GIS telepítésének és beüzemelésének 5 legfontosabb folyamat-ellenőrzése

Ez a cikk röviden áttekinti a GIS (gáz-elhelyezett szektorosító) berendezések előnyeit és technikai jellemzőit, valamint részletesen kifejti a helyszíni telepítés során számos kritikus minőség-ellenőrzési pontot és folyamat-irányítási intézkedést. Kiemeli, hogy a helyszíni erőtartósíthatósági tesztek csak részben tükrözik a GIS-berendezések teljes minőségét és telepítési munkavégzését. Csak a teljes telepítési folyamatban végzett átfogó minőség-ellenőrzés erősítése – különösen a telepítési környezet, az absorbens kezelése, a gáztér kezelése és a hurokellenállás tesztelése terén – biztosíthatja a GIS-berendezések biztonságos és zökkenőmentes beindítását.

A villamos energiaszerkezetek fejlődésével növekvő követelmények tárulnak a fővillamos berendezések mechanikai és elektromos teljesítményére. Ennek eredményeként egyre több haladóbb elektromos berendezés kerül alkalmazásra az alakváltókban. A gáz-elhelyezett félemezelt szektorosító (GIS) rendszer számos előnye miatt egyre szélesebb alkalmazást nyer. Így a GIS helyszíni telepítése és beindítása a kisajátítás központi aspektusaivá vált.

1. A GIS-berendezések technikai jellemzői

• Kompakt szerkezet, kis területigény

• Magas üzemeltetési megbízhatóság és kiváló biztonsági teljesítmény

• Külső kedvezőtlen hatások kizárása

• Rövid telepítési idő

• Könnyű karbantartás és hosszú ellenőrzési időköz

2. A GIS-telepítés kulcsfontosságú folyamat-irányítási pontjai és irányítási intézkedései

A GIS-berendezések magas integrációja és kompakt tervezése miatt bármilyen figyelmetlenség a helyszíni telepítés során rejtett kockázatokat jelenthet, amelyek esetlegesen a berendezés meghibásodásához vagy akár a hálózati balesethez is vezethetnek. Több GIS-alakváltó telepítési tapasztalatainak alapján a telepítés és beindítás során szigorúan ellenőrizni kell a következő kulcsfontosságú aspektusokat.

2.1 Telepítési környezet-ellenőrzés

Az SF₆ gáz nagyon érzékeny a pára és a tisztalékanyagokra, ezért a helyszíni telepítési környezetet szigorúan ellenőrizni kell. Mivel a gáztér megnyitásra kerül a telepítés során, a munka csak száraz, tiszta időben, 80%-nál alacsonyabb környezeti páratartalom mellett végezhető. Amint a tér megnyílik, a vakuum-feldolgozás folyamatosan kell, hogy folytatódjon, hogy minimalizálja a kitettséget. Szabadtéri telepítések esetén a szélsebesség nem lehet több, mint 3 Beaufort-skála egység. Ha szükséges, helyi védelmi intézkedéseket kell bevezetni a megnyitott téren körül, és a biztonsági zónában a porkeletkezést szigorúan ellenőrizni kell. A telepítési terület tiszta és rendben maradnia kell.

A személyzet nem hordhat ronggal gazdag ruhákat vagy kesztyűket. A hajt teljesen befedve kell lennie cipővel, és arcmaszkot kell viselni. Melegebb körülmények között hűtő intézkedéseket kell tenni, hogy a transzpiráció ne vigyen párát a térbe.

2.2 Absorbens kezelése a GIS-gáztérben

A GIS-ben használt absorbens általában 4A molekulacsapda, ami nem vezető, alacsony dielektrikus állandójú, és pormentes. Erős adszorpciós képességgel bír, és kiáll a magas hőmérsékletekkel és ívesugárzás ellen. Az absorbenset 200–300°C-on kell szárítani vakuum-száradó sütőben 12 óráig. A szárítás után azonnal, 15 percen belül be kell építeni a térbe. A beépített absorbenssel ellátott térének azonnal el kell kezdenie a vakuum-feldolgozást, hogy minimalizálja a levegőbeli kitettségét.

A telepítés előtt az absorbens súlyát meg kell mérni és feljegyezni a jövőbeli karbantartásra. Ha a súly 25%-kal nő a vizsgálat során, ez jelzi, hogy jelentős mennyiségű párt vesz fel, és újraenergetizálni kell. Az ívesugárzó terek absorbense nem regenerálható.

