripärad
Kuna direktseid proove gaasi täidisega sulgitud seadmete peale ei saa teha, tuleb proovitsirkelid moodustada naaberlike lülituste ja juhtmeede abil. Seetõttu saab kogu 35 kV Juht III osa kompleksset proovida ainult siis, kui juhtme süsteem on laetud. Siiski võivad teatud proovid teostada iseseisvalt laetud sektoritel:

• Kõik CT proovid (välja arvatud suheproovid)

• Lülite kontaktide ja jooneosaliste vooluksendusproovid

• Lülite mehaanilised omadustest (välja arvatud juhtmelülite)

• Kõik eemaldatava komponendi proovid, nagu kabeled, surgesoovitatid ja VT-d

4.4 Erilised kaalutlused proovistandardite jaoks
Seejuures sisemistes vooluksendusproovides, kuna lülited, katkestid, CT-d ja juhtmed testitakse üheaegselt, tuleb proovipingel piirduda nende madalaima ujuvuspõhimõttega – 76 kV (CT standard) – mis tähendab, et muude komponentidele rakendatakse madalamat stressi. Pärast sekundaarkere eemaldamist proovideks tuleb originaaljooned kiiresti taastada, et vältida halba kontakti või avatud tsirkuite.

5.Järeldus
Kompaktsete gaasiisolatsiooniga lülituste kõrgete pingete proovimine hõlmab unikaalseid väljakutseid ja väga keerulisi operatsiooninõudeid. Seetõttu on oluline sügavalt mõista seadmete omadusi. Sobivate prooviseadmete ja meetodite valimine nende omaduste vastavuses ning efektiivsete proovimenetluste ja standardite kokkuvõtmine pakub väärtuslikku viidet ja tehnilist alust sarnaste insenöörimüüri lahendamiseks.