Fontos pontok a magasfeszültségi gázizolált kapcsolókészülékek (GIS) mérnöki tanulmányai során
A fontos pontok a magasfeszültségű gázizolált átkapcsoló (GIS) mérnöki tanulmányozásában
Gázizolált Átkapcsoló (GIS) Mérnöki Tanulmányozása
Amint az elektromérnök meghatározta a GIS előzetes konfigurációját, és meghatározta és specifikálta a főberendezések adatait, további tanulmányokat kell végrehajtani, amelyek a mérnöki aspektusokkal, valamint a szállítás és telepítés logisztikájával kapcsolatosak.
A legfontosabb mérnöki tanulmányok összefoglalása a következőkben található:
1. Ideiglenes Feszültség-helyreállítás (TRV) Feltételek
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen TRV-tanulmányt. Ez a tanulmány célja, hogy értékelje a legrosszabb esetbeni helyreállítási feszültség (RRRV) növekedési ütemét és a körzetváltók közötti maximális csúcsfeszültséget, figyelembe véve a GIS körül lévő elektromos hálózat ideiglenes válaszát. A kiszámított TRV-értékeket össze kell hasonlítani a körzetváltó tesztjelentésében garantált TRV-értékekkel és a szabványos TRV-kontúrral, amelyek az ipari szabványokban találhatók.
A körzetváltón átmenő TRV a jelnyomás utáni feszültség a körzetváltó termináljai között. A TRV hullámforma a körzetváltó körül lévő elektromos hálózat jellemzőitől függ. Általánosságban, a körzetváltóra nehezedő TRV-stressz a hibahelytől, a hibafolyamat nagyságától és a vezetékvezető berendezések kapcsolási konfigurációjától függ.
Mivel a TRV döntő paraméter a sikeres jelnyomás megszakításához, a körzetváltókat általában laboratóriumban tesztelik standardizált TRV alatt. Ez a standardizált TRV egy négyparaméteres kontúrral van meghatározva (a 100 kV-os körzetváltók esetén kétparaméteres kontúr). Az első időszak nagy növekedési ütemmel jellemezhető, amelyet egy kisebb növekedési ütemű időszak követ. Az első időszak TRV-kontúr meredeksége a helyreállítási feszültség (RRRV) növekedési ütemeként van meghatározva. Olyan esetekben, amikor a rövidzárló törési folyamat nagysága rendkívül alacsony, kétparaméteres kontúrokat kell figyelembe venni a körzetváltóra nehezedő TRV-stressz értékeléséhez.
1. ábra: TRV-görbe magasfeszültségű körzetváltóban
Ez a tanulmány célja, hogy a GIS körzetváltóin belül a legrosszabb esetbeni RRRV-értéket és a maximális csúcsfeszültséget értékelje, a vezetékvezető berendezések körül lévő elektromos hálózat ideiglenes válaszát figyelembe véve.
A TRV-ről további részleteket ebben a cikkben találhat.
2. Nagyon Gyors Időbeli (VFT) Feltételek
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen VFT-tanulmányt. A gázizolált vezetékvezető berendezések (GIS) esetében, a váltókapcsoló műveletek során MHZ-es frekvenciájú nagyon gyors időbeli (VFT) túlfeszültségek fordulhatnak elő. Ez a gyors feszültség-lehullás pár nanoszekundumon belül, valamint a GIS hossza és koaxiális tervezése miatt keletkezik.
A működő váltókapcsoló közelében 100 MHz-nél magasabb frekvenciák generálhatók. A GIS belsejében, távolabb helyezkedő pontokon, több MHz-es frekvenciákat lehet elvárni.
A VFT frekvenciái és amplitúdói a GIS hosszúságától és tervezésétől függenek. A jelnyomás jellegének következtében a feszültségek és frekvenciák a GIS különböző pontjain eltérőek.
Magas amplitúdók fordulhatnak elő, ha hosszú szakaszokat kapcsolunk a gázizolált buszon, és ha a fő busz szakasz forrása a busz csatlakoztatott részeitől. Ha a forrás és a kapcsolt vég természetes frekvenciái hasonlóak, és a váltókapcsoló két oldala közötti feszültségkülönbség nagy, akkor jelentős feszültségkülönbség lesz a váltókapcsoló nyitásakor. Általában, a VFT legmagasabb amplitúdói a nyílt GIS szakaszokon találhatók.
