อะไรคือ GIS?

คำนิยามของอุปกรณ์ GIS

GIS คือคำย่อของ Gas Insulated Switchgear ซึ่งโดยทั่วไปแปลว่าเครื่องใช้ไฟฟ้ารวมที่มีการป้องกันด้วยแก๊สแบบปิดสนิท โดยมักใช้แก๊ส SF6 เป็นสารฉนวน มีประกอบด้วยตัวตัดวงจร (CB), สวิตช์แยกวงจร (DS), สวิตช์ต่อพื้น (ES, FES), BUS (BUS), ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า (CT), ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน (VT), ตัวป้องกันฟ้าผ่า (LA) และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงอื่น ๆ ปัจจุบันผลิตภัณฑ์อุปกรณ์ GIS ครอบคลุมช่วงแรงดันตั้งแต่ 72.5 kV ถึง 1200 kV

ลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ GIS

เนื่องจากสมบัติการฉนวนและการดับอาร์คที่ยอดเยี่ยมและความเสถียรของแก๊ส SF6 อุปกรณ์ GIS มีข้อดีในการใช้พื้นที่น้อย ความสามารถในการดับอาร์คสูงและเชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการฉนวนของแก๊ส SF6 ได้รับผลกระทบอย่างมากจากการกระจายสนามไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ และอาจเกิดความผิดปกติทางฉนวนเมื่อมีปลายแหลมหรือวัตถุแปลกปลอมใน GIS

อุปกรณ์ GIS ใช้โครงสร้างปิดสนิท ทำให้มีข้อดีในการที่ส่วนประกอบภายในไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม วงจรทำงานนาน การบำรุงรักษาน้อย ความรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าน้อย แต่ก็มีปัญหาเช่น การทำงานซ่อมแซมครั้งเดียวซับซ้อน วิธีตรวจจับไม่ดีพอ และเมื่อโครงสร้างปิดสนิทถูกกัดกร่อนโดยสภาพแวดล้อมภายนอก จะทำให้เกิดปัญหาต่าง ๆ เช่น การรั่วไหลของน้ำและการรั่วของอากาศ

โครงสร้างภายในของอุปกรณ์ GIS

วงจรนำไฟฟ้าของ GIS ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายชิ้น ตามวิธีการทำงานสามารถแบ่งออกเป็น: ตัวติดต่อคงที่ (ตัวติดต่อที่ตรึงด้วยสกรูเรียกว่าตัวติดต่อคงที่ และตัวติดต่อคงที่ไม่มีการเคลื่อนไหวระหว่างการทำงาน เช่น การเชื่อมต่อระหว่างตัวติดต่อและกระบอก), ตัวติดต่อแยกได้ (ตัวติดต่อที่สามารถแยกออกจากกันระหว่างการทำงาน), ตัวติดต่อเลื่อนและกลิ้ง (ระหว่างการทำงานตัวติดต่อสามารถเลื่อนหรือกลิ้งกันได้ แต่ไม่สามารถแยกออกจากกันได้ เรียกว่าตัวติดต่อเลื่อนและกลิ้ง ตัวติดต่อกลางของสวิตช์เป็นตัวติดต่อประเภทนี้)

การใช้งาน

สถานีไฟฟ้า GIS

อุปกรณ์ไฟฟ้ารวมที่ป้องกันด้วยแก๊ส SF6 ซึ่งเป็นที่รู้จักในระดับสากลด้วยชื่อ "Gas insulated Switchgear" (GIS) นอกจากหม้อแปลงแล้วจะรวมอุปกรณ์หลักในสถานีไฟฟ้า อาทิ ตัวตัดวงจร สวิตช์แยกวงจร สวิตช์ต่อพื้น ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า ตัวป้องกันฟ้าผ่า บัส ปลายสายเคเบิล ปลั๊กเข้าและออก ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจาก GIS ยังมี HGIS ซึ่งออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก ด้วยการใช้บัสน้อยลง การเปลี่ยนแปลงแรงดันบัส ตัวป้องกันฟ้าผ่า และอุปกรณ์อื่น ๆ โดยเฉพาะบัส สามารถใช้งานได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น

ข้อดี

• ขนาดเล็ก: ใช้แก๊ส SF6 ที่มีสมบัติการฉนวนที่ดีเป็นสารฉนวนและดับอาร์ค ทำให้ลดขนาดของสถานีไฟฟ้าลงอย่างมาก

• ความเชื่อถือได้สูง: ส่วนที่มีไฟฟ้าทั้งหมดถูกปิดสนิทด้วยแก๊ส SF6 ซึ่งเป็นแก๊สเฉื่อย ทำให้เพิ่มความเชื่อถือได้ของสถานีไฟฟ้า

