Pagsasaliksik sa Teknolohiya ng Pagsasagawa ng Kagamitang GIS sa Pagtatayo ng 110 kV Substation

Ang Gas Insulated Switchgear (GIS) ay binubuo ng mga circuit breakers, disconnectors, earthing switches, current transformers, voltage transformers, surge arresters, busbars, connectors, at outlet terminals. Dahil sa mas mataas na katiwalaan, kaligtasan, at relatyibong maliit na paggamit ng espasyo, ito ay malawakang ginagamit sa disenyo at konstruksyon ng mga high - voltage substations. Sa mga urban at makapal ang populasyon na lugar, ang GIS ang pinili dahil sa kanyang kompak na struktura at mahusay na insulasyon.

Gayunpaman, ang mga substation ng klase 110 kV ay nakaharap sa maraming hamon sa panahon ng pag-install ng mga equipment ng GIS. Ito ay kasama ang tumpak na posisyon ng equipment, komplikadong electrical connections, at pagsisimula at pagsusuri ng sistema. Bukod dito, ang disenyo ng engineering ng mga substation ay kailangan din i-consider ang espasyo para sa operasyon at maintenance ng equipment, tiyakin na lahat ng electrical components ay mag-operate nang maaring maugnay at madaling i-upgrade o maintindihan sa hinaharap.

Mga Rekisito sa Pag-install ng Equipment ng GIS sa 110 kV Substations

Ang pangunahing mga benepisyo ng IEC 62271 - 203 Certified GIS equipment ay nasa kanyang kompak na disenyo at mahusay na electrical performance, nagbibigay-daan para ito ay makapag-undertake ng transmisyon at distribusyon ng high - voltage current sa isang limitadong espasyo. Kaya, sa panahon ng pag-install sa 110 kV substations, ang tumpak na konsiderasyon ay kailangan sa configuration ng equipment, spatial layout, at compatibility sa existing systems.

Una, bago ang pag-install, ang sukat ng pre - determined installation location ay dapat sukatin, at siguraduhin na ang lugar na ito ay maaaring tugunan ang environmental requirements para sa operasyon ng equipment, tulad ng temperatura, humidity, at seismic performance. Ang hakbang na ito ay kritikal, dahil ang performance ng IEC 62271 - 203 Certified GIS equipment ay lubhang naapektuhan ng installation environment.

Pangalawa, ang detalyadong plano para sa electrical installation scheme ay dapat gawin upang tiyakin na lahat ng electrical connections ay isinasagawa nang may mahigpit na pagsunod sa specifications ng manufacturer at sumasang-ayon sa safety standards ng State Grid. Ito ay kasama ang disenyo at layout ng grounding system, cable routes, at protection systems para sa IEC 62271 - 203 Certified GIS equipment. Ang bawat aspeto ay dapat matutukoy nang tama upang iwasan ang anumang potensyal na safety risks.

Tecnolohiya ng Pag-install ng Equipment ng GIS
Transportasyon at Paghahanda ng Equipment

Sa panahon ng transportasyon, ang GIS equipment—na binubuo ng mga mabigat na metal enclosures (karaniwang ilang tonelada) at sensitibong electrical components—nangangailangan ng kontrol sa vibration sa loob ng 3–60 Hz at acceleration ≤0.3g (gravitational acceleration). Ang mga protocol sa transportasyon ay dapat sumunod sa mga standard ng electrical equipment upang minimisihin ang mga shock sa sensitibong components at bawasan ang pre - installation failure rates.

Ang packaging ay dapat gumamit ng mga vibration - resistant at waterproof materials. Halimbawa, ang main switches ay dapat buong wrapped sa ≥10 cm thick foam at reinforced ng rigid PVC shells, sumusunod sa specifications ng manufacturer. Ang mga desiccants ay dapat panatilihin ang internal humidity ≤40% upang iwasan ang moisture ingress.

Ang kondisyon ng storage ay nangangailangan ng temperature control sa pagitan ng -10°C at 40°C na may relative humidity ≤70% upang protektahan ang metal at insulation materials. Ang mga lugar ng storage ay dapat shielded mula sa electromagnetic interference, dust, at corrosive agents. Dahil ang bigat ng GIS equipment ay karaniwang lumampas sa 25 tons, ang lifting equipment ay dapat may ≥30 - ton capacity na may stability na sumasang-ayon sa construction requirements. Ang mga handling speeds ay hindi dapat lumampas sa 2 m/min upang iwasan ang impact damage.