2. ábra: VFTO hullámforma 750 kV GIS-ben
Ez a tanulmány célja, hogy szimulálja a VFT túlfeszültségeket a GIS-ben, amiket a váltókapcsolókkal energiaszerzés során generálunk. Ezenkívül, a körzetváltó kapcsolási műveletekből eredő VFT túlfeszültségeket is kiszámolni kell.
3. Izolációs Koordinációs Tanulmányok
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen izolációs koordinációs tanulmányokat. Ilyen tanulmány szükséges, hogy megerősítse a GIS fémmeghódító típusú villámtömbölők helyét és mennyiségét, amelyek létfontosságúak a GIS-berendezések, a hozzájuk kapcsolt föld alatti kábelekre és más levegőizolált berendezésekre vonatkozó védelemhez.
Az izolációs koordinációs tanulmány vizsgálja a gázizolált vezetékvezető berendezések, bájai és kábelei által tapasztalt túlfeszültségi stresszeket. Ezek a stresszek a villámtömbökkel, amelyek a telephelyhez és a hozzá kapcsolt vonalakhoz közelednek, indukálják. Így, több meghatározott telephely konfiguráció esetén, beleértve a normál működési konfigurációt, a GIS-ben és a bájokon belül a maximális feszültségstresszeket, tipikus villámtömbök (mint például távoli lövések, vezetékhöz közvetlen lövések, és a felettárgazdák utolsó tornyaihoz lövések) által okozott, szimulálni kell.
A megfelelő izolációs koordinációs szintet az egyes berendezések izolációs szintjeinek és a várható maximális túlfeszültségi stresszek összevetésével kell megerősíteni. Ez a összevetés a szabványos korrekciós és biztonsági tényezőket figyelembe kell vennie.
4. Hőmérsékleti Besorolási Számítások
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó hőmérsékleti besorolási számításokat adjon a fő áramútakban lévő minden berendezésre és eszközre. Ezek a hőmérsékleti besorolási számítások a felhasználó és a Regionális Rendszer Operatív Hatóság besorolási módszertanának megfelelően kell meghatározni.
5. Ferrorezonancia Hatásai
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen tanulmányt, amely megállapítja, hogy a potenciáltranszformátorok be- és kikapcsolása során lehetséges-e a ferrorezonancia. A tanulmány nem csak a feltétel súlyosságát mutatja, de ajánlja a csökkentő intézkedéseket is, mint például a hangolt induktorok használatát.
6. GIS Ellentétek és Kapacitások
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó adja a kiszámított és mérésből eredő kapacitás- és ellenállás-értékeket a GIS minden komponensére. Ez tartalmaz, de nem korlátozódik a következőkre: bukszorkenyerek, buszok, kapcsolók és körzetváltók.
7. Seizmológiai Számítások
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó adjon dokumentációt a seizmológiai tervezési tesztelésről (ahogyan a gyártó a GIS dokumentációjában meghatározta).
8. Elektromágneses Kompatibilitás
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen tanulmányokat a védelmi és enyhítő eljárásokra, hogy kezelje a vezérlés, védelem, diagnosztika és figyelési berendezések zavarait.
9. Építőmérnöki Aspektusok
Az mérnöknak meg kell kérnie, hogy a gyártó adjon dokumentációt a speciális építőmérnöki tervekről, amelyek szükségesek a konkrét telephely körülményeihez, hogy elfogadják a GIS-t.
10. Földelés és Kapcsolódás
Az elektromérnöknek meg kell határoznia, hogy a gyártó végzzen földelési tanulmányokat a jelenlegi IEEE Standard 80 szerint. A gyártónak biztosítania kell, hogy a GIS-berendezések földelése megfeleljen a Nemzeti Elektromos Biztonsági Kódex C2 és az IEEE Standard 80 előírásainak.
Minden tanulmány formális jelentésekben kell megjelennie, és a felhasználóhoz a szerződés megadása után a meghatározott időkeretben kell elküldeni. Minden releváns dokumentációt, beleértve, de nem korlátozva a számításokat, görbéket, feltételezéseket, grafikonokat és számítógépes kimeneteket, a levont következtetések támogatására kell biztosítani.
11. Logisztikai Tanulmányok
2. ábra bemutat egy példát a VFTO-görbre egy 750 kV GIS-ben (kérjük, lásd ezt a bejegyzést).
1. ábra egy transzienst feszültség-helyreállítási görbét mutat egy magasfeszültségű körzetváltóban a végleges jelnyomás megszűnés után.
