110 kV erantzuleko eraikuntzan GIS tresna instalatze teknologiari buruzko ikerketa

Gas Insulated Switchgear (GIS) kablegatzaileak, itzalgarriak, lurreko itzalgarriak, korrontea aldatzaileak, tentsio aldatzaileak, ezabatzaileak, busbarak, konektoreak eta irteera terminalak ditu. Handiagoa zehaztasuna, segurtasuna eta erdigune txikiagoaren okupazioarekin, hau altu-tentsioko subestazioen diseinuan eta eraikuntzan oso erabili da. Herriko eta biztanle asko dagoen arreen, GIS aukera garrantzitsua da bere egitura trinkoa eta insulazioa onena dela.

Hala ere, 110 kV klaseko subestazioetan GIS tresna instalatzeko ariketa asko aurkitzen dira. Hauek tresnen kokapen zehatzak, elektriko konexio konplexuak eta sistema komisionamendua eta probak barne hartzen dituzte. Gainera, subestazioen ingeniaritzako diseinuak tresnen funtzionamendurako eta mantentze espazioa ere kontuan hartu behar du, elektriko osagai guztiak fidedignoki funtzionatzen direla eta etengabe eguneratu edo mantentu ahalko direla egiaztatuta.

110 kV Subestazioetan GIS Tresnak Instalatzeko Eskerak

IEC 62271-203 ziurtatutako GIS tresnen oinarriko baliokideak bere diseinu trinkoak eta elektriko prestazio onenak dira, altu-tentsioko korrontearen transmitizioa eta banaketa espazio murriztuan egin dezakeena. Beraz, 110 kV subestazioetan instalatzeko, tresnen konfigurazioa, espazio diseinua eta sistemaren lehengo existenteekin bateragarritasuna zehatz kontuan hartu behar dira.

Lehenik eta behin, instalazioaren kokapen aurretik neurtu behar dira neurriak, eta egiaztatu behar da horrek tresnen funtzionamendurako ingurumen eskerrak betetzen dituela, hala nola tenperatura, igortasuna eta isilpegi-prestazioa. Urrats hau oso garrantzitsu da, IEC 62271-203 ziurtatutako GIS tresnen prestazioa instalazio ingurumenarekin oso erlazionatuta dagoelako.

Bigarren, elektriko instalazio planifikazio zehatz bat egin behar da, elektriko konexio guztiak herrialdeko Euskal Erriko segurtasun estandarrekin eta fabrikariaren zehaztapenekin bat datozen moduan. Honek IEC 62271-203 ziurtatutako GIS tresnen gorputxeko sisteman, kabeleren bidea eta babesteko sistemaren diseinu eta diseinua barne hartzen ditu. Aspektu guztiak zehatz exekutatu behar dira arrazoizko segurtasun arriskuen saihesteko.

GIS Tresnen Instalazio Teknologia
Tresnen Transportaketa eta Preparatzea

Transportatzeko, GIS tresnek—barruko metal kasu berotako (ohikoa bi tono baino gehiago) eta elektriko osagai sentikorrak—harremana kontrola 3–60 Hz barruan eta azelerazio ≤0.3g (grabitate azelerazioa) behar dute. Transporta protokolak elektriko tresnen estandarekin bat etorri behar dituzte, osagai sentikorretara jotzen zaizun joera gutxienez posiblea izateko eta aurretik instalatze arrisku txikiak izateko.

Paketak harremana-saints eta ur-saints materialak erabili behar ditu. Adibidez, sakelari nagusiek ≥10 cm espesorra duen foampean osorik hartu behar dute eta PVC gorputx orduen bitartez armatuak, fabrikariaren zehaztapenen arabera. Deshidratagarriak barruko igortasuna ≤40% mantentu behar dut higroscopia saihesteko.

Biltegia baldintzetan -10°C eta 40°C arteko tenperatura kontrola behar da, eta erlatiboki 70% igortasuna ≤70% metal eta insulazio materialak babesteko. Biltegien espazioak elektromagnetikoki interferentzia, poltsua eta korrosio agentei babestuta egon behar dira. GIS tresnen pisua ohikoa 25 tono baino handiagoa denean, eramate tresnaren kapasitatea ≥30 tono izan behar da eta estabilitatea eraikuntzeko eskerrak betetzen ditu. Karguaren abiadura ez da gainditu behar 2 m/min impactu-damage saihesteko.

