Τι είναι GIS (Gas-Insulated Switchgear); Χαρακτηριστικά, Τύποι και Εφαρμογές

Τι είναι το GIS Equipment;

Το GIS είναι η αγγλική συντομευμένη ονομασία για Gas Insulated Switchgear, πλήρως μεταφρασμένο στα κινέζικα ως Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear. Συνήθως χρησιμοποιεί το διοξείδιο του θείου (SF6) ως μέσο απομόνωσης και σβήσιμου της φωτογωνίας. Το GIS ενοποιεί, μέσω βελτιστοποιημένης σχεδίασης, το κύριο πρωτεύον εξοπλισμό σε ένα υποσταθμό - εκτός από τον μετατροπέα - όπως τους ανατροπείς (CB), τους αποσυνδέστες (DS), τους αρδευτές (ES/FES), τους συνδετικούς στίβους (BUS), τους μετατροπείς ρεύματος (CT), τους μετατροπείς τάσης (VT), τους προστατευτές από κατακεραυνούς (LA), τους τερματικούς καλωδίων και τους συνδετικούς στίβους εισόδου/εξόδου σε ένα μοναδικό σφραγισμένο μεταλλικό κάλυμμα, σχηματίζοντας ένα ολοκληρωμένο μονάδιο.

Επί του παρόντος, ο εύρος της τάσης του εξοπλισμού GIS είναι εκτεταμένος, καλύπτοντας από 72.5 kV έως 1200 kV.

Χαρακτηριστικά του εξοπλισμού GIS

Το αέριο SF6 έχει εξαιρετική ικανότητα απομόνωσης, σβήσιμος της φωτογωνίας και χημική σταθερότητα. Ως αποτέλεσμα, ο εξοπλισμός GIS διαθέτει μικρά διαστάτη, μικρό εδάφιο, υψηλή λειτουργική αξιοπιστία, μεγάλες διαστάσεις μεταξύ διασκευών, και ισχυρή αντίσταση στην ηλεκτρομαγνητική παρεμπόδιση. Επιπλέον, λόγω της πλήρως κλειστής δομής, τα εσωτερικά στοιχεία προστατεύονται από εξωτερικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες (όπως σκόνη, υγρασία και θαλασσινός άλλος), εξασφαλίζοντας σταθερή λειτουργία, χαμηλό ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο και μειωμένο φόρτο διασκευών.

Ωστόσο, η ικανότητα απομόνωσης του αερίου SF6 είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στην ομοιόμορφη κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου. Εσωτερικά ελαττώματα, όπως ξυλοκόπημα στα ηλεκτροδοχεία, μεταλλικά σωματίδια ή σφάλματα συναρμολόγησης, μπορούν εύκολα να οδηγήσουν σε μερική φωτογωνία ή ακόμη και σε κατάρρευση της απομόνωσης. Επιπλέον, η κλειστή δομή του GIS καθιστά πολύπλοκη τη διάγνωση και διάσκεψη εσωτερικών παρανομαλιών, με περιορισμένα διαγνωστικά εργαλεία. Κακή σφράγιση μπορεί επίσης να οδηγήσει σε εισόδους νερού ή διαρροές αερίου, που θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια του εξοπλισμού.

Τύποι ηλεκτρικών επαφών στους κύκλους μετάδοσης GIS

Ο κύκλος μετάδοσης στο GIS αποτελείται από πολλά στοιχεία και μπορεί να ταξινομηθεί σε τρεις τύπους βάσει της μεθόδου επαφής:

• Σταθερή Επαφή: Ηλεκτρικές συνδέσεις που είναι εγκατεστημένες με βολτσές ή άλλα συστήματα συνδέσεων, χωρίς σχετική κίνηση κατά τη λειτουργία, όπως η σύνδεση μεταξύ ενός συνδετικού στίβου και ενός βασινοειδούς απομονωτή.

• Χωριστή Επαφή: Ηλεκτρικές επαφές που μπορούν να ανοιχτούν ή να κλείσουν κατά τη λειτουργία, όπως οι επαφές σε ανατροπείς και αποσυνδέστες.

• Κινούμενη ή Κυλιόμενη Επαφή: Επαφές που επιτρέπουν σχετική κίνηση ή κύλιση μεταξύ των επιφανειών επαφής, αλλά δεν μπορούν να χωριστούν, όπως οι μεσαίες επαφές σε στοιχεία στροφορίας.

