Riċerka dwar it-teknoloġija tal-instalazzjoni ta’ l-eqwuipment GIS fl-iktarizz tal-sottostazzjoni ta’ 110 kV

Il-Gas Insulated Switchgear (GIS) jikkonsisti mill-breakers tal-kurkorrent, disconnectors, earthing switches, current transformers, voltage transformers, surge arresters, busbars, connectors, ugwil outlet terminals. Bil-affidabilità magħrufa, is-sigurtà, u l-ispazju relativament żgħir li għandu jokkupa, huwa madanat minn diffuzjoni fl-idħol u kbir tal-stazzjonijiet ta' kurrent elektrik. Fl-urban jew f’zones ħafna popolati, il-GIS hija l-għażla preferita għall-struttura kompatta u l-prestazzjoni isolanti eċċellenti.

Imma, stazzjonijiet ta' klazz 110 kV jiġbnu b-problemi ħafna waqt l-installazzjoni tal-materjal GIS. Dawn inkluudu l-pożizzjoni preċiża tal-materjal, l-konnessjonijiet elektrika komplikati, u l-kommissjoni u l-prova tas-sistema. L-iktar, id-dizajn inġiniżju tal-stazzjonijiet għandu jikkunsidara wkoll is-spazju għal l-operazzjoni u l-manutenzjoni tal-materjal, biex jingħata l-affidabilità operattiva tal-komponenti elektriki u biex jkunu sehem ma sibxu u manutenuti fil-futur.

Rekwiżiti għall-Installazzjoni tal-Materjal GIS fi Stazzjonijiet 110 kV

L-avvantaggi prinċipali tal-materjal GIS ikkertifikat IEC 62271 - 203 huma l-dizajn kompatt u l-prestazzjoni elektrika eċċellenti, li jagħmluhu kapax biex jassumi t-tifdal u t-distribuzzjoni ta' kurrent elektrik ta' kurrent elektrik ta' kurrent elektrik għal spazju limitat. Għalhekk, waqt l-installazzjoni fi stazzjonijiet 110 kV, għandu jkun miftaħar bil-mod preċiż il-konfigurazzjoni tal-materjal, l-dispożizzjoni spazjali, u l-kompattibilità mas-sistemi eżistenti.

Pruvolot, qabel l-installazzjoni, għandu jkun misjur id-daqs tal-lokalità pre-determinata għall-installazzjoni, u għandu jinkiteb li din il-lokalità tista' tkun ta' sodisfazzjoni għal l-imponiment ambjentali għal l-operazzjoni tal-materjal, bħal l-temperatura, l-umidità, u r-resistanza sismika. Din il-pass għandha tkun essenzjali, għax l-prestazzjoni tal-materjal GIS ikkertifikat IEC 62271 - 203 tintuflu sempliċement mill-ambjent tal-installazzjoni.

Tieni, għandu jkun studjat b-mod attenti u pianifikat skema l-elektrika sabiex jinkiteb li kull konnessjon elektrika tikun miftaħra bl-mod strixxa skond is-speċifikazzjonijiet tal-produttur u tikkonforma mal-standardi tal-sigurtà tas-Stat Grid. Dan jinkludi l-dizajn u l-dispożizzjoni tas-sistema tal-grounding, trazzjiet tal-kabli, u sistemi tal-protezzjoni għal materjal GIS ikkertifikat IEC 62271 - 203. Kull aspett għandu jkun implementat b-mod preċiż biex jevita riskji potenzjali ta' sigurtà.

Teknoloġija għall-Installazzjoni tal-Materjal GIS
Trasport tal-Materjal u Preparazzjoni

Waqt it-trasport, il-materjal GIS – li jikkonsisti min-kemmuna ta' metal (tipikament mit-qbil tonnellate) u komponenti elektrika sensiċi – jireqju kontrol fuq l-vibrazzjoni bejn 3–60 Hz u l-aċċelerazzjoni ≤0.3g (aċċelerazzjoni gravitazjonali). Il-protokolli tal-trasport għandhom jittieħdu skont is-standardi tal-materjal elektriku biex jminimu l-shoks għal komponenti sensiċi u jniqsu l-ratj tal-falliment qabel l-installazzjoni.

