Tärkeitä kohtia korkeajännitekaasulevitetyn kytkentälaiteasemien (GIS) insinööritutkimuksissa

Korkean jännitteen kaasulaitteella varustetun kytkentälaite (GIS) insinööritutkimuksen tärkeät kohdat

Insinööritutkimukset kaasulaitteella varustetussa kytkentälaitteessa (GIS)

Kun sähköinsinööri on määritellyt GIS:n alustavan konfiguraation ja määrittänyt ja spekifioidut päälaiteteen tiedot, on suoritettava lisätutkimuksia, jotka koskevat insinööritekijöitä sekä toimitus- ja asennuslogistiikkaa.

Tärkeimmät insinööritutkimukset ovat seuraavat:

1. Tilapäinen palautusjännite (TRV) -olosuhteet

Sähköinsinöörin tulisi määrätä, että valmistaja suorittaa TRV-tutkimuksen. Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida huonoin tapauspalautusjännitteen nousunopeus (RRRV) ja maksimihuipputaso sulkuilla, ottaen huomioon ympäröivän sähköverkon väliaikaisen vastauksen. Laskettuja TRV-arvoja on verrattava sulkujen testiraportissa vakuutettuihin TRV-luokituksiin ja teollisuusstandardien saatavilla oleviin standardi-TRV-kansiin.

Sulkujen kokeilema TRV on sen terminaalten välillä oleva jännite virran keskeyttymisen jälkeen. TRV-aallon muoto määräytyy sulkujen ympäröivän sähköverkon ominaisuuksista. Yleisesti ottaen sulkujen TRV-stressi riippuu epäonnistumisen sijainnista, epäonnistumisvirran suuruudesta ja kytkentälaitekonfiguraatiosta. Koska TRV on ratkaiseva parametri onnistuneelle virran keskeyttämiselle, sulkuja testataan yleensä laboratoriossa kestämään standardoitu TRV. Tämä standardoitu TRV määritellään neliparametriseksi kansiaksi (kaksiparametrinen kansi sulkuihin, joiden luokitus on enintään 100 kV). Ensimmäinen jakso sisältää korkean nousunopeuden, jota seuraa seuraava jakso, jossa nousunopeus on pienempi. TRV-kansion ensimmäisen jaksoparven kaltevuus määritellään palautusjännitteen nousunopeudeksi (RRRV). Jos lyhytsirunpurkamisen virran amplitudi on erittäin pieni, on käsiteltävä kaksiparametrisia kanseja sulkujen TRV-stressin arvioimiseksi.

Kuva 1: TRV-kuva korkeajännitteisessä sulkussa

Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida huonoin tapaus RRVR ja maksimihuipputaso GIS:n sulkuissa, perustuen ympäröivän sähköverkon väliaikaiseen vastaukseen.

Lisätietoja TRV:stä löydät tästä artikkelista.

2. Erittäin nopeat tilapäiset (VFT) -olosuhteet

Sähköinsinöörin tulisi vaatia, että valmistaja suorittaa VFT-tutkimuksen. Kaasulaitteella varustetissa kytkentälaiteissa (GIS) voi ilmetä erittäin nopeita tilapäisiä (VFT) ylijännitteitä, joiden heilahtelutiheydet ovat MHz-alueella erottamissulkujen toiminnon aikana. Tämä johtuu nopeasta jännitteen romahduksesta muutamassa nanosekunnissa ja GIS:n pituudesta ja koaksiaalisesta suunnittelusta.

Toimittavan erottamissulkuun lähellä voivat syntyä yli 100 MHz:n tiheydet. GIS:n sisällä kauempana sijainneilla paikoilla voidaan odottaa tiheyksiä useiden MHz:n saralla.

VFT:n tiheydet ja amplitudit määräytyvät GIS:n pituudesta ja suunnittelusta. Tämän ilmiön aaltoreitin luonteesta johtuen jännitteet ja tiheydet vaihtelevat GIS:n sisällä paikasta toiseen.

Suuret amplitudit ovat todennäköisiä, kun kytketään pitkiä kaasulaitteella varustettuja busseja ja kun lähtöbussiosassa on tavarabussia. Jos lähteen ja kytkettyjen bussien luonnolliset taajuudet ovat samankaltaisia ja erottamissulkujen välillä on suuri jänniteero, erottamissulku avattaessa on läsnä merkittävä jänniteero. Yleisesti ottaen VFT:n suurimmat amplitudit löytyvät avoimilta GIS-segmenteilta.

Kuva 2: Esimerkki VFTO-aallosta 750 kV GIS:ssä

Tämän tutkimuksen tavoitteena on simuloida GIS:ään syntyviä VFT-ylijännitteitä, kun kytkentälaiteosia kytketään erottamissulkujen avulla. Lisäksi on laskettava VFT-ylijännitteet, jotka aiheutuvat sulkujen kytkemisestä.

3. Erityssuojaustutkimukset

Sähköinsinöörin tulisi määrätä, että valmistaja suorittaa erityssuojaustutkimuksia. Tällainen tutkimus on tarpeen vahvistamaan GIS-metalliseinäisten tuuliasuinten sijaintia ja määrää, jotka ovat olennaisia GIS-varusteiden, yhdistettyjen maanalaisen kabeleen reitit ja muun ilmaseinäisen varusteen suojelemiseksi.

