Нajниве 5 критички контроли на процесот за инсталирање и пуск во експлоатација на GIS

Овој труд кратко прикажува предностите и техничките карактеристики на опремата GIS (Gas-Insulated Switchgear), а исто така и наведува неколку критични точки за контрола на квалитетот и мера за контрола на процесот во време на инсталација на местото. Подголемиот дел се акцентира дека испитувањето на издржливост на напон во моментот на инсталацијата може само делумно да одрази целокупниот квалитет и работна вештина на опремата GIS. Само со појакане на комплетната контрола на квалитетот на целиот процес на инсталација - особено во критични области како што се околина на инсталација, обработка на адсорбент, третман на гасна камера и испитување на резистивноста на колца - може да се осигура безбедна и гладка пускање на опремата GIS.

Со развојот на системите за енергија, се ставаат повисоки барања за механичките и електричките перформанси на основната опрема во трансформаторни станции. Како резултат, повеќе напредна електрична опрема се применува во трансформаторни станции. Меѓу нив, Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) добива пошироко применување поради своите многу предности. Затоа, инсталацијата и пускањето на GIS на местото станува централен аспект на градежта на трансформаторни станции.

1. Технички карактеристики на опремата GIS

• Компактен дизајн со мал простор

• Висока оперативна надежност и одлични безбедносни карактеристики

• Елиминира негативни вонешни влијанија

• Краток период на инсталација

• Лесна одржба и долг период на прегледување

2. Клучни точки за контрола на процесот и мерки за контрола во инсталацијата на GIS

Зборувајќи за високата интеграција и компактен дизајн на опремата GIS, било која пренебрегување во моментот на инсталација може да остави скриени ризици што можат да доведат до нефункционалност на опремата или даже до инциденти во мрежата. Базирано на искуство од многу инсталации на GIS трансформаторни станции, строга контрола над следните клучни аспекти е неопходна во моментот на инсталација и пускање.

2.1 Контрола на околината за инсталација

Гасот SF₆ е високо чувствителен на влага и загрязнувања, затоа околината за инсталација на местото мора да биде строго контролирана. Бидејќи гасните камери мора да се отворат во време на инсталација, работата треба да се извршува во суво и чисто време со относителна влажност под 80%. Сепак, кога камерата се отвори, вакуумска обработка треба да продолжи непрекинато за да се намали временскиот период на изложување. За инсталации на отворено место, брзината на ветарот не треба да надмине Беафорт скала 3. Ако е потребно, локални мерки за заклоњување треба да се имплементираат околу отворената камерна област, и генерацијата на прашање во безопасната зона мора да се строго контролира. Областа за инсталација мора да остане чиста и уредена.

Посадените лица не треба да носат облека или ракавици со локви фибри. Косата треба да биде целосно покрivena со капа, и треба да се носат маски. Во услови на високи температури, треба да се применаат мерки за хладење за да се спречи потењата да донесе влага во камерата.

2.2 Обработка на адсорбентот во гасните камери на GIS

Адсорбентот користен во GIS типично е 4A молекуларен сит, кој е неводоводлив, има ниска диелектрична константа и е без прашање. Покажува силна адсорбтивна способност и може да издржи високи температури и изложување на дуг. Адсорбентот треба да се суши во вакуумска сушилница при 200–300°C за 12 часа. Одмах после сушење, треба да се извади и да се инсталира во камерата во рамки на 15 минути. Камерата со инсталиран адсорбент треба да почне вакуумска обработка незабавно за да се намали временскиот период на изложување на воздухот.

Претходно на инсталација, адсорбентот треба да се веси и да се запише за бидна референца во моментот на одржба. Ако тежината се зголеми за повеќе од 25% во моментот на преглед, тоа указува на значајна абсорбција на влага и потребно е регенерирање. Адсорбентот од камери за угашување на дуг не може да се регенерира.

