Errepasatutako 35 kV GIS Gas-Insulated Switchgearren Eprobaketa Metodologiat
GIS (Gas-Insulated Switchgear) egitura trinkoa, eragiketa malgua, blokeo fidagarria, bizitza luzea, mantenurik behar ez duena eta oinarrizko azalera txikia eskaintzen ditu. Isolamenduaren portaerarekin, ingurumenez koherentearekin eta energia aurreztarekin ere abantaila ordezkaitz asko ditu, eta industria eta mina enpresetan, aireportuetan, burtsuetan, metroetan, haizearen indarreko estazioetan eta beste arlo batzuetan aplikatzen da.
Enpresa batek 35 kV-eko barne subestazio bat du jadanik aire-isolatutako 10 gela dituen ebazterrekin. Eguneratze honek gela berri 4 gehitzen ditu. Hala ere, leku jatorrizkoak ezin ditu hedapenaren beharrak asetzeko. Gainera, tresnaren zerbitzu urteak eta segurtasun-portaera kontuan hartuta, 35 kV-eko subestazioa SF₆ gas-isolatutako metal-heterotutako ebazterrekin berritzatuko da. Egungo ebazterreko gela-luzaera hedapenaren beharrak bete dezake eta ekipamendu elektrikoaren segurtasun-portaera hobetu egingo da.
Artikulu honetan ebazterreko osagai nagusietan oinarrituta hurrengo probak aztertzen dira banan-bana: kanpoalde eta barnealde isolamendu-probak, huts-hautsagailuaren probak, tentsio-transformadorearen probak, korronte-transformadorearen probak, metal-oxidoko uhin-uhinduilearen probak eta indar-kablearen probak.
1. Proba-elementuen sailkapena eta segida antolamendua
35 kV-eko subestazioko Bus Atal III.a 14 ZX2 motako SF₆ gas-isolatutako ebazter unitateekin osatutako bi-busa sistema bat da. Kabinetean dauden osagai aktiboen guztiak gas-isuratutako hetero itxian daude instalatuta, horregatik zaila da proba prebentibo zuzena egitea. Beraz, probak ondoan dauden ebazter unitateak erabiliz test-zirkuituak osatuz egin behar dira. Tentsio-transformadoreak eta barnealdeak bezalako osagai eroale askok konektore-mota plug-in erabiltzen dute. Barnealdeko plug-joint guztietan kontaktu ona ziurtatzeko, kontaktu-erresistentzia DC-neurketak egin behar dira joint guztietan. Probetan zehar, proba-puntutzat erabiltzeko plug aldiarakoak instalatu behar dira kable-socketetan, eta honek probaren zailtasuna eta lan-karga handitzen ditu. Beraz, proba-segida arrazoikoki antolatu behar da lan-karga gutxitzeko. Aipaturiko faktore guztiak kontuan hartuta, 35 kV-eko Bus Atal III.rako ekipamendu elektrikoen probak bi modutan egiten dira: kabineteko barne-probak eta kabineteko kanpo-probak.
2. Ebazterreko ekipamenduaren ezaugarri-probak
Barne-probak bi alditan egiten dira. Lehen aldian, korronte baxuko sartze-proba-plugak erabiltzen dira; plug hauek instalatzeko errazak dira—zuzenean sartu behar dira ebazterreko kable-instalazio socketetan. Bigarren aldian, tentsio altuko plugak sartu behar dira ebazterreko kable-instalazio socketetan eta torloju bidez finkatu, proba-tentsioa proba-pean dagoen ekipamendura sartzeko.