Ang pre - installation on - site testing ay kritikal, kasama ang insulation resistance, grounding resistance, at phase checks. Ang lahat ng resulta ay dapat sumunod sa standards upang tiyakin na ang performance ng equipment ay sumasang-ayon sa design specifications. Ang mga teknikal na requirements para sa transportasyon at paghahanda ay detalyado sa Table 1. Bukod dito, ang presyo ng 145kV circuit breaker ay isang key factor sa procurement at overall project cost evaluation.

Handling at Positioning ng Equipment
Kapag inilipat ang GIS equipment, ang design load ng general lifting equipment ay karaniwang higit sa 25% mas mataas kaysa sa self-weight ng equipment upang tiyakin ang safety margin sa panahon ng proseso ng paglipat. Halimbawa, kapag ang bigat ng GIS module ay 20 tons, ang crane na inaadopt ay dapat may lifting capacity ng hindi bababa sa 25 tons. Sa parehong oras, ang stability ng crane ay dapat i-evaluate upang iwasan ito mula sa pagtopple over dahil sa load deviation sa panahon ng operasyon. Sa aktwal na proseso ng transportasyon ng GIS equipment, ang bilis ng transportasyon ay hindi dapat lumampas sa 2 m/min. Ito ay maaaring bawasan ang vibration at potential damage ng equipment dahil sa sobrang bilis. Bago ang bawat paglipat, kinakailangan na suriin kung sapat ang espasyo at stable support surface sa daan upang iwasan ang pagtilt o pagkaputok ng equipment dahil sa operasyon sa hindi pantay na lupa. Sa proseso ng positioning, ang accuracy ay isang kritikal na factor. Ang positional deviation ng pag-install ng GIS equipment ay dapat kontrolin sa loob ng ± 5mm upang tiyakin ang tama na koneksyon ng mga interface ng equipment at integrity ng sistema. Ang pagkamit ng precision na ito ay karaniwang tinutulungan ng high-precision laser rangefinders at electronic levels para sa positioning. Ang preparatory work sa installation point ay kasama ang pagsukat ng flatness ng lupa, na may standard na hindi hihigit sa 3mm sa height difference per square meter. Ang environmental requirement para sa pag-install ng GIS equipment ay na ang bilang ng particles na may diameter na mas malaki sa 0.5 μm sa hangin ng installation area ay hindi dapat lumampas sa 352,000 per cubic meter. Dahil dito, karaniwang itinatayo ang temporary cleanroom environment sa installation site, at ginagamit ang high-efficiency particulate air (HEPA) filters upang panatilihin ang quality ng hangin at iwasan ang dust at particles mula pumasok sa equipment sa panahon ng proseso ng installation. Ang mga teknikal na requirements para sa handling at positioning ng equipment ay ipinapakita sa Table 2.

Component Assembly

Ang mga joints ng components ay dapat may napakataas na sealing performance upang iwasan ang gas leakage. Para sa GIS equipment, ang annual leakage rate ng SF₆ gas ay hindi dapat lumampas sa 0.5%. Ang indicator na ito ay direktang nauugnay sa insulation strength at arc - resistance ability ng equipment. Upang sumunod sa requirement na ito, ang sealing gasket material na ginagamit sa assembly process ay dapat may excellent temperature - resistant at pressure - resistant properties. Bukod dito, ang compression setting ng gasket ay dapat 35% - 50% upang tiyakin ang long - term sealing effectiveness.

Sa panahon ng specific operation ng component assembly, ang lahat ng connection points ay dapat ma-tighten gamit ang torque wrench ayon sa torque na inisyerto ng manufacturer. Halimbawa, para sa connecting bolts na mainly carry current, ang torque ay dapat 100 - 120 N·m upang tiyakin ang stability at reliability ng electrical connection.

Electrical Connections

Ang pangunahing tungkulin ng electrical connections ay tiyakin na lahat ng conductive components at connection points ay nagpapakita ng sapat na electrical conductivity at mechanical stability. Sa panahon ng proseso ng koneksyon, ang torque sa lahat ng electrical connection points ay dapat sumunod sa manufacturer - specified requirements upang tiyakin ang firm at long - term stable connections. Ang lahat ng bolts at contact surfaces ay dapat dumaan sa appropriate cleaning at pre - treatment, karaniwang kasama ang pag-aalis ng oxide layers at application ng conductive lubricants upang bawasan ang contact resistance.