Il-pakkar għandu jgħamill vibrazzjoni u jkun impermeabili. Pereżempju, is-switches prinċipali għandhom jkunu avvolti b-foam b'daqqs ≥10 cm u rafforzati b-kemmuni PVC rigidi, skont is-speċifikazzjonijiet tal-produttur. Id-desiccants għandhom jinkiteb l-umidità interna ≤40% biex jpreveni l-ingress ta' umidità.

Ikono ndebbu l-kundizzjonijiet tal-storage li jinkiteb l-kontroll tal-temperatura bejn -10°C u 40°C u l-umidità relattiva ≤70% biex jipproteġġu l-metal u l-materiali ta' isolament. L-arej tal-storage għandhom jkunu šmalti minn interferenza elettromagnetika, ħlieġ, u agenti korrosivi. Għal fatt li l-pixxi tal-materjal GIS solitament jiġu superjuri għal 25 tonnellate, l-apparat tal-lifting għandhom jkunu b-kapaċità ≥30 tonnellate u stabilità li tkun konformi mal-rekwiżiti tal-konstruzzjoni. Is-silta tal-handling għandha ma tkunx superjuri għal 2 m/min biex jevita dani minn impatti.

Il-verifikazzjoni pre-installazzjoni fuq is-sit huwa importanti, inkluż ir-resistenza tal-isolament, ir-resistenza tal-grounding, u verifikazzjonijiet tal-fasi. Kull riżultat għandu jkun konformi mal-standardi biex jinkiteb li l-prestazzjoni tal-materjal tkun konformi mal-speċifikazzjonijiet tad-dizajn. Ir-rekwiżiti tekniki għal it-trasport u l-preparazzjoni huma dettagjati ftabel 1. Aġġiornament, l-prezz tal-circuit breaker ta' 145kV huwa fattur chiave fit-taqsam u l-valutazzjoni tal-kost tat-total proġett.

Handling u Pożizzjoni tal-Materjal
Meta nmuvu l-materjal GIS, il-carico disegnat tal-apparat tal-lifting solitament huwa aktar minn 25% superjuri għal il-pixxi tal-materjal biex jinkiteb margen ta' sigurtà waqt il-moviment. Pereżempju, meta l-pixxi tal-modul tal-GIS huwa 20 tonnellate, il-grua adottata għandha tkun b-kapaċità ta' lifting ta' aktar minn 25 tonnellate. Nistess tempo, l-stabilità tal-grua għandha tkun valutata biex tiġi evitata l-invertjar minħabba devjazzjoni tal-carico waqt l-operazzjoni. Waqt il-trasport effettiv tal-materjal GIS, is-silta tal-trasport għandha ma tkunx superjuri għal 2 m/min. Dan jistgħu jniqsu l-vibrazzjoni u l-potentjali danni tal-materjal minħabba l-silta ekcessiva. Qabel kull moviment, huwa neċessarju li jkun verifikat jekk hemm spazju sufficienti u supporz stabili fil-percorso biex jiġi evitat l-inclinazzjoni jew l-falliment tal-materjal minħabba l-operazzjoni fuq terrenu mhux regolari. Fiż-proċess ta' pożizzjonament, l-akkuratessa hija fattur chiave. Il-devjazzjoni tal-pożizzjonament tal-materjal GIS għandha tkun kontrollata f'± 5mm biex jinkiteb il-konnessjon korretta tal-interfaci tal-materjal u l-integrità tas-sistema. Il-realizzazzjoni ta' din l-akkuratessa solitament hi assistita mill-range finder laser ta' alta preċiżjoni u livelli elektronici għal il-pożizzjonament. Il-preparazzjoni tal-punt tal-installazzjoni inkludiv il-misurazzjoni tal-planità tal-terra, b'stanard ta' mhux aktar minn 3mm ta' differenza fid-alt fis-sqm. Il-rekwiżit ambjentali għal l-installazzjoni tal-materjal GIS huwa li l-numru ta' partikoli b'diametru akbar minn 0.5 μm fil-aria tal-zona tal-installazzjoni ma jkunx superjuri għal 352,000 f'kubik metru. Għal dan, solitament jiġi settjat ambiente cleanroom temporanja fil-post tal-installazzjoni, u jikkużaw filtri HEPA biex jiġi mantenu l-qualità tal-aria u biex jiġi prevenuti l-ingress ta' ħlieġ u partikoli fil-materjal waqt il-proċess tal-installazzjoni. Ir-rekwiżiti tekniki għal handling u pożizzjonament tal-materjal huma mostrati ftabel 2.

