Důležité body v inženýrských studiích v oblasti vysokonapěťového plynově izolovaného spínacího zařízení (GIS)

Důležité body v inženýrských studiích vysokonapěťového plynově izolovaného spínacího zařízení (GIS)

Inženýrské studie v plynově izolovaném spínacím zařízení (GIS)

Po definování předběžné konfigurace GIS a určení a specifikaci dat hlavního zařízení musí elektrický inženýr provést další studie související s inženýrskými aspekty, stejně jako logistiku dodávky a instalace.

Nejdůležitější inženýrské studie jsou shrnuty následovně:

1. Podmínky pro dočasné obnovovací napětí (TRV)

Elektrický inženýr by měl stanovit, aby výrobce provedl studii TRV. Tato studie má za cíl posoudit nejhorší možnou rychlost vzestupu obnovovacího napětí (RRRV) a maximální vrcholové napětí na okruhových členech, s ohledem na přechodnou odezvu elektrické sítě okolo GIS. Vypočtené hodnoty TRV je třeba porovnat s hodnocením TRV zaručeným testovacím protokolem okruhového členu a se standardními obálkami TRV dostupnými v průmyslových normách.

Dočasné obnovovací napětí (TRV), které zažije okruhový člen, je napětí mezi jeho terminály po přerušení proudu. Tvar křivky TRV je určen charakteristikami elektrické sítě okolo okruhového členu. Obecně závisí stres TRV na okruhovém členu na místě výpadku, velikosti výpadkového proudu a konfiguraci spínacího zařízení. Protože TRV je rozhodujícím parametrem pro úspěšné přerušení proudu, jsou okruhové členy obvykle typově testovány v laboratoriu na odolnost proti standardizovanému TRV. Toto standardizované TRV je definováno čtyřparametrovou obálkou (dvouparametrová obálka pro okruhové členy o nominálním napětí do 100 kV). První období má vysokou rychlost vzestupu, následuje období s nižší rychlostí vzestupu. Sklon prvního období obálky TRV je definován jako rychlost vzestupu obnovovacího napětí (RRRV). V případech, kdy je amplituda proudu při přerušení krátkého spojení extrémně nízká, musí být uvažovány dvouparametrové obálky pro posouzení stresu TRV na okruhovém členu.

Obrázek 1: Křivka TRV v vysokonapěťovém okruhovém členu

Cílem této studie je posoudit nejhorší možnou rychlost vzestupu RRRV a maximální vrcholové napětí na okruhových členech v rámci GIS, s ohledem na přechodnou odezvu elektrické sítě okolo spínacího zařízení.

Pro další detaily o TRV se můžete obrátit na tento článek.

2. Podmínky pro velmi rychlé přechodné jevy (VFT)

Elektrický inženýr musí požadovat, aby výrobce provedl studii VFT. V plynově izolovaném spínacím zařízení (GIS) mohou během operací odpojovacího členu nastat velmi rychlé přechodné přetížení (VFT) s frekvencemi v rozsahu MHz. To je způsobeno rychlým kolapsom napětí do několika nanosekund a délkou a koaxiálním designem GIS.

V blízkosti pracujícího odpojovacího členu mohou být generovány frekvence nad 100 MHz. Na místech dále uvnitř GIS lze očekávat frekvence v rozsahu několika MHz.

Frekvence a amplitudy VFT jsou určeny délkou a designem GIS. Z důvodu vlnové povahy tohoto jevu se napětí a frekvence liší v závislosti na místě uvnitř GIS.

Vysoké amplitudy mohou nastat při přepínání dlouhých segmentů plynově izolovaných sběrných linek a když jsou vedeny sběrné linky ze zdroje hlavní sběrné sekce. Pokud jsou přirozené frekvence zdroje a přepínacího konce sběrné linky podobné a rozdíl napětí na odpojovacím členu je vysoký, bude při otevírání odpojovacího členu přítomen významný rozdíl napětí. Obecně se nejvyšší amplitudy VFT nacházejí na otevřených částech GIS.

Obrázek 2: Příklad křivky VFTO v 750 kV GIS

Cílem této studie je simulovat VFT přetížení uvnitř GIS, které vznikají při energizaci segmentů spínacího zařízení pomocí odpojovacích členů. Dále by měla být vypočtena VFT přetížení způsobená přepínáním okruhových členů.