• ความปลอดภัยดี: ส่วนที่มีไฟฟ้าถูกปิดสนิทในฝาครอบโลหะที่ต่อพื้น จึงไม่มีความเสี่ยงของการช็อกไฟฟ้า แก๊ส SF6 เป็นแก๊สที่ไม่ไหม้ จึงไม่มีความเสี่ยงของการเกิดไฟไหม้

• กำจัดผลกระทบที่ไม่ดีต่อภายนอก: ส่วนที่มีไฟฟ้าถูกปิดสนิทด้วยฝาครอบโลหะ ทำให้ป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้าสถิต ลดเสียงรบกวน มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนทางวิทยุสูง

• ระยะเวลาการติดตั้งสั้น: การทำให้มีขนาดเล็กทำให้สามารถประกอบและทดสอบเครื่องทั้งหมดในโรงงาน แล้วส่งไปยังสถานที่ในรูปแบบของหน่วยหรือช่วง ทำให้ลดระยะเวลาการติดตั้งที่สถานที่ และยังเพิ่มความเชื่อถือได้

การบำรุงรักษาง่าย ระยะเวลาการบำรุงรักษาน้อย: เนื่องจากโครงสร้างที่วางไว้อย่างเหมาะสมและระบบดับอาร์คที่ทันสมัย ทำให้เพิ่มอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงมีวงจรการทำงานยาว งานบำรุงรักษาน้อย และเนื่องจากขนาดเล็ก ทำให้ง่ายต่อการบำรุงรักษาประจำวัน

ชนิด

GIS สามารถแบ่งออกเป็นประเภทภายนอกและภายในตามสถานที่ติดตั้ง

GIS ทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองรูปแบบ: ทรงกระบอกเดี่ยวเฟสเดียวและทรงกระบอกสามเฟส ระดับแรงดัน 110kV และบัสสามารถทำเป็นทรงกระบอกสามเฟส ในขณะที่ทรงกระบอกเดี่ยวเฟสเดียวใช้สำหรับ 220kV ขึ้นไป

หลักการการทำงาน

• ในกรณีปกติ ตัวตัดวงจรและสวิตช์แยกวงจรของอุปกรณ์ GIS จะทำงานในพื้นที่ระยะไกล ตัวตัดวงจรและสวิตช์แยกวงจรสามารถทำงานในพื้นที่ระยะไกลหรือพื้นที่ใกล้เคียง โดยมุ่งเน้นที่พื้นที่ระยะไกล

• สวิตช์ต่อพื้นของอุปกรณ์ GIS สามารถทำงานได้เฉพาะในพื้นที่ใกล้เคียง เมื่อทำการควบคุมสวิตช์ต่อพื้น ควรเปลี่ยนสวิตช์ใบมีด/สวิตช์ต่อพื้นไปยังพื้นที่ระยะไกลหรือพื้นที่ใกล้เคียง

• ในกรณีใด ๆ ก็ตาม สามารถดำเนินการโปรแกรมได้เท่านั้น สวิตช์ปลดล็อกบนตู้ควบคุมสายต้องอยู่ในตำแหน่ง "ล็อก" และกุญแจปลดล็อกและกุญแจป้องกันความผิดพลาดของคอมพิวเตอร์ต้องถูกปิดผนึกและใช้ตามข้อกำหนดเดียวกัน

ข้อกำหนดการปฏิบัติงาน

• ห้องอุปกรณ์ SF6 ภายในที่ผู้ปฏิบัติงานเข้าไปบ่อย: ต้องระบายอากาศอย่างน้อยครั้งละ 15 นาที ปริมาณการแลกเปลี่ยนอากาศควรมากกว่า 3-5 เท่าของปริมาณอากาศ และช่องระบายอากาศควรติดตั้งไว้ในส่วนล่างของห้อง สำหรับสถานที่ที่ผู้ปฏิบัติงานไม่เข้าไปบ่อย: ต้องระบายอากาศ 15 นาทีก่อนเข้าไป

• ส่วนที่ผู้ปฏิบัติงานและผู้ดูแลระบบสามารถสัมผัสได้ ในกรณีปกติ แรงดันเหนี่ยวนำบนฝาครอบและโครงสร้างไม่ควรมากกว่า 36V

• การเพิ่มอุณหภูมิ: ส่วนที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถสัมผัสได้ไม่ควรมากกว่า 30K ส่วนที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถสัมผัสได้แต่ไม่สัมผัสระหว่างการทำงานไม่ควรมากกว่า 40K ส่วนที่ไม่สามารถสัมผัสได้ไม่ควรมากกว่า 65K

• การตรวจสอบอุปกรณ์สวิตช์ SF6 อย่างน้อยวันละครั้ง สถานีไฟฟ้าที่ไม่มีคนดูแลต้องตรวจสอบตามข้อกำหนด ระหว่างการตรวจสอบ ควรตรวจสอบสภาพภายนอกว่ามีความผิดปกติหรือไม่ และบันทึกผล