Top 5 ključna upravljanja procesima za instalaciju i pustanje u rad GIS-a

Ovaj rad kratko opisuje prednosti i tehničke karakteristike GIS (Gas-Insulated Switchgear) opreme, te detaljno objašnjava nekoliko ključnih točaka kontrole kvalitete i mjeri kontrole procesa tijekom montaže na terenu. Naglašava se da su ispitivanja otpornosti na napon na terenu u stanju samo djelomično odraziti ukupnu kvalitetu i rukradu montaže GIS opreme. Samo jačanjem kompletne kontrole kvalitete tijekom cijelog procesa montaže, posebno u ključnim područjima poput okoliša montaže, obrade adsorbenta, tretmana gasnih komora i testiranja otpornosti petlje, može se osigurati sigurno i glatko uključenje GIS opreme.

S razvojem sustava snabdijevanja strujom, postavljaju se sve viši zahtjevi za mehaničkim i električkim performansama primarnih substančnih oprema. Kao rezultat, sve naprednije električne uređaje sve više se primjenjuju u substanacijama. Među njima, Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) stjeće sve širu primjenu zbog svojih mnogo prednosti. Stoga je montaža i uključenje GIS-a na terenu postalo centralni aspekt izgradnje substanacija.

1. Tehničke karakteristike GIS opreme

• Kompaktna struktura s malim površinama temelja

• Visoka pouzdanost rada i odlična sigurnosna performansa

• Eliminira negativne vanjske utjecaje

• Kratak vremenski period montaže

• Lako održavanje i dugački intervali provjere

2. Ključne točke kontrole procesa i mjeri kontrole tijekom montaže GIS-a

Zbog visoke integracije i kompaktnog dizajna GIS opreme, bilo kakva zanemarivanja tijekom montaže na terenu može ostaviti skrivene rizike koji mogu dovesti do otkaza opreme ili čak nesreća u mreži. Na temelju iskustva iz mnogo instalacija GIS substanacija, potrebno je strogo kontrolirati sljedeće ključne aspekte tijekom montaže i uključenja.

2.1 Kontrola okoliša montaže

SF₆ plin je vrlo osjetljiv na vlagu i šljokice, pa se mora strogo kontrolirati okoliš montaže na terenu. Budući da se gasne komore moraju otvoriti tijekom montaže, rad treba obaviti samo u suhom i jasnog vremenu s relativnom vlažnošću zraka ispod 80%. Nakon što se komora otvori, vakuum obrada treba nastaviti neprekidno kako bi se smanjilo vrijeme izlaganja. Za montažu na otvorenom, brzina vjetra ne smije premašiti Beaufort ljestvicu 3. Ako je potrebno, trebaju se implementirati lokalne štitne mjere oko otvorenog područja komore, a generiranje prašine unutar sigurnog područja mora biti strogo kontrolirano. Područje montaže mora ostati čisto i uređeno.

Osoblje ne smije nositi odjeću ili rukavice sa lužnim vlaknima. Kosa mora biti potpuno pokrivena čepićem, a trebaju se nositi maska. U uvjetima visokih temperatura, trebaju se poduzeti hlađeće mjere kako bi se spriječilo unosenje vlage iz znoja u komoru.

2.2 Obrada adsorbenta u gasnim komorama GIS-a

Adsorbent koristi se u GIS-u obično 4A molekularni sit, koji je nekonduktivan, ima nisku dielektričnu konstantu i bez prašine. Ima jaku apsorbentnu sposobnost i može izdržati visoke temperature i izlaganje lukovima. Adsorbent treba sušiti u vakuum sušilici na temperaturi 200–300°C tijekom 12 sati. Njegova sušnja treba odmah nakon sušenja ukloniti i ugrađena u komoru unutar 15 minuta. Komora s ugrađenim adsorbentom treba početi vakuum obradu što prije kako bi se smanjilo izlaganje zraku.

Prije ugradnje, adsorbent treba težiti i zapisati za buduće referencije tijekom održavanja. Ako se masa poveća za više od 25% tijekom inspekcije, to upućuje na značajnu apsorpciju vlage i zahtijeva regeneraciju. Adsorbent iz komora za gašenje luka ne može se regenerirati.

