110 کیلو وولٹ سب سٹیشن کی تعمیر میں جی آئی ایس معدات کے نصب کی ٹیکنالوجی پر تحقیق

گیس انسولیٹڈ سوئچ گیر (GIS) میں سرکٹ بریکرز، ڈسکنیکٹرز، آرٹھنگ سوئچز، کرنٹ ٹرانسفورمرز، وولٹیج ٹرانسفورمرز، سرگرمی کشندہ، بس بارز، کنکشنز اور آؤٹلیٹ ٹرمینلز شامل ہوتے ہیں۔ یہ زیادہ قابلِ اعتماد، سلامتی اور نسبتاً کم فضائی رقبے کے ساتھ وسیع طور پر بلند وولٹیج سب سٹیشنز کے ڈیزائن اور تعمیر میں استعمال ہوتا ہے۔ شہری اور کثافتی آبادی والے علاقوں میں، GIS کی محدود ساخت اور بہترین انسولیشن کی صلاحیتوں کی وجہ سے پسندیدہ چنیدہ ہے۔

ہاں، 110 kV کلاس کے سب سٹیشنز میں GIS معدات کی نصب کے دوران کئی چیلنجات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ان میں معدات کی درست پوزیشن کرنا، پیچیدہ برقی کنکشنز، اور نظام کی کمشننگ اور ٹیسٹنگ شامل ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سب سٹیشنز کے انجینئرنگ ڈیزائن کو معدات کے آپریشن اور مینٹیننس کے لیے فضا کو بھی دیکھا جانا چاہئے، یقینی بنانے کے لیے کہ تمام برقی حصوں کا عمل درست ہو اور مستقبل میں آسانی سے اپ گریڈ یا مینٹین کیا جا سکے۔

110 kV سب سٹیشنز میں GIS معدات کی نصب کے لیے درکاریاں

IEC 62271-203 سرٹیفایڈ GIS معدات کی مرکزی فوائد اس کی محدود ساخت اور بہترین برقی کارکردگی میں ہیں، جس کی مدد سے یہ محدود فضے میں بلند وولٹیج کی کرنٹ کی منتقلی اور تقسیم کا کام کر سکتا ہے۔ اس لیے، 110 kV سب سٹیشنز میں نصب کے دوران معدات کی کنفیگریشن، فضائی ترتیب، اور موجودہ نظام کے ساتھ مطابقت کو درست طور پر غور کرنا ضروری ہے۔

پہلے، نصب کے قبل، مقررہ نصب کی جگہ کی پیمائش کی جانی چاہئے، اور یقین کیا جانا چاہئے کہ یہ جگہ معدات کے آپریشن کے لیے ماحولی درکاریوں کو پورا کر سکے، جیسے درجہ حرارت، نمی، اور زلزلہ کی صلاحیت۔ یہ قدم بہت اہم ہے، کیونکہ IEC 62271-203 سرٹیفایڈ GIS معدات کی کارکردگی کو نصب کے ماحول سے بہت زیادہ متاثر ہوتی ہے۔

دوسرا، برقی نصب کے منصوبے کے لیے سختی سے خیال رکھ کر تیار کیا جانا چاہئے تاکہ تمام برقی کنکشنز مصنوع کے مشخصات کے مطابق اور سٹیٹ گرڈ کے سلامتی معیاروں کے مطابق کئے جائیں۔ اس میں IEC 62271-203 سرٹیفایڈ GIS معدات کے لیے گراؤنڈنگ نظام، کیبل کے راستے، اور حفاظتی نظام کا ڈیزائن اور ترتیب شامل ہوتا ہے۔ ہر پہلو کو درست طور پر لاگو کیا جانا ضروری ہے تاکہ کسی بھی محتمل سلامتی خطرے سے بچا جا سکے۔

GIS معدات کی نصب کی ٹیکنالوجی
معدات کی نقل و حمل اور تیاری

نقل و حمل کے دوران، GIS معدات—جو سنگین میٹل کی کور ( عام طور پر کئی ٹن) اور حساس برقی حصوں پر مشتمل ہوتا ہے—3–60 Hz کے درمیان کنٹرول کیا جانے والا وائریشن اور ≤0.3g (گریوٹیشنل اکسیلیشن) کی درکار ہوتا ہے۔ نقل و حمل کے پروٹوکول برقی معدات کے معیاروں کے مطابق ہونا چاہئے تاکہ حساس حصوں کو شوک کم کیا جا سکے اور نصب سے پہلے فیلیور کی شرح کو کم کیا جا سکے۔

پیکیجنگ کو وائریشن ریزسٹنٹ اور واٹرپروف مواد کا استعمال کیا جانا چاہئے۔ مثال کے طور پر، مین سوئچ کو ≥10 cm موٹے فوم میں مکمل طور پر ملفوف کیا جانا چاہئے اور مصنوع کے مشخصات کے مطابق سٹیف PVC شیلز سے مزید مضبوط کیا جانا چاہئے۔ ڈائریکٹنٹس کو داخلی نمی ≤40% رکھنی چاہئے تاکہ نمی کی ورود کو روکا جا سکے۔

ストレージ条件要求温度控制在-10°C至40°C之间，相对湿度≤70%，以保护金属和绝缘材料。储存区域必须屏蔽电磁干扰、灰尘和腐蚀性物质。鉴于GIS设备重量通常超过25吨，起重设备必须具有≥30吨的容量，并且稳定性满足施工要求。搬运速度不得超过2 m/min，以避免冲击损坏。

