Jaunās 35 kV GIS gāzdzērājā izolētās pārslēgšanas iekārtas testēšanas metodes

Gāzveida izolētā pārslēguma ārējā aprīkojuma (GIS) piedāvā priekšrocības, piemēram, kompakta struktūra, elastīga darbība, uzticams bloķēšanas mehānisms, ilga izmantošanas gadsimta, bezapkalpošana un maza platība. Tas arī ir daudz neaizstājamu priekšrocību izolēšanas veiktspējā, vides draudzīgumā un enerģijas taupīšanā, un tā lietojums pieaug rūpniecībā, apdabotajos uzņēmumos, lidostās, dzelzceļos, metrotelpās, vēja elektrumu stacijās un citās jomās.

Kādam uzņēmumam bija 35 kV iekštelpu pārveidošanas stacija, kas sākotnēji tika aprīkota ar 10 šķērsojumu aerodinamiski izolētu pārslēguma aparātu. Šis atjauninājums pievieno 4 jaunas šķērsojumu. Tomēr, sākotnējā vietas platība nespēj ietvert paplašināto šķērsojumu prasības. Tāpat, ņemot vērā aprīkojuma izmantošanas gadus un drošības veiktspēju, 35 kV pārveidošanas staciju modernizē ar SF₆ gāzveida metāliski aizsargātu pārslēguma aparātu. Esošā pārslēguma telpas platība var nodrošināt paplašināšanās prasības, un elektrotehnisko aprīkojuma kopējā drošības veiktspēja būs būtiski uzlabota.

Šajā rakstā tiek pētīti, balstoties uz pārslēguma aparāta galvenajiem sastāvdaļām, šādi testi: korpusa un matu izolācijas testi, vakuuma pārtraukumu testi, sprieguma transformatoru testi, strāvas transformatoru testi, metāloksīda impulsu aizsarglietu testi un elektroenerģijas kabeļu testi.

1.Testa punktu klasifikācija un secības izvietojums
35 kV pārveidošanas stacijas Mātes sekcija sastāv no divmatu sistēmas, kas veidota no 14 ZX2 tipa SF₆ gāzveida izolētajiem pārslēguma aparātiem. Visi primārie elektropiedziņas daļas iekškorpusos ir instalētas slēgtos gāzes aizpildītajos korpusos, kas padara tiešus preventīvos testus grūtiem. Tāpēc testus jāveic, izmantojot blakus esošos pārslēguma aparātus, lai veidotu testa kontūras. Daudzas vedējas daļas, piemēram, sprieguma transformatori un mati, izmanto ieplūsto savienojumu. Lai nodrošinātu labu kontaktu visos matu ieplūso savienojumiem, jāveic DC kontaktresistances mērījumi visiem savienojumiem. Testēšanas laikā jāinstalē pagaidu testa ieplūsas kabeļu zariņos, lai tos izmantotu kā testa pieejas punktus, kas palielina testa grūtības un darba apjomu. Tāpēc testa secību jāiekārto saprātīgi, lai samazinātu darba apjomu. Ņemot vērā minētos faktorus, 35 kV Mātes sekcijas elektrotehnisko aprīkojuma testēšana tiek īstenota divos veidos: iekškorpusu testi un ārkorpusu testi.

2. Iekšējo aprīkojumu raksturtesti
Iekškorpusu testi tiek veikti divās kārtās. Pirmajā kārtā tiek izmantotas zema sprieguma strāvas ieplūso testa ieplūsas; tās ir viegli instalējamas—vienkārši ievelkot tās tieši pārslēguma aparāta iekšienē esošajos kabeļu montāžas zariņos. Otrajā kārtā augsta sprieguma testa ieplūsas tiek ievelktas pārslēguma aparāta iekšienē esošajos kabeļu montāžas zariņos un fiksētas ar šūpuli, lai ievadītu testa spriegumu testējamajā aprīkojumā.