2.3 Vakuum obrada gasnih komora

Vakuum obrada treba započeti odmah nakon montaže komore. U spojnicu treba ugraditi ventil za provjeru, a specifična osoba mora nadgledati proces kako bi se spriječilo vraćanje ulja pumpa u komoru u slučaju pada napajanja. Prvo treba pokrenuti vakuum pumpu kako bi se provjerila pravilna operacija, prije otvaranja svih ventilâ spojnica. Pri zaustavljanju, ventilâ treba zatvoriti prije isključivanja pumpa.

Nakon postizanja apsolutnog tlaka unutar komore ispod 133 Pa, vakuum pumpa treba nastaviti raditi još 30 minuta, zatim se zaustaviti i izolirati. Apsolutni tlak (PA) se zapiše nakon 30 minuta mira. Nakon dodatnih 5 sati mira, ponovo se pročita tlak (PB). Komora se smatra dobro zatvorena ako je PB – PA < 67 Pa. Tek nakon prolaska ovog ispita zatvorenosti, kvalificirani SF₆ plin se može puniti u komoru.

Tijekom vakuum obrade, treba se izbjegavati dugotrajne situacije gdje je jedna strana diskastog izolatora pod nominiranim radnim tlakom, dok je druga strana pod visokim vakuumom, jer to može dovesti do mehaničkog oštećenja. Ako je potrebno, smanjite tlak na strani pod tlakom ispod 50% nominiranog vrijednosti.

2.4 Zemljenje omota

Zbog gusto raspoređenog unutrašnjeg dizajna GIS-a, električna razmak između vodilaca i između vodilaca i metaličkog omota vrlo je mali. U slučaju unutrašnjeg otkaza, veliki strujni tokovi će teći kroz zemljenje vodilca u zemljenje mrežu. Također, budući da je GIS omot izrađen od zatvorenog metaličkog materijala, asimetrični sustavni otkazi mogu inducirati značajne napone na omotu zbog magnetske indukcije, što može oštetiti opremu ili opasno biti za osoblje.

Stoga, rad zemljenja mora zadovoljavati visoke standarde. Substancije koje koriste GIS preporučuju se koristiti bakrene zemljenje mreže kako bi se smanjio ukupni otpor zemljenja. Sve spojeve između omota i zemljenja mreže također moraju koristiti bakrene materijale. Zbog prisutnosti diskastih izolatora i gumenih uskih između gasnih komora, moraju se instalirati spojnice bakrenih traka između omota. Površina presjeka ovih spojnih traka treba odgovarati površini presjeka glavnog zemljenja mreže.

GIS koristi višetočnu shemu zemljenja. Broj i lokacija točaka zemljenja trebaju slijediti proizvođačeve i projektne specifikacije.

2.5 Testiranje otpornosti glavne petlje

Testiranje otpornosti glavne petlje je ključno u montaži GIS-a. Ne samo da provjerava integritet kontaktne veze između modula, već potvrđuje i točnu faznu sekvencu glavnog busbara. Za potpuno zatvoreno switchgear, točna fazna sekvencija i pouzdane veze su posebno važne. U praksi, dogodile su se ispravke zbog netočne fazne sekvence ili nepravilne veze vodilaca.

Proizvođači obično nude standardne vrijednosti otpornosti kontakta za interne veze. Otpornost petlje treba testirati segment po segmentu tijekom montaže, što omogućuje ranu detekciju i ispravljanje loših kontakata. Izmjerena otpornost svakog segmenta ne smije premašiti zbroj specificiranih vrijednosti proizvođača za sve veze unutar tog segmenta.

Nakon potpune montaže, treba obaviti potpuni test otpornosti petlje, a rezultat ne smije premašiti teorijsku izračunatu vrijednost.

Posebna napomena: Testiranje otpornosti petlje ne smije se obavljati na komorama koje se obrađuju vakuumom. Pod podatmosferskim tlakom, dielektrična čvrstoća unutar komore je iznimno niska. Čak i nekoliko desetina voltova može uzrokovati površinsku razmjerenost na diskastim izolatorima, ostavljajući tragove razmjerenosti koji postaju slabe točke izolacije i potencijalne izvore otkaza tijekom rada. Stoga, prije bilo kojeg mjerenja otpornosti, moraju se provesti pažljive provjere kako bi se izbjegao test na evakuiranim komorama.