Aurretik instalazio probak garrantzitsuak dira, hala nola isolamendu resistenzia, gorputx resistenzia eta fase egiaztapenak. Emaitza guztiak estandarekin bat etorri behar dituzte tresnen prestazioa diseinu-espezifikazioetan betetzen dela egiaztatzeko. Transporta eta preparatze teknikoen eskerrak taula 1. an datoz. Gainera, 145kV sakelari prezioa erosi eta proiektu kostu orokorreko balorazio garrantzitsu faktorea da.

Tresnen Maneiatzea eta Kokapena
GIS tresna mugitzean, eramate tresnaren diseinu-karga ohikoa da 25% gehiago da tresnaren pisua baino, mugimendu-prozesuan segurtasun margina bat lortzeko. Adibidez, GIS moduluaren pisua 20 tono bada, eramate tresnaren karga 25 tono gehiago izan behar da. Bereziki, eramate tresnaren estabilitatea ebaluatu behar da, mugimenduan kargu desbideratzeagatik ez doazen kolapsatzen. GIS tresnaren mugimenduan abiadura ez da gainditu behar 2 m/min. Honek tresnaren harremana eta posiblea den damage murriztu dezake. Mugimendu bakoitzaren aurretik, bidean espazio nahikoa eta oinarri sustatzailea egiaztatu behar da, tresna orekatu edo erori ez dadin. Kokapen prozesuan, zehaztasuna garrantzitsu faktorea da. GIS tresnaren instalazioaren kokapen errorea ± 5mm artean kontrolatu behar da tresnaren interfaz konexioa eta sistema osoa ondo betetzeko. Zehaztasun hau laser distantsia-neurri elektronikoen laguntzaz lortzen da. Instalazio puntuan prestatu lanak saila osoaren platabildura neurtzea barne hartzen du, metro karratu bakoitzeko 3mm baino ez daitezen altuera desberdintasuna. GIS tresnaren instalazio ingurumen eskerra partikulen zenbakia 0.5 μm baino handiagoa dituena ez da gainditu behar 352,000 metro kubiko bakoitzeko. Horregatik, instalazio puntuan instalazio ingurumen garbitza temporala sortu behar da, eta HEPA filtroak aire kalitatea mantentzeko eta mugitu eta partikula sartzea saihesteko. Tresnaren maneiatze eta kokapen teknikoen eskerrak taula 2. an datoz.

Osagai Montajea

Osagaien hitzorduak isolamendu prestazio handia izan behar dute gasa kanpo eraman ez dadin. GIS tresnetarako, SF₆ gasaren urteko kanporako tasa 0.5% baino ez da gainditu behar. Indikadore hau tresnen isolamendu indarraren eta ark-zuhaitza kontra adina lotuta dago. Eskerrak betetzeko, montaje prozesuan erabiliko diren isolamendu gasket materialak tenperatura eta presio-resistentzi handia izan behar ditu. Gainera, gasketaren presio-set 35% - 50% izan behar da, isolamendu luzerako efektibotasuna bermatzeko.

Osagaien montaje operazio espezifikoan, konexio puntu guztiak fabrikariaren zehaztapenekin bat datozen momenteroak erabiliz estaltu behar dira. Adibidez, korrontea portatzen duten konexio boltsentzat, momenteroa 100 - 120 N·m izan behar da, elektriko konexioaren estabilitatea eta fidedignotasuna bermatzeko.

Elektriko Konexioak

Elektriko konexioen lehen ariketa da elektriko konduzentzien eta konexio puntu guztiak sufiziente elektriko konduzentzia eta mekanikoki estabilitatea dituzten egiaztatzea. Konexio prozesuan, elektriko konexio puntu guztien momenteroak fabrikariaren zehaztapenekin bat etorri behar dituzte, konexio estaltasuna eta luzerako estabilitatea bermatzeko. Bolts guztiak eta kontaktu-puntuak adeitasunez garbitu eta preprozesatu behar dira, ohikoa oxide layer-en kendura eta elektriko lubrikoiletzaren aplikazioa kontaktu resistenzia murrizteko.

Konexio puntuaren kontaktu resistenzia neurtzea elektriko konexioen kalitate kontrolaren pauso garrantzitsu bat da. Konexio puntuaren kontaktu resistenzia micro-ohm maila baino ez da gainditu behar, balio espezifikoak konexio mota eta tamaina arabera [5]. Eskerrak betetzeko, konexio puntu bakoitzak precision resistance tester baten bitartez probatu behar da, konexio guztiak zehaztutako resistenzia tartean daudela egiaztatzeko.