2.3 Gáztér vakuum-feldolgozása

A vakuum-feldolgozást a térerősszefűzés után azonnal kell megkezdeni. A csatlakozó csőben egy ellenállókapcsolót kell beépíteni, és egy kijelölt személynek kell ellenőriznie a folyamatot, hogy megakadályozza a gépsav befolyásolását a térerősszefűzésben, ha fogyasztóhiba lép fel. Először a vakuumgépet kell indítani, hogy ellenőrizze a helyes működést, majd nyissa meg az összes csővezeték kapcsolóját. Leállításkor először bezárja a kapcsolókat, majd állítsa le a gépet.

Amikor a belső abszolút nyomás 133 Pa-nál alacsonyabb lesz, a vakuumgép tovább kell futtassa 30 percig, majd le kell állítani és elkülöníteni. A 30 perces állás után a PA abszolút nyomás (PA) feljegyzendő. Egy további 5 órás állás után újra olvassuk le a PB nyomást. A tér jól zárva van, ha PB – PA < 67 Pa. Csak ezen záróteszt sikeres letétele után lehet beszívni a megfelelő SF₆ gázt a térbe.

A vakuum-feldolgozás során kerülje a hosszú ideig tartó állapotot, amikor a tálcás izolátor (disk-type insulator) egyik oldala a szabványos működési nyomás alatt van, míg a másik oldal magas vakuumon. Ez mechanikai károkat okozhat. Ha szükséges, csökkentse a nyomott oldalon a nyomást a szabványos érték 50%-ánál alacsonyabbra.

2.4 A háztartási fedélzeti talajzat

A GIS sűrű belső elrendezése miatt a vezetők és a vezetők és a félemezelt fedélzeti talajzat közötti elektrikai távolság nagyon kicsi. Belső összeomlás esetén nagy hibaáramok folyik át a talajzatvezetőkön a talajzathálóba. Emellett, mivel a GIS-fedélzeti talajzat zárt hurokú félemezelt anyagból készült, a szimmetriafüggő rendszer hibái indukálhatnak jelentős feszültséget a fedélzeti talajzaton, ami károsíthatja a berendezéseket vagy veszélyes lehet a személyzet számára.

Ezért a talajzatmunkák magas színvonalúaknak kell lenniük. A GIS-t használó alakváltóknál ajánlott réz talajzathálók használata a teljes talajzatellenállás minimalizálása érdekében. A fedélzeti talajzat és a talajzatháló közötti összes kapcsolatnak is rézből kell készülnie. A gáztérben lévő disk-type insulators és gumizarók miatt réz kötőszínteket kell beépíteni a fedélzeti talajzatok között. Ezeknek a kötőszínteknek a keretszélessége megegyeznie kell a fő talajzathálóval.

A GIS multi-pontos talajzatot használ. A talajzatpontok száma és helye a gyártó és a tervezési specifikációkat kell követnie.

2.5 Fő áramkör ellenállás tesztelése

A fő áramkör ellenállás tesztelése kulcsfontosságú a GIS-telepítésben. Nem csak ellenőrzi a modulok közötti kapcsolatok integritását, de megerősíti a fő busz vezetékének helyes fázisrendjét is. Teljesen zárt szektorosítók esetén a helyes fázisrend és a megbízható kapcsolatok különösen fontosak. Gyakorlatban újraalkotások történtek rossz fázisrend vagy helytelen vezeték-kapcsolatok miatt.

A gyártók általában standard kapcsolatellenállás-értékeket adjanak meg a belső kapcsolatokhoz. Az ellenállásokat szakaszonként kell tesztelni az összeállítás során, hogy korán észleljük és javítsuk a rossz kapcsolatokat. Minden szakasz mérési ellenállása nem lehet nagyobb, mint a gyártó által megadott összes kapcsolat értékeinek összege abban a szakaszban.

A teljes összeállítás után teljes hurokellenállás-tesztet kell végrehajtani, és az eredmény nem lehet nagyobb, mint a elméletileg kiszámított érték.

Különbséges megjegyzés: A hurokellenállás-teszt nem végezhető el olyan tereken, amelyek vakuum-feldolgozás alatt állnak. Alacsony nyomás mellett a térerősszefűzés belső dielektrikus ereje rendkívül alacsony. Még csak néhány tucat volt is okozhat felületi diszczárást a disk-type insulators-on, ami diszczár-trace-okat hagy, amelyek gyenge izolációs pontokká és potenciális hibaforrásokká válhatnak a működés során. Tehát minden ellenállás-mérés előtt óvatos ellenőrzéseket kell végezni, hogy elkerüljük a vakuumalt terek tesztelését.