2.3 Вакуумска обработка на гасните камери

Вакуумската обработка треба да почне одмах по собирањето на камерата. Мора да се инсталира клапа за проверка во поврзаната труба, и специјализирано лице треба да го мониторира процесот за да се спречи враќањето на масло од помпат во камерата во случај на прекин на струјата. Вакуумската помпа треба да се започне прво за да се провери правилната работа пред да се отворат сите клапи на трубата. При завршување, клапите треба да се затворат пред да се изключи помпат.

После постигнување на апсолутен внатрешен притисок под 133 Па, вакуумската помпа треба да продолжи да работи дополнително 30 минути, па потоа да се изключи и изолира. Апсолутниот притисок (PA) се записува после 30 минути настојување. По дополнително 5-часово настојување, притисокот (PB) се чита повторно. Камерата се смета за добро затворена ако PB – PA < 67 Па. Само после успешно преминување на овој тест за затвореност, квалифициран гас SF₆ може да се зареди во камерата.

Во време на вакуумска обработка, треба да се избегнува продолжителни услови каде една страна на дискотипскиот изолатор (disk-type insulator) е под номинален оперативен притисок, додека другата страна е под висок вакуум, бидејќи тоа може да предизвика механичка штета. Ако е потребно, притисокот на притиснатата страна треба да се намали под 50% од номиналната вредност.

2.4 Земјишно поврзување на обвивката

Зборувајќи за густата внатрешна распоредба на GIS, електричката раздалеченост помеѓу проводниците и помеѓу проводниците и металната обвивка е многу мала. Во случај на внатрешна колапс, големи гранични струи ќе текат низ земјишни проводници во земјишната мрежа. Освен тоа, бидејќи обвивката на GIS е направена од затворена метална материја, асиметрични системски инциденти можат да индуцираат значајни напони на обвивката поради магнетна индукција, што може да предизвика штета на опремата или опасност за личноста.

Затоа, работата за земјишно поврзување мора да задоволи високи стандарди. Трансформаторни станции кои користат GIS се препорачува да користат медни земјишни мрежи за да се намали тоталниот земјишни отпор. Сите поврзувања помеѓу обвивката и земјишната мрежа исто така треба да користат медни материјали. Бидејќи постојат дискотипски изолатори и гумени пломби помеѓу гасните камери, медни поврзувачки ленти треба да се инсталираат помеѓу обвивките. Пресечената површина на овие поврзувачки ленти треба да се совпаѓа со главната земјишна мрежа.

GIS користи шема за повеќеточечко земјишно поврзување. Бројот и локацијата на земјишните точки треба да следат производствените и дизајнерските спецификации.

2.5 Испитување на резистивноста на главната колца

Испитувањето на резистивноста на главната колца е критична точка во инсталацијата на GIS. Не само што го потврдува целоста на контактните поврзувања помеѓу модулите, туку и потврдува правилната фазна последователност на главната магистрална колца. За целосно затворена комутационска опрема, правилното фазирање и надежните поврзувања се особено критични. На практика, се случувало да се поновно извршат работи поради погрешно фазирање или неправилни поврзувања на проводниците.

Производителите типично даваат стандардни вредности за контактна резистивност на внатрешните поврзувања. Резистивноста на колцата треба да се испита посегментно во време на собирање, што овозможува рано откривање и исправување на слаби контакти. Измерената резистивност за секој сегмент не треба да надмине сумата на специфицираните вредности на производителот за сите поврзувања во тој сегмент.

После целосно собирање, треба да се изврши целосно испитување на резистивноста на колцата, и резултатот не треба да надмине теоретски изчислената вредност.

Специјална белешка: Испитувањето на резистивноста на колцата мора да не се извршува на камери кои се подлежат на вакуумска обработка. Под атмосферскиот притисок, диелектричната јачина во камерата е екстремно ниска. Дури и неколку десетки волти можат да предизвикаат површинска дисипација на дискотипскиот изолатор, што остава следи од дисипација кои стануваат слаби диелектрични точки и потенцијални извори на грешки во функционирањето. Затоа, пре испитувањето на резистивноста, треба да се извршат внимателни проверки за да се спречи испитувањето на евакуирани камери.

