Pagsusi sa bahin-bahin nga pagdischarge sa GIS busbars sama-sama

Ang CIS (Gas Insulated Switchgear) nagrefer sa isang gas - insulated na enclosed switchgear assembly. Ang busbar usa ka common pathway diin adunay daghang mga device nga gipakonekta sa parallel. Sa CIS, ang internal space sa busbar labi ka gamay, apan gitaposan sa mataas nga voltage ug current. Kini nga local discharge, kon magkabana, makapadako og dako ang inter - phase insulation ug mohatag og significant threat sa safe ug stable operation sa equipment. Ang article niini nagpresenta og analysis ug solution sa local discharge fault sa busbar sa CIS, ug gigamit og improved fastening scheme alang sa busbar bolts sa CIS isip reference.

Fault Situation

Ang 220 kV CIS sa usa ka substation gi-operate sa December 20, 2016. Sa Marso 2017, samtang ang live detection sa substation, ang mga operation ug maintenance personnel nadetect og obvious nga very - high - frequency (VHF) signals sa busbar, preliminarily determining nga may local discharge fault sa busbar.

Kon gipangita og partial discharge detector (model PDT - 840MS) para sa live detection, ang mga operation ug maintenance personnel nadetect og obvious nga VHF signals sa built - in sensor sa busbar tali sa 204 circuit breaker sa 220 kV side sa No. 4 main transformer ug ang 225 circuit breaker sa 220 kV Xinguo Line. Ang signals nagsulti og duha nga distinct ug symmetrical clusters, ngadto sa dako nga discharge quantity. Ang maximum amplitude nakahibaw-an sa 67 dB, ug abnormal nga internal discharge sounds mahimong mapangita sa site, preliminarily indicating ang presence sa local discharge sa equipment. Ang kompanya gisugyot sa maintenance center nga gihimo ang re - measurement, ug abnormal nga VHF ug ultrasonic signals gihatagan sa sama.

Ang ultrasonic detection nagsulti nga ang peak value sa continuous mode maoy hinungdan sa 120 mV, may certain 100 Hz frequency correlation, ug ang maximum value sa phase mode maoy hinungdan sa 70 mV. Pagkatapos sa analysis, nadeterminar nga ang floating discharge gipasabot sa vibration sa inter - phase insulation sa loob sa 2B busbar gas chamber tali sa 204 circuit breaker bay sa 220 kV side sa No. 4 main transformer ug ang 225 circuit breaker bay sa 220 kV Xinguo Line.

Analysis of the Fault Causes
Load Statistics and Inspection of the Faulty Busbar Bay

Ang loads sa 220 kV Xinguo Line ug ang 204 circuit breaker sa No. 4 main transformer gi-statistically analyzed. Ang load sa 220 kV B - section busbar wala nagpakita og significant change ug wala gibase sa rated value.

Ang maintenance personnel, sama sa mga technician sa manufacturer, gipagbutangan sa disassembly inspection sa busbar bay diin ang local discharge nanggipakita. Kini nga busbar 7 m ka long ug adunay 6 inter - phase insulation supports sa loob. Pagkahuman sa pag-disassemble sa busbar, natukod ang tulo ka loose bolts: ang V - phase sa unang inter - phase insulation component, ang V - phase sa ika-5 inter - phase insulation component, ug ang W - phase sa ika-6 inter - phase insulation component. Sa matang sa tulo, ang unang bolt ang labi ka loose, mahimo siya direkta nga matangtang, ug adunay dako nga dust sa palibot.

Ang threads sa metal inserts sa uban pang inter - phase insulators wala nagpakita og obvious damage, ug ang surface sa insulator material wala nagpakita og cracks, scratches, o abnormal depressions. Ang uban pang bahin sa three - phase conductors sa uban pang inter - phase insulators ug uban pang connection points wala nagpakita og abnormalities. Ang tightening torques sa connection bolts tali sa uban pang 15 inter - phase insulators ug ang conductors gi-meet sa specified requirements.

