چیست GIS؟

تعریف دستگاه GIS

GIS مخفف Gas Insulated Switchgear است که معمولاً به عنوان تجهیزات ترکیبی بسته شده با گاز ترجمه می‌شود و معمولاً از گاز SF6 به عنوان ماده عایق استفاده می‌کند. شامل قطعکننده (CB)، کلید جداکننده (DS)، کلید زمین (ES، FES)، BUS (BUS)، ترانسفورماتور جریان (CT)، ترانسفورماتور ولتاژ (VT)، محافظ برق (LA) و سایر اجزای فشار بالا می‌باشد. در حال حاضر، محصولات تجهیزات GIS پوشش ولتاژی 72.5 kV ~1200 kV را دارند.

ویژگی‌های تجهیزات GIS

به دلیل عملکرد عایق‌بندی و خاموش‌کنندگی ممتاز و پایداری گاز SF6، تجهیزات GIS مزایای مساحت کوچک، توانایی خاموش‌کنندگی قوی و قابلیت اطمینان بالا را دارند. با این حال، توانایی عایق‌بندی گاز SF6 به شدت تحت تأثیر یکنواختی میدان الکتریکی است و ناهماهنگی‌های عایق‌بندی ممکن است در صورت وجود نوک‌ها یا اجسام خارجی در GIS رخ دهد.

تجهیزات GIS از ساختار کاملاً بسته شده استفاده می‌کنند که مزایای عدم تداخل محیطی با اجزای داخلی، دوره بازرسی طولانی، کار حفاظتی کمتر و تداخل الکترومغناطیسی کمتر را به همراه دارد. در عین حال، مشکلاتی مانند پیچیدگی کار بازرسی تکی و محدودیت‌های تشخیصی وجود دارد و هنگامی که ساختار بسته توسط محیط خارجی فرسوده شود، مسائلی مانند ورود آب و لوکس‌زنی رخ می‌دهد.

ساختار داخلی دستگاه‌های GIS

حلقه هدایت GIS از چندین مولفه تشکیل شده است. بر اساس روش کاری، می‌توان آن را به طور کلی به دسته‌های زیر تقسیم کرد: تماس ثابت (تماس الکتریکی که با وسایل جوشکاری مانند پیچ‌ها ثابت شده است به تماس ثابت معروف است و در فرآیند کاری حرکت نسبی ندارد. مانند اتصال بین تماس و ظرف و غیره)، تماس تماس (تماس الکتریکی که در فرآیند کاری قابل جداسازی است نیز به تماس جداسازی‌پذیر معروف است)، تماس لیز و غلتان (در فرآیند کاری تماس‌ها می‌توانند لیز بخورند یا غلتانند اما تماس الکتریکی که قابل جداسازی نیست به تماس لیز و غلتان معروف است. تماس میانی در تجهیزات قطعکننده از این نوع تماس الکتریکی استفاده می‌کند).

کاربرد

زیرстанیون GIS

تجهیزات الکتریکی ترکیبی بسته شده با گاز شش فلوئورید سولفور، به طور بین‌المللی "Gas Insulated Switchgear" (GIS) نامیده می‌شود. این تجهیزات به جز ترانسفورماتور در زیرستانیون تمامی تجهیزات اصلی را شامل می‌شود، از جمله قطعکننده، کلید جداکننده، کلید زمین، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور جریان، محافظ برق، BUS، ترمینال کابل، بوشینگ ورودی و خروجی، که به طور بهینه به یکدیگر متصل می‌شوند. علاوه بر GIS، یک HGIS نیز وجود دارد که برای محیط‌های سخت‌تر طراحی شده است. به دلیل کمتر بودن BUS، تغییر فشار BUS، محافظ برق و سایر تجهیزات نسبت به GIS، به ویژه BUS، استفاده از آن بیشتر انعطاف‌پذیر است.

مزایا

• کوچک‌سازی: استفاده از گاز SF6 با عملکرد عایق‌بندی ممتاز به عنوان ماده عایق و خاموش‌کننده، حجم زیرستانیون را به شدت کاهش می‌دهد.

• قابلیت اطمینان بالا: اجزای زنده‌دار در گاز غیرفعال SF6 بسته شده‌اند که قابلیت اطمینان زیرستانیون را افزایش می‌دهد.

