การวิจัยเทคโนโลยีการติดตั้งอุปกรณ์ GIS ในโครงการก่อสร้างสถานีไฟฟ้าแรงสูง 110 kV

อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊ส (GIS) ประกอบด้วยวงจรตัดไฟ วงจรตัดทาง วงจรต่อพื้น ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า ทรานสฟอร์เมอร์แรงดัน ตัวต้านทานลูกเห็บ บัสบาร์ ตัวเชื่อมต่อ และจุดต่อออก ด้วยความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยที่สูงขึ้น พร้อมกับการใช้พื้นที่ค่อนข้างน้อย มันจึงได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในการออกแบบและสร้างสถานีไฟฟ้าแรงดันสูง ในพื้นที่เมืองและพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น GIS เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเนื่องจากโครงสร้างที่กะทัดรัดและการทำงานของฉนวนที่ยอดเยี่ยม

อย่างไรก็ตาม สถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 kV ประสบกับหลายความท้าทายในการติดตั้งอุปกรณ์ GIS ซึ่งรวมถึงการกำหนดตำแหน่งอุปกรณ์อย่างแม่นยำ การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ซับซ้อน และการทดสอบและปรับระบบ นอกจากนี้ การออกแบบวิศวกรรมของสถานีไฟฟ้ายังต้องคำนึงถึงพื้นที่สำหรับการทำงานและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมดสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและสามารถอัปเกรดหรือบำรุงรักษาได้ง่ายในอนาคต

ข้อกำหนดการติดตั้งอุปกรณ์ GIS ในสถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 kV

ข้อได้เปรียบหลักของอุปกรณ์ GIS ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน IEC 62271-203 คือการออกแบบที่กะทัดรัดและการทำงานทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ทำให้มันสามารถทำการส่งผ่านและกระจายกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงภายในพื้นที่จำกัด ดังนั้น ในการติดตั้งในสถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 kV จำเป็นต้องพิจารณาการกำหนดโครงสร้างอุปกรณ์ การจัดวางพื้นที่ และความเข้ากันได้กับระบบเดิมอย่างละเอียด

ประการแรก ก่อนการติดตั้ง ควรวัดขนาดของพื้นที่ติดตั้งที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่นี้สามารถตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความทนทานต่อแผ่นดินไหว ขั้นตอนนี้สำคัญมาก เนื่องจากประสิทธิภาพของอุปกรณ์ GIS ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน IEC 62271-203 ได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาพแวดล้อมการติดตั้ง

ประการที่สอง ควรวางแผนการติดตั้งระบบไฟฟ้าอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อไฟฟ้าทั้งหมดดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนดของผู้ผลิตและปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยของ State Grid ซึ่งรวมถึงการออกแบบและจัดวางระบบต่อพื้น เส้นทางสายเคเบิล และระบบป้องกันสำหรับอุปกรณ์ GIS ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน IEC 62271-203 แต่ละด้านต้องดำเนินการอย่างแม่นยำเพื่อป้องกันความเสี่ยงด้านความปลอดภัยใด ๆ

เทคโนโลยีการติดตั้งอุปกรณ์ GIS
การขนส่งและการเตรียมอุปกรณ์

ระหว่างการขนส่ง อุปกรณ์ GIS ซึ่งประกอบด้วยตู้โลหะที่มีน้ำหนักมาก (โดยทั่วไปหลายตัน) และส่วนประกอบไฟฟ้าที่ไวต่อการกระทบกระเทือน ต้องควบคุมการสั่นสะเทือนในช่วง 3-60 Hz และความเร่ง ≤0.3g (ความเร่งโน้มถ่วง) โปรโตคอลการขนส่งต้องปฏิบัติตามมาตรฐานอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อลดแรงกระแทกต่อส่วนประกอบที่ไวต่อการกระทบกระเทือนและลดอัตราการชำรุดก่อนการติดตั้ง

บรรจุภัณฑ์ควรใช้วัสดุที่ทนต่อการสั่นสะเทือนและกันน้ำ ตัวอย่างเช่น สวิตช์หลักต้องห่อหุ้มด้วยโฟมหนา ≥10 cm และเสริมด้วยเปลือก PVC แข็ง ตามข้อกำหนดของผู้ผลิต สารดูดความชื้นควรรักษาความชื้นภายในไม่เกิน 40% เพื่อป้องกันการเข้าสู่อุปกรณ์