2.1 Pirmās kārtas testi
2.1.1 Vakuuma pārtraukumu testi
Šajā kārtā pirmo kārtu tiek veikti mehāniskās raksturas testi un darbības mehānisma testi, izmantojot pārtraukumu dinamiskās raksturas testētāju. Divi blakus esoši pārslēguma aparāti tiek grupēti kopā. Trijfasēju testa vadu viena gala beigās savieno, un otra gala beigās uzliesmo. Abiem sērijveidā savienotajiem pārtraukumiem atsevišķi mēra mehāniskās raksturas un spulgu darbības spriegumu—t.i., mērozīmējot viena pārtraukuma mehāniskās raksturas, otrs pārtraukums tiek aizvērts, lai kļūtu par testa ceļu. Testa metode ir identiska standarta procedūrai. Dubultā matu sistēmas galvenajam un palīgmata pārslēguma šķērsmai 9AH, ko var savienot sērijveidā ar kreiso pusei esošo pārslēguma aparātu 10AH un labo pusei esošo pārslēguma aparātu 8AH (kopā trīs pārslēguma aparāti), izmantojot 10AH un 8AH testa ceļus.

2.1.2 DC kontaktresistances tests vedēju cēļiem un matu ieplūso savienojumiem
Lai mērītu visu vakuuma pārtraukumu, galvenā/palīgmata atslēdzēju un galvenā/palīgmata matu ieplūso savienojumu kontaktresistenci, blakus esošie pārslēguma aparāti joprojām tiek grupēti pāriem, bet tiek testēti secīgi—t.i., 1AH–2AH, 2AH–3AH, ..., 13AH–14AH. Katram pārim, kad abu blakus esošo pārslēguma aparātu galvenais (vai palīgmats) atslēdzējs tiek aizvērts, mēra atbilstošā galvenā (vai palīgmata) mata ceļa trijfasējo DC kontaktresistenci. Tie tiek izmantoti loku rezistences testētājs ar aptuveni 100 A testa strāvu. Piemēram, matu pārslēguma aparātam 9AH, to var līdzīgi savienot sērijveidā ar kreiso pusei esošo 10AH un labo pusei esošo 8AH, lai veidotu divus testa ceļus: 10AH–galvenais mats–9AH–palīgmats–8AH un 10AH–palīgmats–9AH–galvenais mats–8AH. Testa metode ir tāda pati kā citiem pārslēguma aparātiem, ar rezistences vērtībām no 200 līdz 300 μΩ.

2.1.3 Strāvas transformatoru testi
Gāzveida speciālie strāvas transformatori, kas iekškorpusā ir instalēti, ir slēgti korpusā; tāpēc to testus jāveic vienlaikus ar iekškorpusu testiem. Šajā kārtā pirmo kārtu tiek veikti attiecības testi, polāritātes pārbaudes un uzkrāšanas rakstura līknes testi. Šos testus veic, izmantojot multifunkcionālu pilnībā automatizētu visaptverošu transformatoru testētāju.

Attiecības testiem un polāritātes pārbaudēm: testa kontūras konfigurācija ir saskaņota ar pārtraukumu mehāniskās raksturas testiem—t.i., divi blakus esoši pārslēguma aparāti tiek grupēti, un to pārtraukumi un vienādā pusē esošie mata atslēdzēji tiek aizvērti. Augsta strāva tiek ieviesta fāzes pēc fāzes, un sekundārās inducētās strāvas tiek izvilktas no atbilstošajiem sekundārajām strāvas termināļiem, lai mērītu visu sērijveidā savienoto strāvas transformatoru attiecības un polāritāti kontūrā. Testa metode ir identiska standarta procedūrai.

Uzkrāšanas rakstura līknes testam: šis tests prasa tikai, lai primārā kontūra būtu atvērta, un to var veikt jebkurā laikā. Ņemot vērā, ka tas izmanto to pašu testa aprīkojumu un dalītos ar to pašu sekundārām strāvas termināļiem kā attiecības testam—t.i., testa strāva tiek ieviesta caur atbilstošajiem sekundārajām strāvas termināļiem—to var veikt vienlaikus ar attiecības testu, lai uzlabotu darba efektivitāti.