2.1 Lehen aldiko probak
2.1.1 Huts-hautsagailuaren probak
Aldi honetan, lehenik mekanika-ezaugarrien probak eta eragite-sistemaren probak egiten dira, biak zirkuitu-hautsagailuaren dinamika-ezaugarrien probagailua erabiliz. Bi ondoko ebazter-unitate elkartu egiten dira. Hiru faseko proba-hariak konektatzen dira mutur batean eta bestea lurra lotzen da. Bi zirkuitu-hautsagailu seriean daudenean, haien mekanika-ezaugarriak eta bobinaren eragite-tentsioak neurtzen dira banan-bana—hau da, hautsagailu baten mekanika-ezaugarriak neurtzerakoan, beste hautsagailua itxi egiten da proba-bidea izan dadin. Metodoa prozedura estandarrekin berbera da. 8AH eta 10AH hautsagailuen artean dagoen 9AH bus-estekako hautsagailuarentzat, bi bus nagusi eta laguntzaileak lotzen dituena, 10AH eskuineko hautsagailuarekin eta 8AH ezkerreko hautsagailuarekin (hautsagailu hiru guztira) seriean konektatu daiteke 10AH eta 8AH-en proba-bideak erabiltzeko.
2.1.2 Korronte-egiturako kontaktu-erresistentzia DC proba eta barnealde plug-jointak
Huts-hautsagailu guztien kontaktu-erresistentzia, bus nagusi/laguntzaileetako deskonexio-interruptoreena eta bus nagusi/laguntzaileetako plug-jointena neurtzeko, ondoko ebazter-unitateak bikoteka elkartu egiten dira, baina segidan probatzen dira—hau da, 1AH–2AH, 2AH–3AH, ..., 13AH–14AH. Bikote bakoitzerako, bi ondoko ebazter-unitateetako bus nagusi (edo laguntzaile) deskonexio-interruptoreak itxita daudenean, dagokion bus nagusi (edo laguntzaile) bidearen hiru faseko kontaktu-erresistentzia DC-a neurtzen da. Erresistentzia-loop probagailu bat erabiltzen da, proba-korronteak gutxi gorabehera 100 A-ko balioa duela. Adibidez, 9AH bus-estekako hautsagailuarentzat, 10AH alde eskuinekoarekin eta 8AH alde ezkerrekoarekin seriean konektatu daiteke bi proba-bide osatzeko: 10AH–bus nagusia–9AH–bus laguntzailea–8AH eta 10AH–bus laguntzailea–9AH–bus nagusia–8AH. Beste ebazter-unitateetan bezala egiten da proba, erresistentzia-balioak 200etatik 300 μΩ-ra bitartean daudelarik.
2.1.3 Korronte-transformadorearen probak
Kabinetean instalatutako gas-isolatutako korronte-transformadore berezientzat, osagai eroale primarioak hetero barruan daude hermetikoki itxita; beraz, probak barne-proben partean egin behar dira denbora berean. Aldi honetan, erlazio-probak, polaritate-probak eta magnetizazio-ezaugarri-kurba-probak eginikoak dira lehenik. Proba hauek multifuntzional automatiko osoa den transformadore probagailu integral batekin egiten dira.
Erlazio-probak eta polaritate-probak egiteko: proba-zirkuituaren konfigurazioa zirkuitu-hautsagailuaren mekanika-ezaugarrien proba bakoitzarekin berbera da—hau da, bi ondoko ebazter-unitate elkartu egiten dira, haien zirkuitu-hautsagailuak eta alde bereko bus deskonexio-interruptoreak itxita. Korronte handia injektatzen da faseka, eta bigarren mailako induzitako korronteak lortzen dira dagokion bigarren mailako korronte-terminaletatik, loop-an seriean dauden korronte-transformadore guztien erlazioa eta polaritatea neurtzeko. Metodoa prozedura estandarrekin berbera da.
Magnetizazio-ezaugarri-kurba-proba egiteko: proba honek lehenengo zirkuitua irekita izatea soilik behar du eta edozein unetan egin daiteke. Probagailu bera erabiltzen duela eta bigarren mailako korronte-terminal berdinak partekatzen dituela erlazio-proba-rekin—hau da, proba-korrontea bigarren mailako korronte-terminal dagokionetik sartzen da—erlazio-proba-rekin batera egin daiteke, lan-errendimendua hobetzeko.
