อะไรคือ GIS (Gas-Insulated Switchgear)? คุณสมบัติ ประเภท และการใช้งาน
อุปกรณ์ GIS คืออะไร?
GIS เป็นคำย่อภาษาอังกฤษของ Gas Insulated Switchgear ซึ่งแปลเป็นภาษาจีนเต็มรูปแบบว่า Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear มักใช้ก๊าซซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) เป็นสื่อฉนวนและดับอาร์ก การออกแบบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมทำให้อุปกรณ์หลักในสถานีไฟฟ้า เช่น วงจรตัดกระแส (CB) วงจรแยก (DS) สวิตช์ต่อพื้น (ES/FES) บัสบาร์ (BUS) ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า (CT) ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน (VT) อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน (LA) ปลายสายเคเบิล และปลอกสายเข้า/ออก รวมอยู่ในโครงสร้างโลหะปิดสนิทด้วยกันเป็นหน่วยเดียว
ปัจจุบัน อุปกรณ์ GIS มีช่วงแรงดันจาก 72.5 kV ถึง 1200 kV
ลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ GIS
ก๊าซ SF6 มีสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ความสามารถในการดับอาร์ก และความเสถียรทางเคมี ทำให้อุปกรณ์ GIS มีขนาดเล็ก พื้นที่ใช้งานน้อย ความเชื่อถือได้ในการทำงานสูง ระยะเวลาระหว่างการบำรุงรักษายาวนาน และทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้ เนื่องจากโครงสร้างที่ปิดสนิท ส่วนประกอบภายในได้รับการป้องกันจากสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น ฝุ่น ความชื้น และหมอกเกลือ ทำให้มีการทำงานที่เสถียร ระดับเสียงรบกวนจากการแผ่แม่เหล็กไฟฟ้าน้อย และลดภาระการบำรุงรักษา
อย่างไรก็ตาม สมบัติทางไฟฟ้าของก๊าซ SF6 ไวต่อความสม่ำเสมอของสนามไฟฟ้า ข้อบกพร่องภายใน เช่น ขนแมวบนสายนำ อนุภาคโลหะ หรือข้อผิดพลาดในการประกอบสามารถนำไปสู่การปล่อยประจุบางส่วนหรือการชำรุดของฉนวนได้ ยิ่งไปกว่านั้น โครงสร้างที่ปิดสนิทของ GIS ทำให้การวินิจฉัยและบำรุงรักษาภายในซับซ้อน มีเครื่องมือวินิจฉัยจำกัด การปิดไม่ดีอาจทำให้น้ำเข้าหรือก๊าซรั่ว ทำให้อุปกรณ์ไม่ปลอดภัย
ประเภทของตัวต่อไฟฟ้าในวงจรนำไฟฟ้าของ GIS
วงจรนำไฟฟ้าใน GIS ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายชิ้น และสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามวิธีการต่อ:
ตัวต่อแบบตรึง: การต่อเชื่อมไฟฟ้าโดยใช้สลักหรืออุปกรณ์ยึดติดอื่น ๆ ไม่มีการเคลื่อนที่ระหว่างการทำงาน เช่น การต่อเชื่อมระหว่างบัสบาร์กับอินซูลเลอร์แบบกระบอก
ตัวต่อแบบแยก: ตัวต่อไฟฟ้าที่สามารถเปิดหรือปิดระหว่างการทำงาน เช่น ตัวต่อในวงจรตัดกระแสและวงจรแยก
ตัวต่อแบบเลื่อนหรือกลิ้ง: ตัวต่อที่อนุญาตให้มีการเลื่อนหรือกลิ้งระหว่างพื้นผิวต่อแต่ไม่สามารถแยกออกจากกันได้ เช่น ตัวต่อกลางในสวิตช์เกียร์