Assenzjoni tal-Komponenti

Il-joints tal-komponenti għandhom jkunu b-sealing performanti eċċellenti biex jiġi prevenuti l-leakage tal-gas. Għal l-materjal GIS, l-rate annwali tal-leakage tal-gas SF₆ għandha ma tkunx superjuri għal 0.5%. Dan l-indikatur huwa direttament relazjonat mal-forza tal-isolament u l-abilità tal-arcing resistance tal-materjal. Biex tkun satisfatta din l-exigenza, il-material tal-gasket utilizzat fid-assenzjoni għandu jkun b-proprietajiet eċċellenti ta' resistenza termika u pressjoni. Kullukk, l-setting tal-compression tal-gasket għandu tkun b'trajekt ta' 35% - 50% biex jinkiteb l-effektività ta' sealing long-term.

Fiż-proċess speċifiċu tal-assenzjoni tal-komponenti, kull punt ta' konnessjon għandhu jkun stretti b-torque wrench skond it-torque speċifikat mil-produttur. Pereżempju, għal bolts tal-konnessjon prinċipali, it-torque għandu jkun 100 - 120 N·m biex jinkiteb l-stabilità u l-affidabilità tal-konnessjon elektriku.

Konnessjonijiet Elektriki

Il-task primarju tal-konnessjonijiet elektriki huwa biex jinkiteb li kull komponenti konduttivi u punts ta' konnessjon jgħibu b'konduċtività elektrika u stabilità mekanika sufficenti. Waqt il-proċess tal-konnessjon, it-torque f'kull punt ta' konnessjon elektriku għandu jkun konformi mal-rekwiżiti speċifikati mil-produttur biex jinkiteb konnessjon fermi u stabili long-term. Kull bolt u superfici ta' kontatt għandhom jiġu netta u pre-trattati, tipikament involvendi l-eliminazzjoni ta' strati oksidativi u l-apposizzjoni ta' lubrifikant konduttivi biex jiġi ridotta l-resistenza ta' kontatt.

Il-meżura ta' resistanza ta' kontatt hija pass chiave fil-kontroll tal-qualità tal-konnessjonijiet elektriki. Ir-resistenza ta' kontatt f'punts ta' konnessjon għandha ma tkunx superjuri għal livell micro-ohm, kun valuri speċifiċi determinati skond it-tip u daqs tal-joint [5]. Biex tkun satisfatta din l-esigenza, kellu jkun testat kull punt ta' konnessjon permezz ta' tester ta' resistanza ta' precision biex jinkiteb li kull konnessjon tkun f'rang ta' resistanza speċifikat.

Fl-ambjenti ta' kurrent elektrik, l-isolament elektriku huwa ukoll aspett vitali tal-konnessjonijiet elektriki. Kull punt ta' konnessjon u komponenti ta' isolament għandhom jresistu għal aktar minn 1.5 darba l-volt normali ta' operazzjoni. Għal materjal GIS ta' 110 kV, dan ifisser li jkunu jresistu għal minn 165 kV. Il-trattamenti impermeabili u contro-l'umidità għal kull konnessjon elektriku huma essenzjali, speċjalment għal strutture tal-stazzjonijiet li joperaw fit-tramuntana jew f'ambjenti umidi. Il-joints u l-device terminali għandhom jgħamill teknoloġiji ta' sealing li jkunu konformi mal-rating ta' protezzjoni IP65 jew aktar għal ipreveni l-ingress ta' umidità u kontaminanti fis-sistema elektrika. Ir-rekwiżiti tekniki chiavi għal konnessjonijiet elektriki huma mostrati ftabel 3.