2.6 Испитување на издржливост на напон

Отличните диелектрични својства на гасот SF₆ овозможуваат на GIS да постигнува компактен дизајн. GIS користи земјишно поврзани алуминиумски легировани обвивки, и под оперативен притисок, раздалеченоста помеѓу внатрешните проводници или помеѓу проводниците и земјишната обвивка е многу мала. Бидејќи има висока степен на предварителна сборка во фабрика, критичните компоненти се испратуваат предварително инсталирани. Но, преместувањето на компонентите во време на превоз или внесувањето на мали загрязнувања во време на инсталација на местото може да деформираат внатрешното електричко поле. За разлика од опремата со порцеланска изолација, дури и мали буркови или честички во GIS прекинувачите можат да предизвикаат аномална дисипација или колапс.

Затоа, испитувањето на издржливост на напон на местото служи како последна защита за да се верификуваат перформансите и квалитетот на инсталацијата на GIS.

Според регулациите за прифатливост, испитниот напон на местото е 80% од фабричкиот испитен напон. На пример, за GIS од 110 кВ, главната колца на испитување на издржливост на напон е 80% од фабричкиот испитен напон: 230 кВ × 80% = 184 кВ, применет за 1 минута. Испитувањето треба да се изврши најмалку 24 часа по целосно наполнување со гас. Прекинувачите против ударни напони и напонски трансформатори не треба да се вклучуваат во испитувањето. Излезните високонапонски кабли треба да се испитуваат заедно после да се поврзеат со GIS. Пред испитувањето, треба да се измери и да се потврди задоволителната диелектрична резистивност.

Постапка на испитување: Напонот се зголемува со количеството од 3 кВ/с до номинален оперативен напон (63.5 кВ), држи се 1-3 минути за да се набљудува состојбата на опремата, потоа се зголемува до 184 кВ и се држи 1 минута. Оваа постапка треба да се повтори за секоја фаза.

GIS кој успее да премине испитувањето на издржливост на напон може да се влезе во употреба. Но, овој тест не може да открие сите потенцијални недостатоци. Во функционирање, GIS мора да издржи не само сетички напони, туку и ударни и превклучувачки прекомерни напони. Полето на колапс на гасот SF₆ варира со видот на напон. За коаксијални цилиндрични електродни системи, 50% напонот на колапс на SF₆ може емпирички да се изрази како:

U₅₀ = (AP + B)μd

Каде:
P — Притисок во камерата
d — Електрична раздалеченост (мм)
μ — Фактор за користење на електричното поле
A, B — Константи зависни од формата на напонот

Така, напонот на колапс варира со видот на напон и полярност. Различни внатрешни недостатоци покажуваат различна осетливост на различни форми на напон. Сетички AC напон е осетлив на диелектричен колапс предизвикан од влага, загрязнувања или метални честички во SF₆, но помалку осетлив на површински цртежи или лоши состојби на површината на проводниците.

Затоа, испитувањето на издржливост на сетички напон не може да открие сите внатрешни недостатоци. Подобрувањето на контролата на процесот во време на инсталација и подобрувањето на целокупниот квалитет на инсталација остануваат најважни мерки за осигурување на безбедна работа на GIS.

3. Заклучок

Овој труд анализира ключни точки за контрола на процесот и квалитетот во инсталацијата и пускањето на опремата GIS на местото. Покажува дека испитувањето на издржливост на напон на местото може само делумно да одрази целокупниот квалитет и работна вештина на инсталираната GIS. Поважно, подголемиот дел се акцентира дека само со строга контрола на секој процес на инсталација - осигурувајќи целосно следење на процедури и работни упатства - може GIS опремата да биде безбедно и надежно пуштена во употреба од самото почеток.

Се надева дека овој сажет ќе служи како корисна референца за колегите во индустријата за градеж на енергетски системи.