Ang Tatlong Pinakamahalagang Pamamahala ng Proseso para sa Pagsasakatuparan at Komisyon ng GIS

Ang papel na ito ay nagbibigay ng isang maikling paglalarawan ng mga benepisyo at teknikal na katangian ng kagamitang GIS (Gas-Insulated Switchgear), at nagpapaliwanag ng ilang mahahalagang puntos ng kontrol sa kalidad at mga paraan ng kontrol sa proseso sa panahon ng pag-install sa lugar. Ito ay nagpapahiwatig na ang mga pagsusulit ng pagtitiis ng voltaje sa lugar ay maaaring ipakita lamang nang bahagya ang pangkalahatang kalidad at gawain ng pag-install ng kagamitang GIS. Kailangan lamang na palakasin ang komprehensibong kontrol sa kalidad sa buong proseso ng pag-install—lalo na sa mga mahahalagang aspeto tulad ng kapaligiran ng pag-install, pamamahala ng adsorbent, pagproseso ng gas chamber, at pagsusulit ng loop resistance—upang masiguro ang ligtas at maayos na komisyun ng kagamitang GIS.

Sa pag-unlad ng mga sistema ng kuryente, mas mataas na mga rekwisito ang inilapat sa mekanikal at elektrikal na performance ng mga pangunahing kagamitan sa substation. Bilang resulta, mas advanced na mga kagamitang elektrikal ang paulit-ulit na inilapat sa mga substation. Sa kanila, ang Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) ay nakuha ang mas malawak na aplikasyon dahil sa kanyang maraming mga benepisyo. Dahil dito, ang pag-install at komisyun sa lugar ng GIS ay naging sentral na aspeto ng konstruksyon ng substation.

1. Teknikal na Katangian ng Kagamitang GIS

• Kompaktong estruktura na may maliit na sukat ng lupain

• Mataas na operational reliability at kamangha-manghang performance sa kaligtasan

• Nawawalang masama na epekto mula sa labas

• Maikling panahon ng pag-install

• Madaling pagmamanage at matagal na interval ng inspeksyon

2. Mahahalagang Puntos ng Kontrol sa Proseso at Mga Paraan ng Kontrol sa Pag-install ng GIS

Dahil sa mataas na integrasyon at kompak na disenyo ng kagamitang GIS, anumang pagkakamali sa panahon ng pag-install sa lugar maaaring mag-iwan ng mga nakatagong panganib na maaaring humantong sa pagkabigo ng kagamitan o kahit na mga aksidente sa grid. Batay sa karanasan mula sa maraming pag-install ng GIS substation, mahigpit na kontrol sa mga sumusunod na mahahalagang aspeto ay kinakailangan sa panahon ng pag-install at komisyun.

2.1 Kontrol sa Kapaligiran ng Pag-install

Ang SF₆ gas ay napakasensitibo sa moisture at impurities, kaya ang kapaligiran ng pag-install sa lugar ay kailangang mahigpit na kontrolin. Dahil ang mga gas chamber ay kailangang buksan sa panahon ng pag-install, ang trabaho ay dapat gawin lamang sa mainit, malinaw na panahon na ang humidity ng kapaligiran ay mas mababa sa 80%. Kapag binuksan na ang chamber, ang vacuum processing ay dapat ipagpatuloy upang mabawasan ang oras ng exposure. Para sa mga outdoor installation, ang bilis ng hangin ay hindi dapat lumampas sa Beaufort scale 3. Kung kinakailangan, lokal na mga hakbang sa pagbabaril ng area sa paligid ng bukas na chamber ay dapat ipatupad, at ang pagbuo ng dust sa safe zone ay dapat mahigpit na kontrolin. Ang area ng pag-install ay dapat manatili sa malinis at maayos.

Ang mga tauhan ay hindi dapat maglabas ng loose-fiber na damit o gloves. Ang buhok ay dapat lubusang takpan ng cap, at ang face masks ay dapat ilagay. Sa mainit na kondisyon, ang mga hakbang sa pagpapalamig ay dapat gawin upang maiwasan ang pagpasok ng sweat sa chamber.

2.2 Pamamahala ng Adsorbent sa Mga Gas Chamber ng GIS

Ang adsorbent na ginagamit sa GIS ay karaniwang 4A molecular sieve, na hindi conductive, may mababang dielectric constant, at walang dust. Ito ay nagpapakita ng malakas na kapasidad ng adsorption at maaaring tiisin ang mataas na temperatura at arc exposure. Ang adsorbent ay dapat idry sa vacuum drying oven sa 200–300°C sa loob ng 12 oras. Agad pagkatapos ng pagdrying, ito ay dapat alisin at i-install sa chamber sa loob ng 15 minuto. Ang chamber na may na-install na adsorbent ay dapat simulan agad ang vacuum processing upang mabawasan ang exposure sa hangin.