Provi ta' Kommissjoni

Il-provi ta' kommissjoni solitament jibdew b-provi ta' unità u jprograddu gradwalment għal provi ta' sistema totali. F'provi ta' resistenza tal-isolament, l-obiettiv huwa biex jinkiteb li kull materiali ta' isolament elektriku jiġbnu f'kundizzjoni bona u mhux dani minn possibili dani inkurruti waqt l-installazzjoni. Biex evalwaw l-forza tal-isolament tal-materjal GIS, huma neċessarji provi ta' volt tal-withstand. Għal materjal GIS ta' 110 kV, il-volt ta' prova AC applicat fil-prova ta' withstand għandu jkun aktar minn 230 kV, b'durata ta' minuta waħda, biex jevalwa l-prestazzjoni tas-sistema taħt kondizzjonijiet ta' kurrent elektrik.

Il-provi ta' partial discharge (PD) huma parti particolarment importanti għal l-evaluazzjoni tal-sigurtà tal-materjal GIS. Il-PD huwa segnali primitivi ta' degradazzjoni tal-materiali ta' isolament. Għalhekk, il-monitoraggio u l-kontroll tal-attività PD huwa essenzjali biex jiġi prevenuti l-falliment tal-materjal. Il-kwantità ta' discharge rekordata fid-prova għandha ma tkunx superjuri għal 5 pC. Il-provi ta' PD huma effettwati permezz ta' dispositivi ta' detton tal-emissjoni akustika f'frekwenzijiet speċifikati biex jinkiteb li kull attività ta' discharge identifikata u evaluata.

Il-provi mekanika tal-operazzjoni tal-circuit breakers huma ukoll parti minn provi ta' kommissjoni. Dawn inkluudu operazzjonijiet multipli ta' apertura u chiusura ta' circuit breakers. Tipikament, huwa meħtieġ li jkunu efettwati mingħajr falliment aktar minn 50 operazzjonijiet mekanika biex jiġi verifikata l'affidabilità operattiva. Il-temps għal kull operazzjoni huwa rekordat u paragunat mal-temps standard tal-operazzjoni furnit mil-produttur, solitament bejn 30 - 50 ms. Il-provi ta' sincronizzazione tas-sistema huma ukoll essenzjali. Dan il-prova huwa utilizzat biex jiġi verifikata l-prestazzjoni sincrona tal-komponenti kif il-circuit breakers u disconnectors waqt l-operazzjoni reale. L-errur ta' sincronizzazione għandha tkun kontrollata f'±10 ms biex jinkiteb li kull operazzjonijiet jiġu kompletati smooth taħt il-finestra ta' temps richiesta mill-grid tal-kurrent elektrik.

Nharaf, jiġu effettwati provi ta' funzjoni ta' sistema totali, inkludiv l-ispezzjoni tas-sistemi ta' protezzjoni u control. Dan il-pass jinkiteb li kull relay ta' protezzjoni, moduli ta' control, u dispositivi ta' komunikazzjoni jgħibu b'modalità korretta għal skenarijiet predefiniti ta' falliment u operazzjoni. Diversi scenari ta' falliment huma simulati fid-prova biex jiġi verifikat il-temps ta' reazzjoni u l-accuratezza ta' azzjoni tas-sistema. Il-temps ta' reazzjoni għal kull azzjoni huwa solitament richiestu biex jkun f'rang ta' 100 ms.

Kkonkluzzjoni

L-applikazzjoni tal-materjal GIS fi stazzjonijiet 110 kV ma tant optimiza l-proċess esistenti ta' installazzjoni u mejjora l-prestazzjoni tas-sistema totali, imma wkoll tagħmel support fortiss għad-avans tal-teknoloġija fil-settur tal-kurrent elektrik. Biex indaghaw fit-tekniki ta' installazzjoni tal-materjal GIS, jkun possibli li jiġu forniti referenzi materjali validi għal disegnaturi. Dan jiġi permess biex jagħmlu desizzjonijiet aktar scientifici u effettivi meta jiffissaw sfidijiet inġiniżju komplessi, biex jiġi millgħa l-suċċess ta' proġetti tal-stazzjonijiet.