3. Studie koordinace izolace

Elektrický inženýr musí stanovit, aby výrobce provedl studie koordinace izolace. Tento druh studie je nezbytný pro potvrzení umístění a množství GIS metalově uzavřených ochranných členů, které jsou klíčové pro ochranu zařízení GIS, jakýchkoli propojených podzemních kabelových obvodů a jiného vzdušně izolovaného zařízení.

Studie koordinace izolace zkoumá přetížení napětím přítomná v plynově izolovaném spínacím zařízení, jeho odděleních a kabelech. Tyto stresy jsou vyvolány bleskovými přetíženími přibližujícími se k transformátorové stanici a liním k ní připojeným. Tedy pro několik zadaných konfigurací transformátorové stanice, včetně normální operační konfigurace, by mělo být simulováno maximální napěťové stresy uvnitř GIS a v odděleních, způsobené typickými bleskovými událostmi (např. vzdálené události, přímé zásahy do vodičů a zásahy do posledních stožárů vysokého napětí).

Příslušná úroveň koordinace izolace by měla být ověřena porovnáním izolačních úrovní jednotlivých zařízení s maximálními očekávanými přetíženími napětím. Toto porovnání by mělo zahrnovat maximální korekční a bezpečnostní faktory podle průmyslových standardů.

4. Výpočty tepelného zatížení

Elektrický inženýr by měl požadovat, aby výrobce poskytl výpočty tepelného zatížení pro všechna zařízení a zařízení v hlavních proudových cestách. Tyto výpočty tepelného zatížení musí být určeny v souladu s metodologií hodnocení zařízení uživatele a Regionálního systému provozovny.

5. Účinky ferrorezonance

Elektrický inženýr musí specifikovat, aby byla provedena studie, která určí, zda existuje možnost vzniku ferrorezonance v souvislosti s přepínáním napěťových transformátorů v GIS. Studie by měla nejen označit závažnost situace, ale také doporučit opatření k jejímu zmírnění, jako je použití laděných induktorů.

6. Odpornost a kapacita GIS

Elektrický inženýr by měl požadovat, aby výrobce poskytl vypočtené a změřené hodnoty kapacity a odpornosti pro každou komponentu v GIS. To zahrnuje, ale není omezeno pouze na, špičky, sběrné linky, členy a okruhové členy.

7. Seismické výpočty

Elektrický inženýr by měl požadovat, aby výrobce poskytl veškerou dokumentaci týkající se seismického návrhu a testování (jak je specifikováno výrobce v dokumentaci GIS).

8. Elektromagnetická kompatibilita

Elektrický inženýr by měl specifikovat, aby výrobce provedl studie na štítění a zmírnění postupů pro řešení rušení ovládacích, ochranných, diagnostických a monitorovacích zařízení.

9. Stavební inženýrské aspekty

Inženýr by měl požádat výrobce o poskytnutí dokumentace pro jakékoliv speciální stavební návrhy vyžadované specifickými podmínkami místa pro usazení GIS.

10. Zazemlení a spojení

Elektrický inženýr by měl specifikovat, aby výrobce provedl studie zazemlení v souladu s aktuální verzí standardu IEE-Business 80. Výrobce musí zajistit, aby zazemlení zařízení GIS splňovalo Národní bezpečnostní kód C2 a standard IEE-Business 80.

Všechny studie by měly být prezentovány v formálních zprávách a odeslány uživateli v zadaném časovém rámci po udělení zakázky. Všechny relevantní dokumenty, včetně, ale neomezující se pouze na výpočty, křivky, předpoklady, grafy a výstupy počítače, by měly být poskytnuty k podpoře vyvozených závěrů.

11. Logistické studie

• Přeprava, skladování a montážní zařízení pro plynově izolované spínací zařízení: Analyzujte a plánujte prostředky pro přepravu komponent GIS na místo, vhodné skladovací podmínky před instalací a montážní zařízení potřebná pro správnou instalaci.

• Požadavky vyplývající z obsluhy a údržby plynově izolovaného spínacího zařízení a možné budoucí rozšíření: Zvažte požadavky na rutinní obsluhu a údržbu GIS, stejně jako jakákoli opatření potřebná pro potenciální budoucí rozšíření.

• Zajištění kvality, testovací postupy během výroby a zejména na místě testování: Zajištěte kontrolu kvality během výrobního procesu a definujte komplexní testovací postupy, s důrazem na testování na místě, aby bylo zajištěno správné fungování GIS.

Obrázek 2 představuje příklad křivky VFTO v 750 kV GIS (viz tento příspěvek).

Obrázek 1 znázorňuje křivku obnovovacího napětí po konečném přerušení proudu v vysokonapěťovém okruhovém členu.