2.2 Iekārtu izolācijas pārbaudes uzstādījumā
Otrajā pārbaudes kārtā vienlaikus tiek veiktas izolācijas pārbaudes uzstādījuma un slišņu sistēmai, tostarp: ierobežotās daļas izolācijas pārbaudes no zemes un starp kontaktiem, galvenā/papildu slišņu atsekošanas ierīces ierobežotās daļas izolācijas pārbaudes no zemes un starp kontaktiem, strāvas transformatora primārās un sekundārās sprieguma izolācijas pārbaudes un no zemes, kā arī visu iekšējo galveno/papildu slišņu un vedāmo daļu izolācijas pārbaudes no zemes un starp fāzēm.

Katrai uzstādījuma vienībai tiek piemērots spriegums divas reizes. Pirmajā reizē, iekšienē esošie galvenais un papildu slišņi tiek apgabalināti caur izvēlēto uzstādījuma vienību — t.i., šķērsgriezis un vai nu galvenais (vai papildu) slišņu atsekošanas ierīce tiek slēgta. Tad, bus-tie šķērsgrāva un tās galvenā/papildu slišņu atsekošanas ierīces tiek slēgtas, un tūlītēja apgabalināšanas vada tiek instalēts šķērsgrāvas vienības kabeļa sokā, tādējādi apgabalinot veselu galveno un papildu slišņu sistēmu iekšienē.

Pārbaudāmajai uzstādījuma vienībai tiek izmantots augstsprieguma testa kontakts, kas cieši saukļots kabeļa sokā, lai ievadītu testa spriegumu.

Pirmajā sprieguma piemērošanā uzstādījuma vienībai, šķērsgriezis ir atvērts, un trīspozīciju galvenais slišņu atsekošanas pārslēgls ir iestatīts apgabalināšanas pozīcijā (vai iestatīts darbības pozīcijā ar slišņu apgabalināšanu citur), ļaujot veikt izturības sprieguma pārbaudes starp strāvas transformatora primāro un sekundāro spriegumu un primāro un zemi, kā arī starp šķērsgriezis kontaktiem.

Otrajā sprieguma piemērošanā, šķērsgriezis ir slēgts, un gan galvenais, gan papildu slišņu trīspozīciju atsekošanas pārslēglis ir atvērts, ļaujot veikt izturības sprieguma pārbaudes veselam šķērsgriezis komplektam no zemes un starp galvenā/papildu slišņu atsekošanas ierīces kontaktiem.

Speciālajam bus-tie šķērsgriezis vakariņām 9AH, pārbaudes var tikt plānotas kopā ar galvenā un papildu slišņu izturības sprieguma pārbaudēm, nepieciešamas trīs sprieguma piemērošanas reizes. Pirmajā sprieguma piemērošanā, bus-tie šķērsgriezis un galvenais slišņu atsekošanas pārslēgls tiek slēgti, savukārt papildu slišņu atsekošanas pārslēgls ir atvērts. Papildu slišņi tiek apgabalināti caur citu uzstādījuma vienību, un testa spriegums tiek ievadīts galvenajā slišņu sistēmā caur noteiktu uzstādījuma vienību. Tiek veiktas izturības sprieguma pārbaudes galvenajā slišņu sistēmā, visā bus-tie šķērsgriezis komplektā no zemes un papildu slišņu atsekošanas ierīces kontaktu gabalā, kā parādīts 1. attēlā.

Otrajā sprieguma piemērošanā, bus-tie šķērsgriezis un papildu slišņu atsekošanas pārslēgls tiek slēgti, savukārt galvenais slišņu atsekošanas pārslēgls tiek atvērts. Galvenais slišņi tiek apgabalināti caur citu uzstādījuma vienību, un testa spriegums tiek ievadīts papildu slišņu sistēmā caur noteiktu uzstādījuma vienību. Tiek veikta izturības sprieguma pārbaude papildu slišņu sistēmā, visā bus-tie šķērsgriezis komplektā no zemes un galvenā slišņu atsekošanas ierīces kontaktu gabalā.