2.2 Isulagailuen proba
Bigarren proben batean, isulagailu eta busbarren isulagailuen probak egiten dira aldi berean, barne dituztenei: kontaktuen arteko eta lurra zeraino zirkuitu-itzalaren osagaien isulagarritasun-probaketak, kontaktuen arteko eta lurra zeraino nagusiko/ausazko busbarren deskonexio-itzalaren osagaien isulagarritasun-probaketak, korronte-transformatorren primarioa sekundarioarekin eta lurra zeraino isulagarritasun-probaketak, eta guztiak nagusiko/ausazko busbarren eta konduktoreen arteko eta lurra zeraino isulagarritasun-probaketak.
Isulagailu bakoitzari bi aldiz aplikatzen zaie tenperatura. Lehenik, kabinetuko nagusiko eta ausazko busbarren bat hautatutako isulagailu baten bitartez lurrara konektatzen da—hau da, hautatutako isulagailuaren zirkuitu-itzala eta bere nagusiko (edo ausazkoa) busbar-deskonexio-itzala ixten dira. Ondoren, bus-tie zirkuitu-itzala eta bere nagusiko/ausazko busbar-deskonexio-itzalak ixten dira, eta isulagailu horretarako kable-zoketan instalatzen da aldi baterako lurreko kable bat, horrela kabinetuko osoa nagusiko eta ausazko busbarsistema lurrara konektatuta dago.
Probak egin beharreko isulagailuan, erabiliko den altu-tentsioaren proba-plug-a, kable-zoketa hura oso esteki sartzen da, horrela proba-tentsioa sartzen da.
Lehen tentsio-aplikazioan, isulagailuaren zirkuitu-itzala irekita dago, eta hiru posizio dituzten nagusiko busbar-deskonexio-itzala lurrara konektatzeko posizioan kokatuta dago (edo zerbitzu-posizioan, beste nonbait lurrara konektatuta), horrela korronte-transformatorren primarioa-sekundarioa eta primarioa-lurra zeraino isulagarritasun-probaketak, eta zirkuitu-itzalen kontaktuen arteko isulagarritasun-probaketak egiten dira.
Bigarren tentsio-aplikazioan, zirkuitu-itzala ixta dago, eta nagusiko eta ausazko busbarren hiru posizio dituzten deskonexio-itzalak irekita daude, horrela isulagarritasun-probaketak egiteko aukera ematen duela oso zirkuitu-itzal-sistema lurrara zeraino eta nagusiko/ausazko busbar-deskonexio-itzalaren kontaktuen artean.
Bus-tie zirkuitu-itzalaren espetsiala 9AH-ren probetan, probak planifikatu daitezke nagusiko eta ausazko busbarren isulagarritasun-probaketekin, tres tentsio-aplikazio beharriz. Lehen tentsio-aplikazioan, bus-tie zirkuitu-itzala eta nagusiko busbar-deskonexio-itzala ixten dira, ausazko busbar-deskonexio-itzala irekita dago. Ausazko busbar lurrara konektatzen da beste isulagailu baten bitartez, eta proba-tentsioa sartzen da nagusiko busbarrekin isulagailu jakin batetik. Ondoren, nagusiko busbarsistema, oso bus-tie zirkuitu-itzala lurrara zeraino, eta ausazko busbar-deskonexio-itzalaren kontaktuen arteko isulagarritasun-probaketak egiten dira, irudian ikusten bezala.
Bigarren tentsio-aplikazioan, bus-tie zirkuitu-itzala eta ausazko busbar-deskonexio-itzala ixten dira, nagusiko busbar-deskonexio-itzala irekita dago. Nagusiko busbar lurrara konektatzen da beste isulagailu baten bitartez, eta proba-tentsioa sartzen da ausazko busbarrekin isulagailu jakin batetik. Ondoren, ausazko busbarsistema, oso bus-tie zirkuitu-itzala lurrara zeraino, eta nagusiko busbar-deskonexio-itzalaren kontaktuen arteko isulagarritasun-probaketak egiten dira.