Ang pagsukat ng contact resistance ay isang kritikal na hakbang sa quality control ng electrical connections. Ang contact resistance sa mga connection points ay hindi dapat lumampas sa micro - ohm level, na may specific values na inidetermine ayon sa type at size ng joint [5]. Upang sumunod sa standard na ito, ang bawat connection point ay dapat isubok gamit ang precision resistance tester upang tiyakin na ang lahat ng connections ay nasa loob ng inisyertong resistance range.

Sa high - voltage environments, ang electrical insulation ay isa ring mahalagang aspeto ng electrical connections. Ang bawat connection point at insulating component ay dapat matiis ang hindi bababa sa 1.5 times ang normal operating voltage. Para sa 110 kV GIS equipment, ito ay nangangahulugan ng matiis ang minimum na 165 kV. Ang waterproofing at moisture - proofing treatments para sa lahat ng electrical connections ay essential, lalo na para sa mga substation facilities na nag-ooperate sa outdoor o humid environments. Ang mga joints at terminal devices ay dapat gumamit ng sealing technologies na sumasang-ayon sa IP65 o mas mataas na protection ratings upang iwasan ang moisture at contaminants mula pumasok sa electrical system. Ang mga key technical requirements para sa electrical connections ay ipinapakita sa Table 3.

Commissioning Tests

Ang commissioning tests ay karaniwang nagsisimula sa unit - level tests at unti-unting umuunlad patungo sa overall system tests. Sa insulation resistance tests, ang layunin ay tiyakin na lahat ng electrical insulation materials ay nananatiling nasa mahusay na kondisyon at walang potential damage na nakuha sa panahon ng proseso ng installation. Upang i-assess ang insulation strength ng GIS equipment, ang withstand voltage tests ay kinakailangan. Para sa 110 kV GIS equipment, ang AC test voltage na ina-apply sa withstand voltage test ay hindi bababa sa 230 kV, na may duration ng 1 minute, upang suriin ang performance ng sistema sa ilalim ng high - voltage conditions.

Ang partial discharge (PD) tests ay partikular na mahalaga para sa pagsusuri ng seguridad ng GIS equipment. Ang partial discharge ay isang maagang sign ng degradation ng insulation material. Kaya, ang pag-monitor at pag-control ng PD activity ay kritikal para sa pag-iwas sa mga equipment failures. Ang amount ng discharge na narecord sa panahon ng test ay hindi dapat lumampas sa 5 pC. Ang PD tests ay isinasagawa gamit ang acoustic emission detection devices sa specific frequencies upang tiyakin na ang lahat ng detected discharge activities ay maayos na nakikilala at pinag-aaralan.

Ang mechanical operation tests ng circuit breakers ay bahagi rin ng commissioning tests. Ito ay kasama ang maraming consecutive opening at closing operations ng circuit breakers. Karaniwan, ang hindi bababa sa 50 mechanical operations without failure ay kinakailangan upang tiyakin ang operational reliability. Ang oras para sa bawat operasyon ay ire-record at ikokompara sa standard operation time na ibinigay ng manufacturer, na karaniwang nasa pagitan ng 30 - 50 ms. Ang system synchronization tests ay din indispensable. Ang test na ito ay ginagamit upang suriin ang synchronous performance ng mga components tulad ng circuit breakers at disconnectors sa panahon ng aktwal na operasyon. Ang synchronization error ay dapat kontrolin sa loob ng ±10 ms upang tiyakin na ang lahat ng operasyon ay natapos nang maayos sa loob ng time window na kinakailangan ng power grid.

Sa wakas, ang overall system function tests ay isinasagawa, kasama ang inspection ng protection at control systems. Ang hakbang na ito ay tiyakin na ang lahat ng protective relays, control modules, at communication devices ay maaring tama na tumugon sa preset fault at operating conditions. Ang iba't ibang fault scenarios ay isinasimulo sa panahon ng test upang suriin ang response time at action accuracy ng sistema. Ang reaction time para sa lahat ng actions ay karaniwang kinakailangan na nasa loob ng 100 ms.

Conclusion

Ang paggamit ng GIS equipment sa 110 kV substations ay hindi lamang optimizes ang existing installation process at enhances ang overall system performance kundi nagbibigay rin ng malakas na suporta para sa teknolohikal na advancement sa power industry. Sa pamamagitan ng pagdaloy sa mga tekniko ng pag-install ng GIS equipment, maaaring ibigay ang valuable reference materials para sa designers. Ito ay nagbibigay-daan para sa kanila na gumawa ng mas siyentipiko at epektibong desisyon kapag sila ay nasa harap ng complex engineering challenges, na nagpapataas ng success rate ng mga substation projects.