แนะนำ HGIS
นอกจาก GIS แล้ว ยังมีอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า HGIS (Hybrid Gas-Insulated Switchgear) ซึ่งเป็นสวิตช์เกียร์ที่ใช้ก๊าซฉนวนผสม HGIS ไม่รวมส่วนประกอบเช่น บัสบาร์ ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันบัสบาร์ หรืออุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินบัสบาร์ ทำให้มีโครงสร้างที่ง่ายขึ้น มันเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากหรือพื้นที่ที่มีข้อจำกัดเรื่องพื้นที่ และมีความยืดหยุ่นในการวางตำแหน่งมากขึ้น
การจำแนกประเภทของอุปกรณ์ GIS
ตามสถานที่ติดตั้ง: ประเภทภายในอาคารและประเภทภายนอกอาคาร
ตามโครงสร้าง: ประเภทที่มีโครงสร้างแบบเดี่ยวและประเภทที่มีโครงสร้างสามเฟสรวมกัน โดยทั่วไป บัสบาร์ที่มีแรงดัน 110 kV หรือน้อยกว่าสามารถใช้การออกแบบแบบสามเฟสรวมกัน ในขณะที่แรงดัน 220 kV หรือมากกว่ามักจะใช้การออกแบบแบบเดี่ยวเพื่อลดความเสี่ยงของการเกิดความผิดปกติระหว่างเฟส
หลักการปฏิบัติงานพื้นฐาน
ภายใต้เงื่อนไขปกติ วงจรตัดกระแสและวงจรแยกของ GIS จะถูกควบคุมจากระยะไกล สวิตช์ "Remote/Local" ควรตั้งไว้ที่ตำแหน่ง "Remote"
สวิตช์ต่อพื้นสามารถควบคุมเฉพาะที่ได้เท่านั้น ระหว่างการทำงาน สวิตช์ "Disconnector/Earthing Switch" ต้องเปลี่ยนเป็นตำแหน่ง "Local"
การดำเนินการทั้งหมดต้องปฏิบัติตามโปรแกรมที่กำหนด สวิตช์ "Interlock Release Switch" บนตู้ควบคุมต้องอยู่ในตำแหน่ง "Interlock" ตลอดเวลา คีย์ปลดล็อคและคีย์ปลดล็อคคอมพิวเตอร์ต้องถูกปิดผนึกและจัดการอย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนด
ข้อกำหนดการปฏิบัติงานพื้นฐาน
สำหรับห้องอุปกรณ์ SF6 ภายในอาคารที่มีการเข้าใช้งานบ่อย ควรมีการระบายอากาศอย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อช่วงเวลางาน ไม่น้อยกว่า 15 นาที ด้วยปริมาณการแลกเปลี่ยนอากาศมากกว่า 3-5 เท่าของปริมาตรห้อง ท่อระบายอากาศควรตั้งอยู่ที่ส่วนล่างของห้อง สำหรับพื้นที่ที่ไม่ได้เข้าใช้งานบ่อย ต้องมีการระบายอากาศ 15 นาทีก่อนเข้าใช้งาน
ระหว่างการทำงาน แรงดันเหนี่ยวนำบนส่วนที่สามารถเข้าถึงได้ของโครงสร้างและโครงสร้าง GIS ไม่ควรเกิน 36 V ภายใต้เงื่อนไขปกติ
ขีดจำกัดการเพิ่มอุณหภูมิ:
ส่วนที่สามารถเข้าถึงได้ง่าย: ไม่เกิน 30 K;
ส่วนที่สามารถสัมผัสได้แต่ไม่ได้สัมผัสระหว่างการทำงาน: ไม่เกิน 40 K;
ส่วนที่เข้าถึงได้น้อย: ไม่เกิน 65 K.
สวิตช์เกียร์ SF6 ควรตรวจสอบอย่างน้อยวันละครั้ง สำหรับสถานีไฟฟ้าที่ไม่มีคนดูแล ควรตรวจสอบตามขั้นตอนที่กำหนด การตรวจสอบควรเน้นการตรวจสอบภาพรวมสำหรับความผิดปกติ เช่น เสียงผิดปกติ การรั่วไหล หรือการแสดงผลผิดปกติ และต้องบันทึกผลการตรวจสอบ
