Top 5 Kritiskās Process Kontroles GIS Instalēšanai un Ieviešanai

Šis raksts īsumā apraksta GIS (gāzes izolētā pārslēguma iekārtas) ierīču priekšrocības un tehniskos īpatņus, kā arī izstrādā dažas kritiskas kvalitātes kontroles punktas un procesa kontroles pasākumus uz vietas montāžas laikā. Tas uzsvēra, ka uz vietas veiktie noturības tests tikai daļēji atspoguļo vispārējo GIS ierīču kvalitāti un montāžas darbu kvalitāti. Tikai stiprinot visaptverošu kvalitātes kontrolēšanu visā montāžas procesā — īpaši galvenajos jomās, piemēram, montāžas vidi, sorbentu apstrādi, gāzes kameru apstrādi un loku rezistences testēšanu — var garantēt drošu un nemainīgu GIS ierīču uzsākšanu.

Ar enerģijas sistēmu attīstību, augstākas prasības tiek izvirzītas primāro transformatoru iekārtu mehāniskajam un elektriskajam darbībai. Tādējādi, vairāk un vairāk tiek izmantotas modernākas elektrotehniskas ierīces transformatoros. Starp tiem, Gāzes Izolētā Metāla Apgabala Pārslēguma Ierīce (GIS) iegūst plašāku lietošanu savām daudzajām priekšrocībām. Tādējādi, GIS ierīču montāža un uzsākšana uz vietas ir kļuvusi par centrālo aspektu transformatoru būvniecībā.

1. GIS ierīču tehniskie īpatņi

• Kompakta struktūra ar mazu platību

• Augsta darbības drošība un izcilas drošības īpatnības

• Izslēdz nevēlamās ārējās ietekmes

• Īss montāžas periods

• Viegla apkope un ilgs inspekcijas intervāls

2. Galvenie procesa kontroles punkti un kontroles pasākumi GIS montāžā

Tā kā GIS ierīču integrācija un kompakta dizaina dēļ, bet jebkura pārskatīšana montāžas laikā var atstāt slēptas riska faktorus, kas var izraisīt ierīču traucējumu vai pat tīkla negadījumu. Balstoties uz vairākiem GIS transformatoru montāžas pieredzi, šiem galvenajiem aspektiem ir jātiek stingri kontrolēti montāžas un uzsākšanas laikā.

2.1 Montāžas vides kontrole

SF₆ gāze ir ļoti jūtīga pret mitrumu un sastāvdaļām, tāpēc montāžas vide uz vietas ir jākontrolē stingri. Tā kā gāzes kameras ir jāatsver montāžas laikā, darbs jāveic sausā, skaidrā laikā ar vides mitrumu zem 80%. Kad kamera ir atvērta, vakuumapstrāde jāturpina bez pererām, lai samazinātu izklājuma laiku. Ārpusē veicot montāžu, vēja ātrums nedrīkst pārsniegt Beaufort skalu 3. Ja nepieciešams, jāievieš lokālas aizsardzības pasākumi atvērtās kameru apgabalā, un jākontrolē pulksteņa zonas pulksteņu radīšana. Montāžas zona jāuzglabā tīra un sakārtota.

Personālam nav jānosedz blāvas šķiedras apģērbs vai rokāves. Mati jāsedz pilnībā ar čukuru, un jānosedz sejas maskas. Augstā temperatūrā, jāpieņem dzesēšanas pasākumi, lai novērstu sūnas ievades gāzes kamērā.

2.2 GIS gāzes kameru sorbenta apstrāde

GIS izmantojamais sorbents parasti ir 4A molekulārā sieva, kas nav vieldevīga, ir ar zemu dielektrisko konstanti un bez pulksteņiem. Tas rāda spēcīgu adsorbēšanas spēju un var izturēt augstu temperatūru un loka izplatīšanos. Sorbents jā izsūca vakuumā sūcējā 200–300°C 12 stundām. Tūlīt pēc izsūces, to jāizņem un jāinstalē kamerā 15 minūtēs. Kameras ar instalēto sorbentu jāsāk vakuumapstrāde, lai samazinātu gaismas izklājumu.

Pirms instalēšanas, sorbentam jānovērtē un jāieraksta nākamajai apkopes atsaucei. Ja svars pieaug par vairāk nekā 25% pārbaudes laikā, tas norāda uz lielu mitruma adsorbēšanu un nepieciešama regenerācija. Loka iznīcināšanas kameru sorbenti nevar regenerēt.

