Hva er GIS (gassisoleret spenningsutstyr)? Egenskaper typer og anvendelser

Hva er GIS-utstyr?

GIS er forkortelsen for Gas Isolert Skruvebryter, som på norsk oversettes til Gassisoleret Metallinnekløvet Skruvebryter. Det bruker typisk sf6-gass (sulfurheksafluorid) som isolerings- og bueutslukningsmedium. GIS integrerer, gjennom optimalt design, hoveddelene av primærutstyret i en transformatorstasjon—unntatt transformator—som skruvebrytere (CB), koblingskontaktorer (DS), jordingskontaktorer (ES/FES), busser (BUS), strømtransformatorer (CT), spenningstransformatorer (VT), lynnedslagere (LA), kabelendekoblinger og inngående/utgående linjeisolatorkoblinger—inni en enkelt tett lukket metallbeholder, som danner et integrert enhet.

For øyeblikket spenner spenningsnivået for GIS-utstyr over et stort område, fra 72,5 kV til 1200 kV.

Egenskaper ved GIS-utstyr

SF6-gass har utmerket dielektrisk styrke, bueutslukningskapasitet og kjemisk stabilitet. Dette resulterer i at GIS-utstyr har kompakt størrelse, minimal fotavtrykk, høy driftsreliabilitet, lange vedlikeholdsintervaller og sterk motstand mot elektromagnetisk støy. I tillegg beskytter den fullstendig lukkede konstruksjonen de interne komponentene mot eksterne miljøfaktorer (som støv, fuktighet og saltfukt), som sikrer stabil drift, lav elektromagnetisk støy og redusert vedlikeholdskrav.

Imidlertid er dielektriske egenskaper hos SF6-gass svært følsomme for elektrisk feltets jevnhet. Interne feil som ledningsknopper, metallpartikler eller monteringsfeil kan lett føre til delvis utslipp eller endog isoleringsbrudd. Videre gjør den tette konstruksjonen av GIS interne feildiagnose og vedlikehold komplekst, med begrenset diagnostisk verktøy. Dårlig tettning kan også føre til vanninntrenging eller gasslekkasje, som svekker utstyrsikkerheten.

Typer elektriske kontakter i GIS-ledningskretser

Ledningskretsen i GIS består av flere komponenter og kan deles inn i tre typer basert på kontaktmetode:

• Fast kontakt: Elektriske forbindelser fastsatt med bolt eller andre fasteningsmidler, uten relativ bevegelse under drift, som forbindelsen mellom en bus og en bollemasse-isolator.

• Separabel kontakt: Elektriske kontakter som kan åpnes eller lukkes under drift, som kontakten i skruvebrytere og koblingskontaktorer.

• Glide- eller rullkontakt: Kontakter som tillater relativ gliding eller rulling mellom kontaktflater, men ikke kan separeres, som midtre kontakter i skruvebrytere.

Introduksjon til HGIS

I tillegg til GIS, finnes det en annen type kalt HGIS (Hybrid Gas-Isolert Skruvebryter), en hybrid gassisoleret skruvebryter. HGIS inkluderer ikke komponenter som busser, busspenningstransformatorer eller buslynnedslagere, noe som resulterer i en enklere struktur. Den er egnet for tøffe miljøer eller plasser med begrenset rom, og gir større fleksibilitet i oppsett.

Klassifisering av GIS-utstyr

• Etter installasjonssted: Innendørs og utendørs typer.

• Etter struktur: En-fase en-enhet og tre-fase felles-enhet. Generelt kan busser på spenningsnivåer på 110 kV og nedover bruke tre-fase felles-enhet-design, mens spenningsnivåer på 220 kV og oppover typisk bruker en-fase en-enhet-design for å redusere risikoen for fase-mot-fase-feil.

Grunnleggende driftsprinsipper

• Under normale forhold styres GIS-skruvebrytere og koblingskontaktorer hovedsakelig fjernstyringsmessig. "Fjern/Nær" selektor-bryteren skal settes til "Fjern"-posisjon.

• Jordingskontaktorer kan kun opereres lokalt. Under drift må "Koblingskontakt/Jordingskontakt"-selektor-bryteren skiftes til "Nær"-posisjon.

• Alle operasjoner må følge programmerede prosedyrer. "Lås opp/Lås"-bryteren på kontrollpanelen må forbli i "Lås"-posisjon. Låsningsnøkkelen, sammen med mikrobaseret misoperasjonssikring-nøkkelen, må være seglert og strengt administrert ifølge reglene.

Grunnleggende driftskrav

• For innendørs SF6-utstyrrom som ofte benyttes av personell, skal ventilasjon utføres minst én gang per vaktperiode i minimum 15 minutter, med luftbytte volum som overstiger 3–5 ganger romvolumet. Luftavledningsutgangene skal plasseres nederst i rommet. For områder som sjelden blir betredt, kreves ventilasjon i 15 minutter før inntrøkk.

• Under drift skal induksjonsspenningen på tilgjengelige deler av GIS-beholderen og konstruksjonen ikke overstige 36 V under normale forhold.

• Temperaturstigningsgrenser:

• Lettilgjengelige deler: ikke mer enn 30 K;

• Del som lett kan berøres, men ikke kommer i kontakt under drift: ikke mer enn 40 K;

• Sjeldent tilgjengelige individuelle deler: ikke mer enn 65 K.

• SF6-skruvebrytere skal inspiseres minst en gang daglig. For ubemannede transformatorstasjoner skal inspeksjonene foretas i henhold til etablerte prosedyrer. Inspeksjonene skal fokusere på visuelle kontroller for unormaliteter som unormal lyd, lekkasje eller unormal indikering, med tilhørende registreringer.