Hirugarren tentsio-aplikazioan, bus-tie zirkuitu-itzalaren kontaktuen arteko isulagarritasun-probaketak egiten dira ausazko busbarrekin. Zehatzki, bus-tie ausazko busbar-deskonexio-itzala ixta dago, bus-tie zirkuitu-itzala irekita dago, eta bus-tie nagusiko busbar-deskonexio-itzala “lurrara” posizioan kokatuta dago. Proba-tentsioa sartzen da ausazko busbarrekin isulagailu jakin batetik, horrela bus-tie zirkuitu-itzalaren kontaktuen arteko isulagarritasun-probaketak egiteko aukera ematen du.
3.Isulagailuetako kanpo egindako probak
Torrentia-babesleku, tentsio-transformator eta kable motako tresnak, proba guztiak instalatze aurretik amaitzen dira.
3.1 Metal-Oxide Torrentia-Babeslekuen probak
35 kV Bus Section IIIko zirkuitu-itzal guztiak (bus-tie bay ezik) metal-oxide, gapless, shielded, plug-in torrentia-babeslekuak dituzte. Probak egiten dira babeslekuak instalatzen aurretik. Isulagarritasun-ohorra neurtzen da proba aurretik eta ondoren. DC altu-tentsio-generadorea erabiliz, probak babesleku-fabricanteen zehaztapenpe egiten dira:
DC erreferentzia-tentsioa 1 mA ≥ 73 kV
Igorle-korrontea 75% U₁ₘₐ ≤ 50 μA
Probatzen ari garenean, babeslekuaren altu-tentsio-terminalerako babesteko manguila pertsonalizatua instalatu behar da; bestela, inguru-higidan, tentsio-altu eta distantzia txikiengatik, gainazal-flashtura gertatzen da, babeslekuaren gainazal-isulagarrira kalteak ekarriko dituena—proba ezingotzat uztea eta tresna kalteak arriskatzea.
3.2 Tentsio-Transformatoren (VT) probak
35 kV Bus Section IIIko 14 tentsio-transformator monofase, plug-in, gas-insulated cabinet-espezifiko instalatuta daude. Bus VTak line VTetatik desberdinak dira, huts-zati tensiora neurtzeko geratzen duten erresidual winding gehigarria dituztelako.
Erregela eta Polaritate Probak: CT/VT multilantzi tester bat erabiliz, neurriaren arteko tentsiora primario eta sekundario (erresidual winding barne) arteko harremana neurtzen da.
Excitation Characteristic Curve: Tester berdina erabiliz, sekundarioaren tentsioa aplikatzen da, eta excitation kurba 20%, 50%, 80%, 100%, eta 120% sekundario tentsio espezifikotan (hau da, 20 V, 50 V, 80 V, 100 V, eta 120 V).
Probatzen ari garenean, primary high-voltage terminalerako aldi baterako babesteko buruka (inner cone insulator) instalatu behar da; bestela, gainazal-flashtura gertatzen da, isulagarrira kalteak ekarriko dituena eta tentsio-proba eskuratzeko aukera ez da izango.
Windings-en DC Resistenzia: Bakoitzaren VTaren primario eta sekundario windings-en DC resistenzia neurtzen da.
Tentsazio Tentsazioa: Izan ere, VT hauek gas-insulated switchgear-ra baliokidez diseinatu dira, beraz, kanpoan proba tentsazio altuak ez dute suportatzen. Hori dela eta, ez da egin nahi power-frequency AC tentsazio proba nagusiko birabarra gainean. Horren ordez, erabilitako proba da induzioko tensioaren proba. Proba hau indar penagarriaren ezaugarri probarekin konbinatu daiteke—120 V tentsioa aplikatuz 1 minutu segurtasun birabarran.
Aplikatu 3 kV AC (power frequency) 1 minutu N terminalaren eta beste birabarr guztien/lerro honen artean.