Analysis and Verification

• Quality of Busbar Module Components and Installation. Pagkatapos sa inspection, ang quality sa busbar duct shell ug conductor compliant sa technical quality requirements sa manufacturer's drawings. Ang straightness sa components mismo gi-meet sa shape tolerance requirements sa drawings. Ang insulators ug ang ilang metal grading inserts giproduksyon pinaagi sa casting ug solidifying sa mold. Sa factory assembly process, gipangita ang special fixture aron moposisyonon ang relative spatial positions sa three - phase conductors. Apan, ang tightening torques sa connection bolts tali sa conductors ug ang insulators dili kompleto gi-meet sa manufacturer's requirements sa daghang cases.

• Kung ang busbar anaa sa live operation, ang three - phase currents symmetric, ug ang bawng phase conductor gi-subject sa same alternating electrodynamic force. Ang tatlo nga phases symmetrically distributed sa space. Ang busbar conductor maoy hollow conductor, mas taas ang bending strength kay sa conductors. Sa normal installation, ang three - phase conductors dili mogibag-o ngadto sa bisan asa nga fixed angular position tungod sa electrodynamic force samtang operasyon.

• Mechanical Strength Calculation. Ang manufacturer naghimo og calculation sa connection strength sa fasteners ug nadeterminar nga ang connection length tali sa external thread sa bolt ug ang internal thread sa insulator insert kinahanglan mas taas sa kasagaran nga design sa 16 mm, ug ang thickness sa metal shim kinahanglan padaghan ngadto sa least 7 mm (kasagaran 4 mm). Kini makapahimulos sa mechanical strength requirements sa kondisyon sa single - bolt connection ug electrodynamic force sa 10 kN samtang short - circuit sa busbar.

• Type Tests. Ang resulta sa 500 A/3 s thermal stability (short - time withstand current) test, 135 kA dynamic stability (peak withstand current) test, especially ang temperature - rise test sa busbar current sa 7 h/4000 A, nagsulti nga wala nagpakita og obvious mechanical loosening o abnormal connections human sa tests. Kini nagpakita nga ang existing design alang sa fastening sa busbar conductors reliable sa type - test conditions.

Cause Determination

Pinaagi sa on - site inspection ug theoretical analysis, ang primary cause sa kini nga fault nadeterminar ingon ana: Ang tightening torques sa bolts samtang ang manufacturer's assembly dili gi-meet sa standards, ug ang connection length sa bolts ug ang thickness sa shims dili gi-meet sa operational requirements.

Treatment Scheme

Batasan sa resulta sa on - site inspections ug theoretical analyses, giproposal ang bag-ong bolt - tightening scheme aron siguradohan ang reliable operation sa busbar.

• Pagamit og double - ended screws nga giconnect sa mating manner sa internal threads sa metal inserts sa annular insulators (sa side sa shorter thread sa screw). Apply Loctite 603 adhesive No. 2 sa surface sa external threads sa screw. Apply tres longitudinal strips sa Loctite 603 adhesive sa intervals sa hinungdan sa 120° sa circumference sa 24 - mm thread length, siguradohon nga ang entire 360° surface sa thread coated sa adhesive human sa screwing in. Human sa full insertion sa bolt, gamiton ang special cleaning paper aron tangtangon ang excess adhesive.

• Pagamit og self - locking/anti - loosening nuts sa combination aron epektibo nga preventon ang bolts sa pagloose. Adopt integrated shim component nga may thickness sa 8 mm.

• Pagamit og torque wrench aron tighten ang bolts, taking a value sa 75 N·m, nga nakaupper end sa (70±7) N·m range. Aron siguradohon nga ang torque sa bawng bolt up to standard, implement system diin usa ka tawo ang molihok ug ang uban nagcheck.

Human sa pagcomplete sa tightening, gamiton ang vacuum cleaner, special cleaning paper, ug alcohol aron thorough clean sa tightened areas ug cavity areas sa conductors.

On - Site Treatment

Ang double - ended bolts gipangita aron pauswagon ang tightening force sa bolts, ug ang self - locking nuts gipangita aron preventon ang bolts sa pagloose tungod sa electrodynamic forces samtang normal operation. Ang manufacturer gipangita ang bolt modification work sa kini nga GIS busbar batasan sa gi-mention nga scheme, ug ang resulta human sa modification satisfactory.