2.3 Gāzes kameru vakuumapstrāde

Vakuumapstrādei jāsākas tūlīt pēc kameru montāžas. Savienojuma caurulei jāinstalē ceļa klātbūtnes ventilis, un jāpiešķir speciālistam, lai nodrošinātu process monitoringu, lai novērstu pumpu eļļas atplūdināšanos kamerā, ja notiek strāvas trūkums. Vakuumu pompas jāieslēdz pirmā, lai pārbaudītu pareizu darbību, pirms atverot visas caurules ventilis. Stoppējot, ventilis jāaizver pirms pompas atslēgšanas.

Pēc iekšējā absolūtā spiediena sasniedzšanas zem 133 Pa, vakuumu pompa jāturpina darbināt papildus 30 minūtēm, pēc tam jāstoppo un jāizolē. Absolūtais spiediens (PA) tiek ierakstīts pēc 30 minūšu stoppēšanas. Pēc papildus 5 stundu stoppēšanas, spiediens (PB) tiek lasīts vēlreiz. Kamera tiek uzskatīta par labi izolētu, ja PB – PA < 67 Pa. Tikai pēc šī izolācijas testa noslēgšanas, kvalificēta SF₆ gāze var tikt ielādēta kamerā.

Vakuumapstrādes laikā, jāizvairās no ilgstošiem stāvokļiem, kad viena diskā izolētās (diska tipa izolators) puse ir nomākuma darbības spiedienā, bet otra puse ir zem augsta vakuuma, jo tas var izraisīt mehānisku kaitējumu. Ja nepieciešams, jāsamazina spiediens uz nomākuma puses līdz zemāk par 50% no nomākuma vērtības.

2.4 Korpusa zemes apjukšana

Tā kā GIS iekšējā izkārtojuma blīvums, elektriskā atstarpe starp vadītājiem un starp vadītājiem un metāla korpusu ir ļoti maza. Internālās bojājuma gadījumā, lieli defektu strāvas plūsmas ieplūst zemes tīklā. Turklāt, tā kā GIS korpusu veido cikliska metāla materiāla, asimetriski sistēmas defektu dēļ magnētiskā indukcija var izraisīt lielas sprieguma vērtības uz korpusa, kas var izraisīt ierīču kaitējumu vai personāla bīstamību.

Tāpēc, zemes apjukšanas darbiem ir jāatbilst augstiem standartiem. Transformatoriem, kas izmanto GIS, ir ieteicams izmantot medību zemes tīklu, lai samazinātu kopējo zemes pretestību. Visi savienojumi starp korpusu un zemes tīklu arī jāizmanto medību materiālus. Tā kā pastāv diska tipa izolatori un gumijas izolatori starp gāzes kamēriem, jāinstalē medību baras starp korpusiem. Šo baru šķērsgriezums jāatbilst galvenā zemes tīkla šķērsgriezumam.

GIS izmanto daudzpunktu zemes apjukšanas shēmu. Zemes punktu skaits un atrašanās vietas jāievēro ražotāja un projekta specifikācijām.

2.5 Galvenās vada pretestības pārbaude

Galvenās vada pretestības pārbaude ir būtiska GIS montāžas laikā. Tā ne tikai pārbauda kontaktu savienojumu integritāti starp moduļiem, bet arī apstiprina galvenā vada pareizo fāzes secību. Pilnīgi aizsargājamajām pārslēguma ierīcēm, pareizā fāzes secība un uzticami savienojumi ir īpaši svarīgi. Praksē, ir bijuši remontdarbi, kas izrietēja no nepareizas fāzes secības vai nepareiza vada savienojumiem.

Ražotāji parasti sniedz standarta kontaktu pretestības vērtības iekšējiem savienojumiem. Loku pretestību jāpārbauda posmiem montāžas laikā, lai ātri noteiktu un labotu sliktejos kontaktus. Katra posma mērītā pretestība nedrīkst pārsniegt ražotāja norādīto vērtību summu šim posmam.

Pēc pilnas montāžas, jāveic pilna loku pretestības pārbaude, un rezultāts nedrīkst pārsniegt teorētiski aprēķināto vērtību.

Speciāla piezīme: Loku pretestības pārbaude nedrīkst tikt veikta kamerām, kas tiek vakuumapstrādātas. Zem atmosfēras spiediena, kamerās dielektriskā izturība ir ļoti zema. Pat dažas desmitaines volts var izraisīt virsma izlādēšanos diska tipa izolatoros, atstājot izlādēšanās pazīmes, kas kļūst par vājām izolācijas punktiem un potenciālajiem defektu avotiem operācijas laikā. Tāpēc, jāveic rūpīgas pārbaudes pirms jebkādas pretestības mērīšanas, lai izvairītos no vakuumapstrādāto kameru testēšanas.