Aplikatu 2 kV AC (power frequency) 1 minutu sekundario edo gordegerako (residual) birabarr bakoitzaren eta beste birabarr guztien/lerro honen artean.
Laguntzaile Osagaien Probak: Neurri DC resistentzia nagusiaren fusian eta egiaztatu neutral-point spark gap protector-ren isolamendu-resistentzia.
4.Probaketa Arazoak
4.1 Oinarriko Balioak Probatzeko Aurretik
SF₆ gasaren presio-analizadorea normal green tartean adierazi behar du.
Switchgear-enkapsulatua oso lotu behar da, lortzearen resistentzia eskaintzen dituen balioetara heldu.
Egiaztatu hiru posizio-konfigurazioaren eta circuit breaker-en egoera-adierazleak zuzenak direla.
Probaketan duten gailuetan erabilgarri ez diren kontaktu guztiak isolamendu-plug gehigarriekin itxi behar dira.
AC tentsazio probak egiten direnean, kable-amaiera kokapenetan, arrester montatze-kokapenetan, eta VT montatze-kokapenetan tentsio jaso duten bideetan, espesializatutako isolamendu-plug gehigarriekin itxi behar dira; energia gaixeko zonal ez dute itxita egon behar.
Egiaztatu busbar-en amaieran isolamendu-plug gehigarriekin itxi daudela eta bi amaierako enkapsulatuak osorik itxi daudela.
4.2 Altu-tentsio Probak Espezialitateak
VT-en kanpoan izandako isolamendu-kanpoaren indarraren falta dela eta, induzioko tensioaren proba nagusiko birabarrarekin bat etorri behar da indar penagarriaren proba tentsio txikiagoarekin, ez baitu tentsio estandard arruntak oso zeharkatzen. Gainera, DC kontaktu-resistentziaren neurketak serieko bide osoaren totala adierazten du—circuit breakerrak, disconnectorrak, bus plug jointsek, eta CT primariesek barne—beraz, balio totala balio legez kanpo dagoenean, zein osagaia bete gabeko muga gainditu duen ezinezkoa da zehaztu.
4.3 Altu-tentsio Probatzeko Metodoen Espezialitateak
Gas-bete gailuetan sartuta dauden tresnak zuzenean probatzeko ezinezkoa denez, proba-kontsultak hurrengo switchgear unitateekin eta busbarekin osatzen dira. Beraz, 35 kV Bus Section III osoaren proba integrala soilik egin daiteke bus sistema desenergizatuta dagoenean. Hala ere, zenbait proba egin daitezke individualki desenergizatutako bideetan:
CT proba guztiak (ratio probak izan ezik)
Circuit breaker kontaktu-zabalera eta line-side seksioen tentsazio probak
Circuit breakerrengatik mekaniko ezaugarri-probak (bus-tie breaker izan ezik)
Kable, surge arresterrak, eta VT bezalako kendu daitezkeen osagai guztien proba guztiak
4.4 Probatzeko Estandarrerako Kontsiderazio Espezialak
Barneko AC tentsazio probak egiten direnean, circuit breakerrak, disconnectorrak, CTak, eta busbarrek berehalako probatzen direnez, proba-tentsioa horietako tentsio ikustarik gutxienean mugatzen da—76 kV (CT standard)—hona hemen besteen komponenteen tentsioa optimotik behera doa. Sekundario birabarrak probatzeko kendurik, lanean jarraitu ahal izateko, jatorrizko konexioak azkar berreskuratu behar dira kontaktu txarrak edo zirkuitu irekitak saihesteko.
5.Konklusioa
Kompaktu gas-insulated switchgear-en altu-tentsio probak arazo espezial eta operazio oso konplexuak dituzte. Beraz, gailuen ezaugarriak oso ulertzeko beharrezkoa da. Hauei moldatutako proba-gailu eta metodo aukeratu ondoren, proba-prozeduru eta estandarrak laburbiltzen badira, teknikoki oso baliagarria da ingeniaritza-arazo berdinen ebazpena.