Erityssuojaustutkimus tarkastelee ylijännitteistä, jotka ovat läsnä kaasulaitteella varustetussa kytkentälaitteessa, sen osissa ja kaapeleissa. Nämä stressit aiheutuvat salaman kulkuhiipuista, jotka lähestyvät päätöksentekoa ja siihen liittyviä linjoja. Siksi useille määriteltyihin päätöksentekokonfiguraatioille, mukaan lukien normaali toimintakonfiguraatio, on simuloitava GIS:n ja osien sisällä olevat maksimijännitteet, jotka aiheutuvat tyypillisistä salamaviimeistä (kuten kaukaisista viimeistä, suoraan johtoviivoihin ja ylikkäytävien linjojen viimeispuoliskoon).

Asianmukainen erityssuojaustaso on vahvistettava vertaamalla yksittäisten laitteiden erityssuojaustasoja ennakoituihin maksimiylijännitteisiin. Tämä vertailu pitäisi ottaa huomioon maksimikorjaukset ja turvallisuuskerroin mukaan teollisuusstandardeissa.

4. Lämpöluokituslaskelmat

Sähköinsinöörin tulisi vaatia, että valmistaja tarjoaa lämpöluokituslaskelmat kaikille laitteille ja laitteille päävirtareiteissä. Nämä lämpöluokituslaskelmat on määriteltävä käyttäjän ja alueellisen järjestelmän toiminnanvalvontaviranomaisen laitosten luokitusmenetelmän mukaisesti.

5. Ferroresonanssin vaikutukset

Sähköinsinöörin tulisi määrätä, että suoritetaan tutkimus, jolla selvitetään, onko mahdollista, että ferroresonanssi voi tapahtua potentiometrien kytkemisen ja poistamisen yhteydessä GIS:ssä. Tutkimuksen tulisi osoittaa ehdon vakavuuden lisäksi myös suositella lievitystoimenpiteitä, kuten säädetyt induktiot.

6. GIS:n vastus ja kapasitanssi

Sähköinsinöörin tulisi vaatia, että valmistaja antaa lasketut ja mitatut kapasitanssi- ja vastusarvot jokaiselle komponentille GIS:ssä. Tämä sisältää, mutta ei rajoitu, bushingit, bussit, kytkimet ja suljet.

7. Maanjäristyslaskelmat

Sähköinsinöörin tulisi vaatia, että valmistaja tarjoaa kaikki dokumentaation, joka koskee maanjäristysmuotoisen testaamisen (kuten valmistaja määrittelee GIS-dokumentaatiossa).

8. Sähkömagneettinen yhteensopivuus

Sähköinsinöörin tulisi määrätä, että valmistaja suorittaa tutkimuksia suojaamisesta ja lievitysmenetelmistä, jotta estetään häiriöt hallinta-, suoja-, diagnostiikka- ja valvontalaitteissa.

9. Rakenneratkaisut

Insinöörin tulisi pyytää, että valmistaja tarjoaa dokumentaation erityisistä rakennusratkaisuista, jotka ovat tarpeen erityisten sijaintiedellytysten vuoksi GIS:n sijoittamiseksi.

10. Maanläheisyys ja yhdistäminen

Sähköinsinöörin tulisi määrätä, että valmistaja suorittaa maanläheisyyslaskelmat nykyisen IEEE-standardin 80 mukaisesti. Valmistajan on varmistettava, että GIS-varusteen maanläheisyys on yhteensopiva kansallisen sähköturvallisuuskoodin C2:n ja IEEE-standardin 80 kanssa.

Kaikki tutkimukset on esitettävä muodollisissa raporteissa ja lähetettävä käyttäjälle määräajassa sopimuksen myöntämisen jälkeen. Kaikki asiaankuuluvat dokumentit, mukaan lukien mutta ei rajoitu laskelmat, käyrät, oletukset, kuvaajat ja tietokoneen tulosteet, on tarjottava tukea päätelmille.

11. Logistiikkatutkimukset

• Transport, tallennus ja asennuslaitteet kaasulaitteella varustetuille kytkentälaitekomponenteille: Analysoi ja suunnittele menetelmät, joilla GIS-komponentit voidaan kuljettaa sijaintiin, asianmukaiset tallennusehdot ennen asennusta ja asennuslaitteet, jotka ovat tarpeen oikean asennuksen saavuttamiseksi.

• Vaativuudet, jotka aiheutuvat kaasulaitteella varustetun kytkentälaitevarusteen huollosta ja mahdollisista tulevaisuuden laajennuksista: Harkitse vaatimuksia säännölliselle huollossa ja ylläpidolle GIS:lle sekä tarvittavia määräyksiä mahdollisille tulevaisuuden laajennuksille.

• Laadunvarmistus, valmistuksen aikaiset testausmenetelmät ja erityisesti paikan päällä suoritettavat testausmenetelmät: Varmista laadunvalvonta valmistusprosessin aikana ja määritä kattavat testausmenetelmät, erityisesti paikan päällä suoritettavat testausmenetelmät, jotta varmistetaan GIS:n oikea toiminta.

Kuva 2 esittelee VFTO-kuvan 750 kV GIS:ssä (katso tämä postaus).

Kuva 1 kuvaa tilapäisen palautusjännitteen käyrää korkeajännitteisen sulun lopullisen virran keskeyttymisen jälkeen.