安装前现场测试至关重要，包括绝缘电阻、接地电阻和相位检查。所有结果必须符合标准，以确保设备性能符合设计规范。运输和准备的技术要求详见表1。此外，145kV断路器的价格是采购和整个项目成本评估的关键因素。

设备搬运和定位
当移动GIS设备时，一般起重设备的设计负载通常比设备自重高出25%以上，以确保在搬运过程中有足够的安全裕度。例如，当GIS模块的重量为20吨时，则采用的起重机需要至少有25吨的起吊能力。同时，应评估起重机的稳定性，以防止在操作过程中因负载偏差而倾倒。在实际运输GIS设备的过程中，运输速度不应超过2 m/min。这可以减少由于速度过快引起的设备振动和潜在损坏。每次移动前，必须检查路径上是否有足够的空间和平稳的支撑面，以避免设备因在不平的地面上操作而倾斜或跌落。在定位过程中，精度是一个关键因素。安装GIS设备的位置偏差必须控制在±5mm以内，以确保设备接口的正确连接和系统的完整性。这种精度的实现通常借助高精度激光测距仪和电子水平仪进行定位。安装点的准备工作包括测量地面平整度，标准是每平方米高度差不超过3mm。安装GIS设备的环境要求是安装区域空气中直径大于0.5 μm的颗粒数不得超过每立方米352,000个。因此，通常在安装现场设置临时洁净室环境，并使用高效颗粒空气（HEPA）过滤器保持空气质量，防止在安装过程中灰尘和颗粒进入设备。设备搬运和定位的技术要求如表2所示。

组件装配

组件接头必须具有极高的密封性能，以防止气体泄漏。对于GIS设备，SF₆气体的年泄漏率不应超过0.5%。这一指标直接关系到设备的绝缘强度和耐弧能力。为了满足这一要求，装配过程中使用的密封垫圈材料必须具有优异的耐温性和耐压性。此外，垫圈的压缩量应为35%-50%，以确保长期密封效果。

在具体的操作过程中，所有连接点必须按照制造商规定的扭矩用扭矩扳手拧紧。例如，主要承载电流的连接螺栓的扭矩应为100-120 N·m，以确保电气连接的稳定性和可靠性。

电气连接

电气连接的主要任务是确保所有导电部件和连接点具有足够的电导率和机械稳定性。在连接过程中，所有电气连接点的扭矩必须符合制造商规定的要求，以保证牢固和长期稳定的连接。所有螺栓和接触面都必须经过适当的清洁和预处理，通常涉及去除氧化层并涂抹导电润滑剂以减少接触电阻。

测量接触电阻是电气连接质量控制的重要步骤。连接点的接触电阻不应超过微欧姆级别，具体数值根据接头类型和尺寸确定[5]。为了达到这一标准，每个连接点都必须使用精密电阻测试仪进行测试，以确保所有连接都在指定的电阻范围内。

在高压环境中，电气绝缘也是电气连接的一个重要方面。每个连接点和绝缘组件必须承受至少1.5倍的正常工作电压。对于110 kV的GIS设备，这意味着至少要承受165 kV。所有电气连接的防水和防潮处理非常重要，特别是对于在室外或潮湿环境中运行的变电站设施。接头和终端设备应采用符合IP65或更高防护等级的密封技术，以防止湿气和污染物进入电气系统。电气连接的关键技术要求如表3所示。

调试测试

调试测试通常从单元级测试开始，逐步进展到整体系统测试。在绝缘电阻测试中，目标是确保所有电气绝缘材料保持良好状态，并且在安装过程中没有潜在损坏。为了评估GIS设备的绝缘强度，需要进行耐压试验。对于110 kV的GIS设备，耐压试验中施加的交流试验电压至少为230 kV，持续时间为1分钟，以检查系统在高电压条件下的性能。

局部放电（PD）测试对于评估GIS设备的安全性尤为重要。局部放电是绝缘材料劣化的早期迹象。因此，监测和控制PD活动对于防止设备故障至关重要。测试期间记录的放电量不应超过5 pC。PD测试使用特定频率的声发射检测装置进行，以确保所有检测到的放电活动都能被正确识别和评估。

断路器的机械操作测试也是调试测试的一部分。这些测试涉及多次连续的断路器开合操作。通常，至少需要进行50次无故障的机械操作来验证其操作可靠性。每次操作的时间会被记录并与制造商提供的标准操作时间（通常在30-50毫秒之间）进行比较。系统同步测试也是必不可少的。该测试用于验证断路器和隔离开关等组件在实际操作中的同步性能。同步误差必须控制在±10毫秒以内，以确保所有操作在电网所需的时间窗口内顺利完成。

最后，进行整体系统功能测试，包括保护和控制系统的检查。这一步骤确保所有保护继电器、控制模块和通信设备能够正确响应预设的故障和运行条件。测试期间会模拟各种故障场景，以验证系统的响应时间和动作准确性。所有动作的反应时间通常要求在100毫秒以内。

结论

GIS设备在110 kV变电站中的应用不仅优化了现有的安装过程，提高了整体系统性能，还为电力行业的技术进步提供了强有力的支持。通过深入研究GIS设备的安装技术，可以为设计师提供宝贵的参考材料，使他们在面对复杂的工程挑战时能够做出更加科学和有效的决策，从而提高变电站项目的成功率。