2.6 Ispitivanje otpornosti na napon

Izvanredne dielektrične osobine SF₆ plina omogućuju GIS-u da dostigne kompaktan dizajn. GIS koristi zemljenje aluminijumskih legura, a pod radnim tlakom, razmak između unutarnjih vodilaca ili između vodilaca i zemljenog omota vrlo je mali. Zbog visoke fabrične predmontaže, ključni komponenti se dostavljaju unaprijed montirani. Međutim, pomak komponenti tijekom prijevoza ili unosenje sitnih šljokica tijekom montaže na terenu može distorzirati unutarnje elektromagnetsko polje. Različito od porcelanskih izolatora, čak i male burine ili čestice u GIS prekidaci mogu uzrokovati anormalnu razmjerenost ili otkaz.

Stoga, ispitivanje otpornosti na napon na terenu služi kao posljednja obrana za provjeru performansi i kvalitete montaže GIS-a.

Prema propisima za prihvatne ispite, ispitni napon na terenu iznosi 80% fabričnog ispitnog napona. Na primjer, za 110 kV GIS, ispitni napon glavne petlje iznosi 80% fabričnog ispitnog napona: 230 kV × 80% = 184 kV, primijenjen tijekom 1 minute. Ispit treba obaviti najmanje 24 sata nakon potpunog punjenja plinom. Protuzračne zaštite i transformatori napona ne trebaju se uključivati u ispit. Visokonaponske izlazne kabelske linije trebaju se zajedno testirati nakon vezivanja na GIS. Prije ispitivanja, treba izmjeriti i potvrditi zadovoljavajuću otpornost izolacije.

Postupak ispitivanja: Povećajte napon brzinom 3 kV/s do nominiranog radnog napona (63.5 kV), zadržite 1–3 minute za promatranje stanja opreme, zatim podignite na 184 kV i zadržite 1 minutu. Ponovite ovaj postupak za svaku fazu.

GIS koji prolazi ispitivanjem otpornosti na napon može se uključiti u rad. Međutim, ovaj ispit ne može otkriti sve potencijalne defekte. Tijekom rada, GIS mora izdržati ne samo naponsku frekvenciju, već i gremlinske i prekidačke prekomjerne napone. Polje razbijanja SF₆ plina varira s tipom napona. Za koaksijalni cilindrični sustav elektroda, 50% napon razbijanja SF₆ može se empirijski izraziti kao:

U₅₀ = (AP + B)μd

Gdje:
P — Tlak komore
d — Električni razmak (mm)
μ — Faktor iskorištavanja električnog polja
A, B — Konstante ovisne o valovom obliku napona

Stoga, napon razbijanja varira s tipom napona i polariteta. Različiti unutarnji defekti pokazuju različitu osjetljivost na različite valove napona. Naponska AC frekvencija osjetljiva je na izolacijski otkaz uzrokovan vlagošću, šljokicama ili metalnim česticama u SF₆, ali manje osjetljiva na površinske oštećenja ili loš stanje površine vodilaca.

Stoga, ispitivanje otpornosti na naponsku frekvenciju ne može otkriti sve unutarnje defekte. Jačanje kontrole procesa tijekom montaže i poboljšanje ukupne kvalitete montaže ostaju najvažnije mjere za osiguranje sigurnog rada GIS-a.

3. Zaključak

Ovaj rad analizira ključne točke kontrole procesa i kvalitete tijekom montaže i uključenja GIS opreme na terenu. Pokazuje da ispitivanje otpornosti na napon na terenu može djelomično odraziti ukupnu kvalitetu i rukradu montirane GIS opreme. Što je još važnije, naglašava da se jedino kroz strogu kontrolu svakog procesa montaže, osiguravajući potpunu usklađenost s postupcima i uputama, može GIS oprema sigurno i pouzdano uključiti od samog početka.

Nadam se da će ovaj sažetak poslužiti kao koristan referentni dokument za kolege u građevinarstvu snabdijevanja strujom.