Co je GIS (plynově izolované spínací zařízení)? Vlastnosti typy a aplikace
Co je GIS vybavení?
GIS je anglická zkratka pro plynově izolované přepínačové zařízení, které se v češtině plně překládá jako plynově izolované kovově uzavřené přepínačové zařízení. Typicky používá šestifluorid síry (SF6) jako izolační a udušivou látku. GIS integruje prostřednictvím optimalizovaného návrhu hlavní primární zařízení v podstaci—kromě transformátoru—jako jsou přepínače (CB), odpojovače (DS), zemnící spínace (ES/FES), sběrnice (BUS), proudové transformátory (CT), napěťové transformátory (VT), ochranné přístroje proti přepětí (LA), konec kabelů a vstupní/výstupní vložky do jedné zapnuté kovové obálky, tvoříce integrovanou jednotku.
V současné době se rozsah napěťových stupňů GIS vybavení pohybuje od 72,5 kV do 1200 kV.
Charakteristiky GIS vybavení
Plyn SF6 má vynikající dielektrickou pevnost, schopnost udušení oblouku a chemickou stabilitu. Díky tomu má GIS vybavení kompaktní rozměry, malou plochu, vysokou provozní spolehlivost, dlouhé intervaly údržby a silnou odolnost vůči elektromagnetickému rušení. Kromě toho, díky své plně uzavřené struktuře, jsou interní komponenty chráněny před vnějšími environmentálními faktory (jako prach, vlhkost a solný mlha), což zajišťuje stabilní provoz, nízký elektromagnetický šum a snížené úsilí na údržbu.
Nicméně, dielektrické vlastnosti plynu SF6 jsou velmi citlivé na rovnoměrnost elektrického pole. Interní defekty, jako jsou ostnaté hranice vodičů, kovové částice nebo montážní vadly, mohou snadno vést k částečnému výboji nebo dokonce k izolačnímu propadu. Kromě toho, uzavřená struktura GIS komplikuje diagnostiku a údržbu vnitřních poruch s omezenými diagnostickými nástroji. Špatné uzavření může také vést ke vniknutí vody nebo unikání plynu, což ohrožuje bezpečnost zařízení.
Typy elektrických kontaktů v GIS vodičích
Vodič v GIS se skládá z mnoha komponent a lze ho klasifikovat do tří typů podle způsobu kontaktu:
Pevný kontakt: Elektrické spojení zabezpečené šrouby nebo jinými příchytnými prvky, bez relativního pohybu během provozu, jako je spojení mezi sběrnicí a miskovitým izolátorem.
Oddělitelný kontakt: Elektrické kontakty, které lze otevřít nebo zavřít během provozu, jako jsou kontakty v přepínačích a odpojovačích.
Klouzavý nebo valivý kontakt: Kontakty, které umožňují relativní klouzání nebo valení mezi kontaktními povrchy, ale nemohou být odděleny, jako jsou mezerní kontakty ve vypínačích.
Úvod do HGIS
Kromě GIS existuje další typ nazvaný HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear), hybridní plynově izolované přepínačové zařízení. HGIS nezahrnuje komponenty, jako jsou sběrnice, napěťové transformátory sběrnice nebo ochranné přístroje proti přepětí sběrnice, což vede k jednodušší struktuře. Je vhodné pro tvrdé prostředí nebo místa s omezeným prostorem a nabízí větší flexibilitu v rozvržení.
Klasifikace GIS vybavení
Podle místa instalace: Vnitřní a venkovní typy.
Podle struktury: Jednofázové jednotné obálky a třífázové společné obálky. Obecně lze sběrnice s napěťovými stupni 110 kV a nižší navrhnout s třífázovou společnou obálkou, zatímco napěťové stupně 220 kV a vyšší obvykle používají jednofázovou jednotnou obálku, aby se snížilo riziko fázových poruch.
Základní principy fungování
V normálních podmínkách jsou přepínače a odpojovače GIS hlavně ovládány vzdáleně. Přepínač "Vzdáleně/Místně" by měl být nastaven na polohu "Vzdáleně".
Zemnící spínace lze ovládat pouze místně. Během provozu musí být přepínač "Odpojovač/Zemnící spínací" přepnut na polohu "Místně".
Všechny operace musí postupovat podle programovaných postupů. Přepínač "Uvolnění interlocku" na ovládací skříni musí zůstat v poloze "Interlock". Klíč k uvolnění interlocku a mikropočítačový klíč k uvolnění ochrany před chybami musí být pečlivě uzavřen a spravován podle předpisů.
Základní požadavky na provoz
Pro vnitřní místnosti s SF6 vybavením, které jsou často navštěvovány osobami, by měla být provedena ventilace alespoň jednou za směnu po dobu nejméně 15 minut, s objemem vzduchu nad 3–5 násobkem objemu místnosti. Výfukové otvory by měly být umístěny v dolní části místnosti. Pro oblasti, které nejsou často vstupovány, je třeba před vstupem provést ventilaci po dobu 15 minut.
Během provozu by indukované napětí na dostupných částech obálky a konstrukce GIS nesmělo přesáhnout 36 V v normálních podmínkách.
Omezování teplotního stoupání:
Dostupné části: ne více než 30 K;
Části, které jsou snadno dosažitelné, ale nekontaktované během provozu: ne více než 40 K;
Jednotlivé části, které jsou zřídka dostupné: ne více než 65 K.
Plynově izolované přepínačové zařízení s SF6 by mělo být inspekováno alespoň jednou denně. Pro neobsazené podstace by měly být inspekce prováděny podle stanovených postupů. Inspekce by měly zaměřit na vizuální kontrolu na neobvyklé zvuky, úniky nebo neobvyklé indikace, s udržováním odpovídajících záznamů.
