Mga mahalagang punto sa pag-aaral ng inhenyeriya sa mataas na boltyedad na gas insulated switchgear (GIS)
Mga Mahahalagang Puntos sa Pag-aaral ng Inhenyeriya sa Mataas na Voltayeng Gas-Insulated Switchgear (GIS)
Pag-aaral ng Inhenyeriya sa Gas-Insulated Switchgear (GIS)
Pagkatapos ng inhenyero ng elektrikal na tukuyin ang unang konfigurasyon ng GIS at tukuyin at ispesipikuhin ang pangunihang datos ng kagamitan, kailangang maisagawa ang karagdagang pag-aaral na may kaugnayan sa aspeto ng inhenyeriya, pati na rin ang mga logistik ng pag-deliver at pag-install.
Ang mga pinakamahalagang pag-aaral ng inhenyeriya ay sumusunod:
1. Mga Kondisyon ng Transient Recovery Voltage (TRV)
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ng tagagawa ang pag-aaral ng TRV. Ang layunin ng pag-aaral na ito ay masukat ang pinakamalubhang rate of rise of recovery voltage (RRRV) at ang pinakamataas na peak voltage sa ibabaw ng circuit breakers, kasama ang transient response ng electrical network paligid ng GIS. Ang nakalkulang TRV values kailangang ikumpara sa TRV ratings na siniguro ng test report ng circuit breaker at sa standard TRV envelopes na available sa industry standards.
Ang TRV na dinaranas ng circuit breaker ay ang voltaje sa ibabaw ng kanyang terminals pagkatapos ng pag-interrupt ng current. Ang hugis ng TRV waveform ay matutukoy batay sa mga katangian ng electrical network paligid ng circuit breaker. Sa pangkalahatan, ang TRV stress sa circuit breaker ay depende sa lokasyon ng fault, sa magnitude ng fault current, at sa switching configuration ng switchgear.
Dahil ang TRV ay isang determinante na parameter para sa matagumpay na pag-interrupt ng current, ang mga circuit breakers ay karaniwang type-tested sa laboratory upang tiisin ang standardized TRV. Ang itinakdang TRV na ito ay inilalarawan ng apat-na-parameter envelope (dalawang-parameter envelope para sa mga circuit breakers na rated hanggang 100 kV). Ang unang panahon ay may mataas na rate of rise, sinusundan ng susunod na panahon na may mas mababang rate of rise. Ang slope ng unang panahon ng TRV envelope ay tinatawag na rate of rise of recovery voltage (RRRV). Sa mga kaso kung saan ang amplitude ng short-circuit-breaking current ay napakababa, kailangan i-consider ang dalawang-parameter envelopes upang masukat ang TRV stress sa circuit breaker.
Larawan 1: TRV Curve sa High-Voltage Circuit Breaker
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay masukat ang pinakamalubhang RRRV at ang pinakamataas na crest voltage sa ibabaw ng circuit breakers sa loob ng GIS, batay sa transient response ng electrical network paligid ng switchgear.
Para sa karagdagang detalye tungkol sa TRV, maaari kang tumingin sa artikulong ito.
2. Mga Kondisyon ng Very Fast Transient (VFT)
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ng tagagawa ang VFT study. Sa gas-insulated switchgear (GIS), ang mga very fast transient (VFT) overvoltages na may oscillation frequencies sa range ng MHz maaaring mag-occur sa panahon ng disconnect switch operations. Ito ay dahil sa mabilis na pag-collapse ng voltaje sa loob ng ilang nanoseconds at ang haba at coaxial design ng GIS.
Sa lugar malapit sa operated disconnect switch, maaaring mag-occur ang frequencies na higit sa 100 MHz. Sa mga lugar na mas malayo sa loob ng GIS, maaaring asahan ang frequencies sa range ng ilang MHz.
Ang frequencies at amplitudes ng VFT ay matutukoy batay sa haba at disenyo ng GIS. Dahil sa traveling-wave nature ng phenomenon na ito, ang mga voltages at frequencies ay nagbabago mula sa isang lugar sa isa pa sa loob ng GIS.
Maaaring mangyari ang mataas na amplitudes kapag naiswitch ang mahabang segment ng gas-insulated buses at kapag may tapped buses sa source ng main bus section. Kung ang natural frequencies ng source at switched end ng bus ay kapareho at ang voltage difference sa ibabaw ng disconnect switch ay malaki, magkakaroon ng significant voltage difference sa panahon ng pagbubuksan ng disconnect switch. Sa pangkalahatan, ang pinakamataas na amplitudes ng VFT ay matatagpuan sa open GIS sections.