Trešajā sprieguma piemērošanā, bus-tie šķērsgriezis kontaktu gabals tiek pārbaudīts caur papildu slišņiem. Konkrēti, bus-tie papildu slišņu atsekošanas pārslēgls tiek slēgts, bus-tie šķērsgriezis tiek atvērts, un bus-tie galvenais slišņu atsekošanas pārslēgls tiek iestatīts "apgabalināšana" pozīcijā. Testa spriegums tiek ievadīts papildu slišņos caur noteiktu uzstādījuma vienību, lai veiktu izturības sprieguma pārbaudi bus-tie šķērsgriezis kontaktu gabalā.

3.Pārbaudes ārpus uzstādījuma
Izmantotām iekārtām, piemēram, impulssargiem, sprieguma transformatoriem un kabeļiem, visas pārbaudes tiek veiktas pirms instalācijas.

3.1 Metāloksīda impulssargu pārbaudes
Visās ieslodzīšanas vakariņās 35 kV Slišņu sekcijā III (izņemot bus-tie vakariņas) ir instalēti metāloksīda, bez atstarpes, aizsargātie, iepešanas impulssargi. Pārbaudes tiek veiktas pirms impulssargu instalācijas. Mēra izolācijas pretestību gan pirms, gan pēc pārbaudes. Tiecas DC augstsprieguma ģeneratoru, un pārbaudes tiek veiktas saskaņā ar ražotāja norādījumiem:

• DC referenčais spriegums 1 mA ≥ 73 kV

• Trīceļā 75% no U₁ₘₐ ≤ 50 μA

Pārbaudes laikā impulssarga augstsprieguma terminālam jābūt instalētam speciālam izolācijas priekšlikumam; pretējā gadījumā, gaisā, dēļ augstā sprieguma un mazas atstarpes, notiks virsmas blāvošanās, kaitējot impulssarga virsmas izolācijai — padarot pārbaudi neiespējamu un riskējot ar iekārtas bojājumu.

3.2 Sprieguma transformatora (VT) pārbaudes
Uz 35 kV Slišņu sekcijā III ir instalētas kopā 14 vienvietīgas, iepešanas, gāzes izolētas skapiņu specifiskas sprieguma transformatoru. Slišņu VT atšķiras no līnijas VT tā, ka tos papildina atsekošanas vēris nulles secības sprieguma mērīšanai.

• Attiecības un polaritātes pārbaudes: Izmantota multifunkcionāla CT/VT testētājs, lai mērītu sprieguma attiecību starp primāro vēri un katru sekundāro vēri (ieskaitot atsekošanas vēri) un pārbaudītu polaritātes attiecības.

• Siltīšanas raksturlika līkne: Izmantojot to pašu testētāju, sekundārajam vērim tiek piemērots siltīšanas spriegums, un siltīšanas līkne tiek ierakstīta 20%, 50%, 80%, 100% un 120% no sekundārā nominālā sprieguma (t.i., 20 V, 50 V, 80 V, 100 V un 120 V).

Pārbaudes laikā augstsprieguma terminālam jābūt instalētam tūlītējam izolācijas priekšlikumam (iekšējam konusa izolātoram); pretējā gadījumā, notiks virsmas blāvošanās, kaitējot izolācijai un liekot testa spriegumu būt nesasniedzamam.

• VT vēru DC pretestība: Mēra gan primāro, gan sekundāro VT vēru DC pretestību.

AC Izturības Sprieguma Tests: Ņemot vērā, ka šie VT ir īpaši izstrādāti gāzveida izolētās pārslēgumu aparātu nolūkām, to ārējā izolācija nevar izturēt augstu testa spriegumu, ja tie tiek testēti ārpus šķīduma. Tāpēc primārajai virzienam nav veikts jaudas dažādu AC izturības tests. Lielāk otu vietā tiek izmantots inducētais sprieguma tests. Šis inducētais tests var tikt apvienots ar uzglabāšanas raksturlieluma testu—pievienojot spriegumu 120 V sekundārajā pusē 1 minūti.

• Pievienojiet 3 kV AC (dažāds) 1 minūti starp primāro virziena N terminālu un visiem citiem virzieniem/zemei.