เงื่อนไขการจัดเก็บระบุว่าต้องควบคุมอุณหภูมิระหว่าง -10°C ถึง 40°C พร้อมความชื้นสัมพัทธ์ไม่เกิน 70% เพื่อปกป้องวัสดุโลหะและฉนวน บริเวณจัดเก็บต้องป้องกันจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ฝุ่น และสารกัดกร่อน เนื่องจากน้ำหนักของอุปกรณ์ GIS อาจเกิน 25 ตัน ดังนั้น อุปกรณ์ยกต้องมีความจุ ≥30 ตัน พร้อมความเสถียรที่ตรงตามข้อกำหนดการก่อสร้าง ความเร็วในการจัดการไม่ควรเกิน 2 เมตร/นาที เพื่อป้องกันความเสียหายจากการกระทบ

การทดสอบบนไซต์ก่อนการติดตั้งมีความสำคัญ รวมถึงการทดสอบความต้านทานฉนวน ความต้านทานต่อพื้น และการตรวจสอบเฟส ผลลัพธ์ทั้งหมดต้องปฏิบัติตามมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของอุปกรณ์ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ รายละเอียดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการขนส่งและการเตรียมอุปกรณ์แสดงในตาราง 1 นอกจากนี้ ราคาวงจรตัดไฟ 145kV ยังเป็นปัจจัยสำคัญในการจัดซื้อและการประเมินต้นทุนโครงการโดยรวม

การจัดการและการตั้งตำแหน่งอุปกรณ์
เมื่อเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ GIS โหลดการออกแบบของอุปกรณ์ยกทั่วไปมักจะสูงกว่าน้ำหนักของอุปกรณ์ประมาณ 25% เพื่อให้มีระยะความปลอดภัยในการเคลื่อนย้าย ตัวอย่างเช่น หากน้ำหนักโมดูล GIS คือ 20 ตัน แล้วเครนที่ใช้จะต้องมีกำลังยกอย่างน้อย 25 ตัน พร้อมกับการประเมินความเสถียรของเครนเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการล้มเนื่องจากความคลาดเคลื่อนของโหลดระหว่างการทำงาน ระหว่างการขนส่งจริงของอุปกรณ์ GIS ความเร็วในการขนส่งไม่ควรเกิน 2 เมตร/นาที เพื่อลดแรงสั่นสะเทือนและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากความเร็วที่สูงเกินไป ก่อนการเคลื่อนย้ายแต่ละครั้ง ควรตรวจสอบว่ามีพื้นที่และพื้นผิวรองรับที่เพียงพอและมั่นคงบนเส้นทาง เพื่อป้องกันการเอียงหรือตกของอุปกรณ์เนื่องจากการทำงานบนพื้นที่ไม่สม่ำเสมอ ในกระบวนการตั้งตำแหน่ง ความแม่นยำเป็นปัจจัยสำคัญ ความคลาดเคลื่อนในการติดตั้งอุปกรณ์ GIS ต้องควบคุมให้อยู่ใน ±5 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อของอินเตอร์เฟซอุปกรณ์และการทำงานของระบบสมบูรณ์ ความแม่นยำนี้มักจะได้รับการสนับสนุนโดยการใช้เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูงและระดับอิเล็กทรอนิกส์ในการตั้งตำแหน่ง งานเตรียมที่จุดติดตั้งรวมถึงการวัดความราบเรียบของพื้น ตามมาตรฐานไม่ควรเกิน 3 มม. ต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตร เงื่อนไขสิ่งแวดล้อมในการติดตั้งอุปกรณ์ GIS คือจำนวนอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.5 μm ในอากาศบริเวณติดตั้งไม่ควรเกิน 352,000 ต่อ 1 ลูกบาศก์เมตร ดังนั้น ที่ไซต์ติดตั้งมักจะต้องตั้งสภาพแวดล้อมคลีนรูมชั่วคราวและใช้ฟิลเตอร์อากาศ HEPA เพื่อรักษาคุณภาพอากาศและป้องกันฝุ่นและอนุภาคจากการเข้าสู่อุปกรณ์ระหว่างกระบวนการติดตั้ง ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการจัดการและการตั้งตำแหน่งอุปกรณ์แสดงในตาราง 2

การประกอบส่วนประกอบ

ข้อต่อของส่วนประกอบต้องมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่สูงเพื่อป้องกันการรั่วไหลของแก๊ส สำหรับอุปกรณ์ GIS อัตราการรั่วไหลประจำปีของแก๊ส SF₆ ไม่ควรเกิน 0.5% ตัวชี้วัดนี้มีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับความแข็งแรงของฉนวนและความสามารถในการต้านทานอาร์ค ในการตอบสนองต่อข้อกำหนดนี้ วัสดุของ墫