Bago ang pag-install, ang adsorbent ay dapat timbangin at irekord para sa hinaharap na reference sa panahon ng maintenance. Kung ang timbang ay tumaas ng higit sa 25% sa panahon ng inspeksyon, ito ay nagpapahiwatig ng significant na moisture absorption at nangangailangan ng regeneration. Ang adsorbent mula sa arc-extinguishing chambers ay hindi maaaring iregenerate.

2.3 Vacuum Processing ng Mga Gas Chamber

Ang vacuum processing ay dapat simulan agad pagkatapos ng assembly ng chamber. Ang check valve ay dapat i-install sa connecting pipeline, at ang isang dedicated na tao ay dapat mag-monitor ng proseso upang maiwasan ang backflow ng pump oil sa chamber sa kaso ng brownout. Ang vacuum pump ay dapat unang i-start up para i-verify ang proper operation bago buksan ang lahat ng pipeline valves. Kapag natigil, ang mga valve ay dapat isara bago i-turn off ang pump.

Pagkatapos makamit ang internal absolute pressure na mas mababa sa 133 Pa, ang vacuum pump ay dapat patuloy na gumana sa loob ng additional 30 minuto, pagkatapos ay itigil at i-isolate. Ang absolute pressure (PA) ay irekord pagkatapos ng 30 minuto ng standstill. Pagkatapos ng karagdagang 5 oras ng standstill, ang pressure (PB) ay basahin muli. Ang chamber ay ituturing na well-sealed kung PB – PA < 67 Pa. Kailangan lamang na lumampas sa seal test bago ma-charge ang qualified SF₆ gas sa chamber.

Sa panahon ng vacuum processing, iwasan ang mahabang kondisyon kung saan ang isa pang gilid ng disk-type insulator ay nasa rated operating pressure habang ang iba pang gilid ay nasa mataas na vacuum, dahil ito ay maaaring magdulot ng mechanical damage. Kung kinakailangan, i-reduce ang pressure sa pressurized side sa mas mababa sa 50% ng rated value.

2.4 Grounding ng Enclosure

Dahil sa dense na internal layout ng GIS, ang electrical clearance sa pagitan ng mga conductor at sa pagitan ng mga conductor at metal enclosure ay napakaliit. Sa kaso ng internal breakdown, ang malalaking fault currents ay maaaring lumampas sa grounding conductors papunta sa grounding grid. Bukod dito, dahil ang enclosure ng GIS ay gawa sa closed-loop metallic material, ang asymmetric system faults ay maaaring mag-induce ng malaking voltages sa enclosure dahil sa magnetic induction, na maaaring magdulot ng pinsala sa kagamitan o mapanganib sa mga tauhan.

Dahil dito, ang grounding workmanship ay kailangang tumugon sa mataas na pamantayan. Inirerekomenda ang mga substation na gumamit ng GIS na gumamit ng copper grounding grids upang maiminimize ang total grounding resistance. Ang lahat ng koneksyon sa pagitan ng enclosure at grounding grid ay dapat gamitin din ang copper materials. Dahil sa presence ng disk-type insulators at rubber seals sa pagitan ng mga gas chamber, kailangang ilagay ang bonding copper bars sa pagitan ng mga enclosure. Ang cross-sectional area ng mga bonding bars ay dapat tugma sa main grounding grid.

Ang GIS ay gumagamit ng multi-point grounding scheme. Ang bilang at lokasyon ng mga grounding points ay dapat sundin ang manufacturer at design specifications.

2.5 Pagsusulit ng Main Circuit Resistance

Ang pagsusulit ng main circuit resistance ay mahalaga sa pag-install ng GIS. Ito ay hindi lamang naverify ang integrity ng contact connections sa pagitan ng mga module kundi pati na rin ang tama na phase sequence ng main busbar. Para sa fully enclosed switchgear, ang tama na phasing at reliable na connections ay lalo na kritikal. Sa praktika, ang rework ay nangyari dahil sa mali na phasing o improper na conductor connections.

Ang mga manufacturer ay karaniwang nagbibigay ng standard na contact resistance values para sa internal connections. Ang loop resistance ay dapat pagsusuriin segment by segment sa panahon ng assembly, upang ma-early detect at ma-correct ang poor contacts. Ang na-measure na resistance para sa bawat section ay hindi dapat lumampas sa sum ng mga specified values ng manufacturer para sa lahat ng connections sa loob ng section na iyon.

Pagkatapos ng full assembly, dapat gawin ang complete loop resistance test, at ang resulta ay hindi dapat lumampas sa theoretical calculated value.