Altu-tentsioko ingurumenetan, elektriko isolamendua elektriko konexioen aspektu garrantzitsu bat da. Elektriko konexio puntu bakoitza eta isolamendu-osagaiak normalean funtzionamendu-tentsiunaren 1.5 aldiz baino handiagoa suertatu behar dute. 110 kV GIS tresnetarako, hau 165 kV baino gutxiagotan suertatu behar du. Elektriko konexio guztiak itsasontziekin eta humedadrako tratamenduak behar dituzte, bereziki kanpo eta humedasun handiko ingurumenetan funtzionatzen duten subestazio instalazioetan. Hitzen eta terminalen konexioak IP65 edo goiago protektion graduatua dituzten itsasontzi teknologietan erabili behar dira, humedasuna eta kontamina ileak elektriko sistema baten barruan sartzea saihesteko. Elektriko konexioen teknikoen eskerrak taula 3. an datoz.

Komisionamendu Probak

Komisionamendu probak unitate-nivelen probak hasieratzen dira eta graduatuki sistema osoaren probak urrundu. Isolamendu resistenzia probetan, helburua da elektriko isolamendu material guztiak egoera ondoan daudela eta instalazio prozesuan jaso daitezkeen posiblea dauden damage-a saihesteko. GIS tresnaren isolamendu-indarraren ebaluatzeko, suertatu-tentsiun probak beharrezkoak dira. 110 kV GIS tresnetarako, suertatu-tentsiun probetan aplikatzen den AC proba-tentsiun 230 kV baino gutxiagotan izan behar da, 1 minutu igarota, sistema altu-tentsiunaren kondizioetan funtzionatzen duen egiaztatzeko.

Partial discharge (PD) probak GIS tresnaren segurtasuna ebaluatzean garrantzitsuak dira. Partial discharge isolamendu-materialaren degradazioaren aitzindaria da. Beraz, PD aktibitatea monitorizatzea eta kontrolatzea tresnaren akatsen saihesteko garrantzitsu da. Probak ondoren bildutako diskarga-kopurua 5 pC baino ez da gainditu behar. PD probak adierazpen soinu emisio detektoreen bidez egin behar dira, maiztasun espesifikoei dagokienak, detektatutako diskarga aktibitate guztiak egoki identifikatzea eta ebaluatzea bermatzeko.

Sakelarien mekanikoki funtzionamendu probak ere komisionamendu proben zati dira. Hauek sakelarien behin eta berriz irekita eta itzalita egiten dira. Ohikoa da sakelariak gutxienez 50 mekanikoki funtzionamendu akats gabe eman behar izatea, funtzionamendu fidedignotasuna egiaztatzeko. Funtzionamendu bakoitzaren denbora grabatzen da eta fabrikariak emandako standard funtzionamendu-denborarekin konparatzen da, ohikoa 30 - 50 ms artean. Sistema sinkronizazio probak ere beharrezkoak dira. Proba honek sakelarien eta itzalgarrien komponenteen sinkronizazio-prestazioa funtzionamendu errealean egiaztatzen du. Sinkronizazio erroreak ±10 ms artean kontrolatu behar dira, sistema funtzionamendu guztiak energia-redearen eskemako denbora-tartean errazteko.

Azkenik, sistema osoaren funtzio probak egin behar dira, babestu eta kontrol sistema egiaztatzen. Urrats hau sistema guztiaren protektore relaiak, kontrol moduluen eta komunikazio tresnariak egoki erantzuten direla egiaztatzen du. Testuan fault eskenario desberdinak simulatzen dira, sistema erantzun denbora eta ekintza zehaztasuna egiaztatzeko. Ekintza guztien erantzun denbora 100 ms baino gutxiagotan izan behar da.

Kontzeptua

GIS tresnen 110 kV subestazioetan aplikazioa instalazio prozesu lehengo optimizatzen du eta sistema osoaren prestazioa hobetzen du, baita teknologiaren aurrerapena energia industrian ere. GIS tresnen instalazio tekniketan sartzea diseinatzaileei baliozko dokumentu erreferentziak eskaintzen dizkie, hemen kompleksu ingeniaritzu arraroak ateratzen dituzten kasuetan erabaki zientifikoa eta efektiboagoa egin ahal izateko, hala nola subestazio proiektuen arrakasta maila hobetzen.