• Pievienojiet 2 kV AC (dažāds) 1 minūti starp katru sekundāro (vai atlikušo) virzienam un visiem citiem virzieniem/zemei.

4.Testēšanas laikā jāievēro drošības noteikumi

4.1 Pamatnosacījumi pirms testēšanas

• SF₆ gāzes spiediena rādītājs jābūt norādei normālajā zaļajā diapazonā.

• Pārslēgumu aparāta korpusam jābūt uzticībai uzlādētam, ar uzlādes reziestābu atbilstošu prasībām.

• Pārbaudiet, vai trīs pozīciju atslēgu un pārtraukumu stāvokļa rādītāji atbilst faktiskajām pozīcijām.

• Visiem nepieciešamajiem kontaktvietai testējamajā aprīkojumā jābūt aizslēgtiem izolācijas plūsmām.

• AC izturības testēšanā, kabelu beigu caurumi, aizsargplakņu montāžas caurumi un VT montāžas caurumi slodzes saņemšanas sektoros jāaizslēdz ar speciāliem izolācijas plūsmām; neenerģētiskās zonas nav jāaizslēdz.

• Apstipriniet, ka matricu galas ir aizslēgtas izolācijas plūsmām un abas galvenās šķīdumu ir pilnībā noslēgtas.

4.2 Augstsprieguma Testu īpašas īpatnības
Ņemot vērā VT ārējās izolācijas nespēju izturēt augstu spriegumu ārpus šķīduma, primārā virziena inducētā sprieguma tests jāveic kombinējot ar samazinātu spriegumu uzglabāšanas testu, kas neatbilst standarta izturības nosacījumiem. Turklāt, DC kontaktresistances mērījumi atspoguļo veselu sērijveida ceļa kopējo reizi, ietverot pārtraukumus, atslēgas, matricu savienojumus un CT primāros, kas padara grūtu noteikt, kurš konkrēts komponents pārsniedz pieļaujamās robežas, ja kopējā vērtība ir ārpus specifikācijas.

4.3 Augstsprieguma Testu Metožu Īpašā Daba
Tā kā tieši testēt aprīkojumu, kas ir iešķidīts gāzveida slēgtajās sistēmās, ir neiespējami, testa shēmas jāveido izmantojot blakus esošus pārslēgumu aparātus un matricas. Tāpēc pilnīga 35 kV Matricas Daļa III testēšana var tikt veikta tikai tad, kad matricu sistēma ir bez enerģijas. Tomēr, daži testi var tikt veikti individuāli bez enerģijas sektoros:

• Visi CT testi (izņemot attiecības testus)

• Izturības testi pārtraukumu kontaktu spraugām un līnijas puses daļām

• Pārtraukumu mehāniskās raksturlieluma testi (izņemot matricu savienojuma pārtraukumu)

• Visi testi noņemamajiem komponentiem, piemēram, kabeļiem, aizsargplakņām un VT

4.4 Testu Standartu īpašas Uzmanības Aspekti
Iekšējos AC izturības testos, kad vienlaikus tiek testēti pārtraukumi, atslēgas, CT un matricas, testa spriegums jāierobežo līdz zemākajam izturības rādītājam starp tiem—76 kV (CT standarts)—kas rezultē zemākām spriedzes līmenīm citiem komponentiem. Pēc sekundāro virzienu noņemšanas testēšanai, sākotnējās vadības jāatjauno strauji, lai izvairītos no slikta kontaktā un atvērtajām līnijām.

5.Secinājumi
Kompakta gāzveida izolētās pārslēgumu aparātu augstsprieguma testēšana ietver unikālas izaicinājumu un ļoti sarežģītas operatīvās prasības. Tāpēc ir būtiski labi izprast aprīkojuma raksturlielumus. Atliekot atbilstošus testa aprīkojumus un metodes, pielāgotus šiem raksturlielumiem, un apkopojot efektīvas testēšanas procedūras un standartus, tiek nodrošināts vērtīgs atsauce un tehnisks pamats, lai risinātu līdzīgas inženierzinātniskas problēmas.