Special Note: Ang loop resistance testing hindi dapat gawin sa mga chamber na kasalukuyang nasa vacuum processing. Sa sub-atmospheric pressure, ang dielectric strength sa loob ng chamber ay napakababa. Kahit ilang puluhang volts ay maaaring magdulot ng surface discharge sa disk-type insulators, na nagiiwan ng discharge traces na naging weak insulation points at potential fault sources sa panahon ng operasyon. Dahil dito, mahigpit na checks ay dapat gawin bago anumang resistance measurement upang maiwasan ang pagsusulit sa evacuated chambers.

2.6 Withstand Voltage Test

Ang excellent na insulation properties ng SF₆ gas ay nagpapahintulot sa GIS na makamit ang kompak na disenyo. Ang GIS ay gumagamit ng grounded aluminum alloy enclosures, at sa operating pressure, ang gap sa pagitan ng internal conductors o sa pagitan ng mga conductor at grounded enclosure ay napakaliit. Dahil sa mataas na pre-assembly sa factory, ang mga critical components ay inilalabas na pre-installed. Gayunpaman, ang displacement ng component sa panahon ng transport o ang pag-introduce ng tiny impurities sa panahon ng on-site installation ay maaaring distorbo ang internal electric field distribution. Hindi tulad ng porcelain-insulated equipment, kahit na maliit na burrs o particles sa interrupters ng GIS ay maaaring magdulot ng abnormal discharge o breakdown.

Dahil dito, ang on-site withstand voltage testing ay nagsisilbing final defense upang i-verify ang performance at kalidad ng pag-install ng GIS.

Ayon sa acceptance test regulations, ang on-site test voltage ay 80% ng factory test voltage. Halimbawa, para sa 110 kV GIS, ang main circuit withstand test voltage ay 80% ng factory test voltage: 230 kV × 80% = 184 kV, na i-apply sa 1 minuto. Ang test ay dapat gawin sa loob ng 24 oras pagkatapos ng complete gas filling. Ang surge arresters at voltage transformers ay hindi dapat kasama sa test. Ang high-voltage outgoing cables ay dapat i-test together pagkatapos ma-connect sa GIS. Bago ang test, ang insulation resistance ay dapat imeasure at ikumpirma ang satisfactory.

Test Procedure: Tumataas ang voltage sa rate ng 3 kV/s sa rated operating voltage (63.5 kV), hold for 1–3 minutes upang obserbahan ang estado ng kagamitan, pagkatapos ay itaas sa 184 kV at i-maintain sa 1 minuto. I-repeat ang proseso na ito para sa bawat phase.

Ang GIS na lumampas sa withstand voltage test ay maaaring ilagay sa serbisyo. Gayunpaman, ang test na ito ay hindi maaaring detekta ang lahat ng potensyal na defect. Sa serbisyo, ang GIS ay kailangang tiisin hindi lamang ang power-frequency voltage kundi pati na rin ang lightning at switching overvoltages. Ang breakdown field strength ng SF₆ gas ay nag-iiba depende sa uri ng voltage. Para sa coaxial cylindrical electrode systems, ang 50% breakdown voltage ng SF₆ ay maaaring empirical na ipahayag bilang:

U₅₀ = (AP + B)μd

Kung saan:
P — Chamber pressure
d — Electrical clearance (mm)
μ — Electric field utilization factor
A, B — Constants dependents sa waveform ng voltage

Dahil dito, ang breakdown voltage ay nag-iiba depende sa uri ng voltage at polarity. Ang iba't ibang internal defects ay nagpapakita ng iba't ibang sensitivities sa iba't ibang waveforms ng voltage. Ang power-frequency AC voltage ay sensitive sa insulation breakdown na dulot ng moisture, impurities, o metal particles sa SF₆, ngunit hindi masyadong sensitive sa surface scratches o poor conductor surface conditions.

Dahil dito, ang power-frequency withstand tests ay hindi maaaring detekta ang lahat ng internal defects. Ang pagpapalakas ng process controls sa panahon ng pag-install at ang pag-improve ng overall quality ng pag-install ay nananatiling pinakamahalagang hakbang upang masiguro ang ligtas na operasyon ng GIS.

3. Kasimpulan

Ang papel na ito ay nag-analisa ng mga mahahalagang puntos ng proseso at kontrol sa kalidad sa on-site installation at komisyun ng kagamitang GIS. Ito ay nagpapakita na ang on-site withstand voltage testing ay maaaring ipakita lamang nang bahagya ang pangkalahatang kalidad at gawain ng installed GIS. Mas mahalaga pa, ito ay nagbibigay-diin na tanging sa pamamagitan ng mahigpit na kontrol sa bawat proseso ng pag-install—na siguraduhin ang full compliance sa procedures at work instructions—maaaring ligtas at maasahan na icommission ang kagamitang GIS mula sa simula.

Inaasahan na ang buod na ito ay maaaring magsilbing isang kapaki-pakinabang na reference para sa mga kasamahan sa industriya ng konstruksyon ng kuryente.