Larawan 2: Halimbawa ng VFTO Waveform sa 750 kV GIS
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay simuluhan ang VFT overvoltages sa loob ng GIS na ginagawa kapag energizing ng switchgear segments gamit ang disconnect switches. Kasama rito, dapat makalkula ang VFT overvoltages na resulta ng circuit breaker switching operations.
3. Mga Pag-aaral ng Insulation Coordination
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ng tagagawa ang insulation coordination studies. Ang pag-aaral na ito ay kinakailangan upang kumpirmahin ang lokasyon at bilang ng GIS metal-enclosed type surge arresters, na mahalaga para sa pagprotekta ng kagamitan ng GIS, anumang konektadong underground cable circuits, at iba pang air-insulated equipment.
Ang insulation coordination study ay nagtingin sa mga overvoltage stresses na naroroon sa gas-insulated switchgear, sa kanyang bays, at cables. Ang mga stress na ito ay dulot ng lightning surges na lumalapit sa substation at sa mga linya na konektado dito. Kaya, para sa ilang spesipikong substation configurations, kasama ang normal operating configuration, dapat simuluhan ang maximum voltage stresses sa loob ng GIS at sa bays, dulot ng typical lightning strokes (tulad ng remote strokes, direct strokes to conductors, at strokes to the last towers of overhead lines).
Ang tamang insulation coordination level dapat ma-validate sa pamamagitan ng pagkumpara ng insulation levels ng bawat kagamitan sa maximum overvoltage stresses na inaasahan. Ang pagkumpara na ito ay dapat isama ang maximum correction at safety factors ayon sa industry standards.
4. Mga Pagkalkula ng Thermal Rating
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na ipagbigay ng tagagawa ang thermal rating calculations para sa lahat ng kagamitan at aparato sa pangunihang current paths. Ang mga thermal rating calculations na ito ay kailangang matukoy ayon sa facility rating methodology ng user at Regional System Operating Authority.
5. Epekto ng Ferro-resonance
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ang pag-aaral upang matukoy kung may posibilidad na mag-occur ang Ferro-resonance sa kaugnayan sa switching in and out of service ng potential transformers sa GIS. Ang pag-aaral na ito ay hindi lamang dapat ipakita ang severity ng kondisyon, kundi maging mag-rekomenda ng mitigation measures, tulad ng paggamit ng tuned inductors.
6. Resistance at Capacitance ng GIS
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na ibigay ng tagagawa ang nakalkulang at iminumetrong capacitance at resistance values para sa bawat komponente sa GIS. Ito ay kasama, ngunit hindi limitado, sa bushings, bus runs, switches, at circuit breakers.
7. Mga Pagkalkula ng Seismic
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na ibigay ng tagagawa ang lahat ng dokumentasyon tungkol sa seismic design testing (ayon sa inisipyon ng tagagawa sa dokumentasyon ng GIS).
8. Electromagnetic Compatibility
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ng tagagawa ang mga pag-aaral sa shielding at mitigation procedures upang tugunan ang interference sa control, protection, diagnostics, at monitoring equipment.
9. Mga Aspeto ng Civil Engineering
Dapat ipaalam ng inhenyero na ibigay ng tagagawa ang dokumentasyon para sa anumang espesyal na civil designs na kinakailangan dahil sa partikular na kondisyon ng site upang akomodahin ang GIS.
10. Grounding at Bonding
Dapat ipaalam ng inhenyero ng elektrikal na gawin ng tagagawa ang grounding studies ayon sa kasalukuyang bersyon ng IEEE Standard 80. Dapat siguruhin ng tagagawa na ang grounding ng kagamitan ng GIS ay sumasang-ayon sa National Electric Safety Code C2 at IEEE Standard 80.
Ang lahat ng pag-aaral ay dapat ipresenta sa formal na mga ulat at ipadala sa user sa loob ng spesipikong panahon pagkatapos mabigay ang kontrata. Ang lahat ng relevant na dokumentasyon, kasama ng mga kalkulasyon, curves, assumptions, graphs, at computer outputs, ay dapat ibigay upang suportahan ang mga conclusion na natuklasan.
11. Mga Pag-aaral ng Logistics
Larawan 2 ipinapakita ang halimbawa ng VFTO curve sa 750-kV GIS (mangyaring tingnan ang post na ito).
Larawan 1 ay nagpapakita ng transient voltage recovery curve pagkatapos ng final current extinction sa high-voltage circuit breaker.