2.6 Noturības testēšana

SF₆ gāzes izcilās dielektriskās īpatnības ļauj GIS sasniegt kompakto dizainu. GIS izmanto nomākuma alūminija lejuvada korpusu, un nomākuma spiedienā, atstarpe starp iekšējiem vadītājiem vai starp vadītājiem un nomākuma korpusu ir ļoti maza. Tā kā augsta fabrikā veiktā pirmsmontāža, kritiskie komponenti tiek nosūtīti pirmsinstalēti. Tomēr, komponenšu novietojuma maiņa transporta laikā vai mazi sastāvdaļu ievade uz vietas montāžas laikā var deformēt iekšējo elektriskā lauka sadalījumu. Atšķirībā no porcelāna izolētām ierīcēm, pat mazi burteni vai daļiņas GIS interruptoros var izraisīt neatbilstošu izlādēšanos vai bojājumu.

Tāpēc, uz vietas veiktā noturības testēšana ir beigu aizsardzība, lai pārbaudītu GIS veiktspēju un montāžas kvalitāti.

Saskaņā ar pieņemšanas testa regulām, uz vietas testa spriegums ir 80% no fabrikā veiktā testa sprieguma. Piemēram, 110 kV GIS, galvenā vada noturības testa spriegums ir 80% no fabrikā veiktā testa sprieguma: 230 kV × 80% = 184 kV, piemērojams 1 minūti. Testa jāveic vismaz 24 stundas pēc pilnas gāzes ielādēšanas. Impulsu apkalpošanas un sprieguma transformatorus testa nedrīkst iekļaut. Augstsprieguma izlidošanas kabeles jātestē kopā pēc tām piesaistīšanas pie GIS. Pirms testa, jāmēra un jāapstiprina izolācijas pretestība.

Testa procedūra: Sprieguma paaugstināšana ar ātrumu 3 kV/s līdz nomākuma darbības spriegumam (63.5 kV), turēšana 1–3 minūtes, lai novērotu ierīces stāvokli, pēc tam paaugstināšana līdz 184 kV un turēšana 1 minūti. Šo procedūru jāatkārto katram fāzei.

GIS, kas iztur noturības testu, var tikt uzsākts. Tomēr, šis tests nevar atklāt visus potenciālos defektus. Darbībā, GIS jāiztur ne tikai tīkla frekvences spriegumu, bet arī liekstošus un pārslēguma pārspriegumus. SF₆ gāzes bojājuma lauka stiprums mainās atkarībā no sprieguma veida. Koaksiālā cilindra elektroda sistēmai, SF₆ 50% bojājuma spriegums empiriski var tikt izteikts kā:

U₅₀ = (AP + B)μd

Kur:
P — Kameras spiediens
d — Elektriskā atstarpe (mm)
μ — Elektriskā lauka izmantošanas koeficients
A, B — Konstantes, atkarīgas no sprieguma formas

Tātad, bojājuma spriegums mainās atkarībā no sprieguma veida un polāritātes. Dažādi internālie defekti parāda dažādu jūtību pret dažādiem sprieguma formām. Tīkla frekvences AC spriegums ir jūtīgs pret izolācijas bojājumu, kas izraisīts mitrumu, sastāvdaļām vai metāla daļiņām SF₆, bet mazāk jūtīgs pret virsma riekstu vai slikta vada virsmas stāvokli.

Tāpēc, tīkla frekvences noturības testi nevar atklāt visus internālos defektus. Procesa kontroles stiprināšana montāžas laikā un kopējās montāžas kvalitātes uzlabošana paliek svarīgākie pasākumi, lai nodrošinātu drošu GIS darbību.

3. Secinājums

Šis raksts analizē galvenos procesa un kvalitātes kontroles punktus GIS ierīču montāžas un uzsākšanas laikā uz vietas. Tas demonstrē, ka uz vietas veiktie noturības testi tikai daļēji atspoguļo vispārējo GIS montāžas kvalitāti un darbu kvalitāti. Svarīgāk, tas uzsvēra, ka tikai stingra kontrole pār katru montāžas procesu — nodrošinot pilnu saskaņošanu ar procedūrām un darba instrukcijām — var garantēt drošu un uzticamu GIS ierīču uzsākšanu no paša sākuma.

Ir cerams, ka šis kopsavilkums varētu būt noderīgs atsauce kolēģiem enerģijas būvniecības nozarē.