Εισαγωγή στο HGIS

Εκτός από το GIS, υπάρχει ένας άλλος τύπος που ονομάζεται HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear), ένα υβριδικό εξοπλισμό απομόνωσης με αέριο. Το HGIS δεν περιλαμβάνει στοιχεία όπως συνδετικοί στίβοι, μετατροπείς τάσης συνδετικών στίβων ή προστατευτές από κατακεραυνούς συνδετικών στίβων, οπότε η δομή του είναι απλούστερη. Είναι κατάλληλο για απαιτητικά περιβάλλοντα ή τοποθεσίες με περιορισμούς χώρου και προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία στη διάταξη.

Ταξινόμηση του εξοπλισμού GIS

• Βάσει της θέσης εγκατάστασης: Τύποι εσωτερικής και εξωτερικής εγκατάστασης.

• Βάσει της δομής: Μονοφάσης μονοκάλυμμα και τριφάσης κοινό κάλυμμα. Γενικά, οι συνδετικοί στίβοι σε επίπεδο τάσης 110 kV και κάτω μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τριφασική κοινή κατασκευή, ενώ τα επίπεδα τάσης 220 kV και πάνω συνήθως χρησιμοποιούν τη μονοφασική μονοκάλυμμα κατασκευή για τη μείωση του κινδύνου φασικών παρακμώσεων.

Βασικά Πρίγκιπια Λειτουργίας

• Σε κανονικές συνθήκες, οι ανατροπείς και οι αποσυνδέστες GIS λειτουργούν κυρίως απομακρωτικά. Ο επιλογέας "Απομακρωτικά/Τοπικά" πρέπει να είναι στη θέση "Απομακρωτικά".

• Οι αρδευτές μπορούν να λειτουργήσουν μόνο τοπικά. Κατά τη λειτουργία, ο επιλογέας "Αποσυνδέστης/Αρδευτής" πρέπει να είναι στη θέση "Τοπικά".

• Όλες οι λειτουργίες πρέπει να ακολουθούν προγραμματισμένες διαδικασίες. Ο επιλογέας "Απελευθέρωση Κλειδώματος" στο πάνελ ελέγχου πρέπει να παραμένει στη θέση "Κλείδωμα". Το κλειδί απελευθέρωσης, μαζί με το κλειδί απελευθέρωσης του μικροϋπολογιστή, πρέπει να είναι σφραγισμένο και να διαχειρίζεται αυστηρά σύμφωνα με τους κανονισμούς.

Βασικές Απαιτήσεις Λειτουργίας

• Για εσωτερικά δωμάτια SF6 που επισκέπτονται συχνά, η αέρινη ανανέωση πρέπει να εκτελείται τουλάχιστον μία φορά ανά βάρδια για τουλάχιστον 15 λεπτά, με όγκο ανανέωσης που υπερβαίνει 3-5 φορές τον όγκο του δωματίου. Τα αναφέροντα αέρα πρέπει να είναι στο κάτω μέρος του δωματίου. Για περιοχές που δεν επισκέπτονται συχνά, η αέρινη ανανέωση 15 λεπτών είναι απαραίτητη πριν την είσοδο.

• Κατά τη λειτουργία, η επαγειωμένη τάση στα προσβάσιμα μέρη του περιβάλλοντος GIS και της δομής δεν πρέπει να υπερβαίνει 36 V σε κανονικές συνθήκες.

• Όρια Θερμοκρασίας:

• Προσβάσιμα μέρη: μέχρι 30 K;

• Μέρη που είναι εύκολα αναγγίγματα αλλά δεν επικουρούνται κατά τη λειτουργία: μέχρι 40 K;

• Μεμονωμένα μέρη που δεν είναι προσβάσιμα: μέχρι 65 K.

• Ο εξοπλισμός SF6 πρέπει να ελέγχεται τουλάχιστον μία φορά την ημέρα. Για υποσταθμούς χωρίς προσωπικό, οι ελέγχοι πρέπει να εκτελούνται σύμφωνα με τις ορισμένες διαδικασίες. Οι ελέγχοι πρέπει να εστιάζονται στις οπτικές επιθεωρήσεις για ανωμαλίες όπως άξενες ήχους, διαρροές ή ανώμαλες οδηγίες, με αντίστοιχες αποθήκευσης.