2.6 Erőtartósíthatósági teszt

Az SF₆ gáz kiváló izolációs tulajdonságai lehetővé teszik a GIS kompakt tervezését. A GIS földes aluminium-légyalapú fedélzeti talajzatot használ, és a működési nyomás mellett a belső vezetékek vagy a vezetékek és a földes fedélzeti talajzat közötti távolság nagyon kicsi. A gyári előreösszeállítás miatt a kritikus alkatrészek már előre beépítve szállításra kerülnek. Azonban a szállítás során bekövetkező alkatrészek elmozdulása vagy a helyszíni telepítés során bejutó apró tisztalékanyagok torzíthatják a belső elektromos mező eloszlását. A porcelángyútot tartalmazó berendezésekkel ellentétben a GIS-interruptorokban még a kis szálak vagy részecskék is anormális diszczárást vagy összeomlást okozhatnak.

Ezért a helyszíni erőtartósíthatósági teszt a végleges védelem, amely ellenőrzi a GIS teljesítményét és a telepítés minőségét.

A fogadási tesztelési előírások szerint a helyszíni tesztelési feszültség a gyári tesztelési feszültség 80%-a. Például egy 110 kV GIS esetén a fő áramkör erőtartósíthatósági tesztelési feszültsége a gyári tesztelési feszültség 80%-a: 230 kV × 80% = 184 kV, 1 percig. A tesztet a teljes gázfeltöltés 24 órával való befejezése után kell végrehajtani. A villámlás-védők és a feszültségátváltók nem tartoznak a tesztbe. A magasfeszültségű kimeneti kábeleket a GIS-hez csatlakoztatva kell tesztelni. A teszt előtt mérni kell a izolációs ellenállást, és megerősíteni, hogy megfelelő.

Tesztelési eljárás: Növelje a feszültséget 3 kV/s sebességgel a szabványos működési feszültségre (63,5 kV), tartsa 1–3 percig, hogy megfigyelje a berendezés állapotát, majd emelje 184 kV-ra és tartsa 1 percig. Ismételje meg ezt az eljárást minden fázishoz.

A sikeresen erőtartósíthatósági tesztet átment GIS-berendezést fel lehet venni a szolgálatba. Azonban ez a teszt nem tudja felismerni az összes potenciális hibát. A szolgálatban a GIS-nak nem csak a hálózati frekvenciás feszültséget, hanem a villámlás és a kapcsoló túlfeszültséget is ki kell állnia. Az SF₆ gáz összeomlás feszültsége a feszültség típusától függ. A koncentrikus hengeres elektrodrendszer esetén az SF₆ 50%-os összeomlás feszültsége empirikusan kifejezhető:

U₅₀ = (AP + B)μd

Ahol:
P — Térnyomás
d — Elektromos távolság (mm)
μ — Elektromos mező kihasználtsági faktor
A, B — Konstansok, amelyek a feszültség hullámformától függnek

Tehát az összeomlás feszültsége a feszültség típusától és polaritástól függ. Különböző belső hibák különböző érzékenységet mutatnak a különböző feszültség hullámformákra. A hálózati frekvenciás AC feszültség érzékeny a pára, tisztalékanyagok vagy fém részecskék által okozott izolációs összeomlásra, de kevésbé érzékeny a felületi sérülésekre vagy a vezeték felületének rossz állapotára.

Ezért a hálózati frekvenciás erőtartósíthatósági tesztek nem tudják felismerni az összes belső hibát. A telepítés során végzett folyamat-irányítási intézkedések erősítése és a teljes telepítési minőség javítása továbbra is a legfontosabb intézkedések a GIS biztonságos működésének biztosítására.

3. Összefoglalás

Ez a cikk elemzi a GIS-berendezések helyszíni telepítésének és beindításának kulcsfontosságú folyamat-irányítási és minőség-ellenőrzési pontjait. Kiemeli, hogy a helyszíni erőtartósíthatósági tesztek csak részben tükrözik a telepített GIS teljes minőségét és munkavégzését. Fontosabban hangsúlyozza, hogy csak a minden telepítési folyamat szigorú ellenőrzése és a teljes eljárások és munkairányítási utasítások betartása biztosíthatja a GIS-berendezések biztonságos és megbízható beindítását a kezdetektől.

Reméljük, hogy ez az összefoglaló hasznos referenciaként szolgálhat a villamos energia-építőipari kollegáknak.