• امان بخش: اجزای زنده‌دار در پوسته فلزی زمین‌شده بسته شده‌اند، بنابراین هیچ خطر شوک الکتریکی وجود ندارد. گاز SF6 یک گاز غیرقابل احتراق است، بنابراین هیچ خطر آتش‌سوزی وجود ندارد.

• حذف اثرات منفی خارجی: اجزای زنده‌دار با پوسته فلزی بسته شده‌اند، الکترومغناطیس و الکتریک ایستا را مسدود می‌کنند، سطح نویز پایین و توانایی مقاومت در برابر تداخل رادیویی بالا است.

• دوره نصب کوتاه: کوچک‌سازی باعث می‌شود که مجموعه‌ای کامل و تست شده در کارخانه تهیه شود و به صورت واحد یا بازه‌هایی به محل ارسال شود، بنابراین می‌تواند دوره نصب محلی را کوتاه کند و همچنین قابلیت اطمینان را افزایش دهد.

نگهداری آسان، زمان نگهداری کوتاه: به دلیل طرح گنجاندن مناسب و سیستم خاموش‌کننده پیشرفته، عمر مفید محصول به شدت افزایش می‌یابد، بنابراین دوره نگهداری طولانی، کار نگهداری کم و به دلیل کوچک‌سازی و ارتفاع پایین از زمین، نگهداری روزمره آسان است.

طبقه‌بندی

GIS می‌تواند بر اساس مکان نصب به دو نوع خارجی و داخلی تقسیم شود.

GIS معمولاً به دو شکل تقسیم می‌شود: سیلندر تک‌فاز و سیلندر سه‌فاز مشترک. سطح ولتاژ 110kV و BUS می‌تواند به صورت سیلندر سه‌فاز مشترک ساخته شود و برای 220kV و بالاتر از آن از سیلندر تک‌فاز استفاده می‌شود.

اصول عملکرد

• در شرایط عادی، قطعکننده و کلید جداکننده دستگاه GIS عمدتاً در منطقه دورعملی کنترل می‌شوند. قطعکننده و کلید جداکننده در منطقه دور/نزدیک فعال می‌شوند و تمرکز بر منطقه دور است.

• کلید زمین دستگاه GIS فقط در منطقه نزدیک کنترل می‌شود. هنگام کنترل کلید زمین، کلید قاطع/کلید زمین را به منطقه دور/نزدیک تغییر دهید.

• در هر شرایطی، تنها عملیات برنامه‌ریزی شده انجام می‌شود. کلید "رفع قفل" در کابین کنترل باید در موقعیت "قفل" باشد و کلید رفع قفل و کلید ضدخطا کامپیوتری با هم ختم شده و با همان مقررات استفاده می‌شوند.

نیازهای عملیاتی

• اتاق تجهیزات SF6 داخلی که به طور مداوم توسط عملگران وارد می‌شود: حداقل یک بار در هر شیفت ۱۵ دقیقه تهویه شود، حجم تبادل هوا باید بیش از ۳-۵ برابر حجم هوا باشد و دهانه تخلیه باید در قسمت پایین اتاق نصب شود؛ مکان‌های تجهیزات که توسط عملگران به طور مداوم وارد نمی‌شوند: ۱۵ دقیقه قبل از ورود تهویه شود.

• برای بخش‌هایی که به راحتی توسط عملگران و نگهداری کنندگان لمس می‌شوند، در شرایط عادی، ولتاژ القایی روی پوسته و چارچوب نباید بیش از ۳۶V باشد.

• افزایش دما: بخشی که به راحتی توسط عملگر لمس می‌شود نباید بیش از ۳۰K باشد؛ بخشی که به راحتی توسط عملگر لمس می‌شود اما در حین عملیات لمس نمی‌شود نباید بیش از ۴۰K باشد؛ بخش‌هایی که به راحتی توسط عملگر لمس نمی‌شوند نباید بیش از ۶۵K باشند.

• بازرسی تجهیزات SF6 حداقل یک بار در روز، بازرسی زیرستانیون بدون نگهدار کننده طبق مقررات. در حین بازرسی، اصلی‌ترین مورد بازرسی ظاهر و وجود هرگونه ناهماهنگی در تجهیزات است و یک گزارش تهیه می‌شود.