Važni aspekti inženjerskih studija u visokonaponskom gasno-izolovanom prekidaču (GIS)
Ključni aspekti inženjerskih studija u visokonaponskom gas-insulated switchgear (GIS)
Inženjerske studije u gas-insulated switchgear (GIS)
Nakon što je električni inženjer defenisao preliminarnu konfiguraciju GIS-a i odredio i specifikovao podatke o primarnom opremu, moraju se sprovesti dodatne studije vezane za inženjerske aspekte, kao i logistiku dostave i instalacije.
Najvažnije inženjerske studije su sažete na sledeći način:
1. Uslovi privremene oporavljive napona (TRV)
Električni inženjer treba da navede da proizvođač sprovede TRV studiju. Ova studija ima za cilj procenu najgoreg slučaja stope porasta oporavljivog napona (RRRV) i maksimalnog vrha napona na prekidaci, uzimajući u obzir privremeni odgovor električne mreže oko GIS-a. Izračunate vrednosti TRV treba usporediti sa TRV ocenama garantovanima test-izveštajem prekidaca i sa standardnim TRV omotačima dostupnim u industrijskim standardima.
TRV koji prekidac iskusava jeste napon na njegovim terminalima nakon prekida struje. Oblik TRV talasa određen je karakteristikama električne mreže oko prekidaca. Opšte, TRV stres na prekidac zavisi od lokacije greške, veličine greške struje i konfiguracije preključivača. Budući da je TRV odlučujući parametar za uspešno prekidanje struje, prekidaci tipično su testirani u laboratoriji kako bi izdržali standardizovan TRV. Ovaj standardizovan TRV definisan je četvoroparametarskim omotačem (dvoparametarski omotač za prekidace do 100 kV). Prvi period ima visoku stopu porasta, zatim sledi drugi period sa nižom stopom porasta. Nagib prvog perioda TRV omotača definisan je kao stopa porasta oporavljivog napona (RRRV). U slučajevima kada je amplituda struje za prekid kratkog spoja ekstremno niska, moraju se razmatrati dvoparametarski omotači kako bi se procenila TRV stresa na prekidac.
Slika 1: TRV Kriva u Visokonaponskom Prekidacu
Cilj ove studije jeste da proceni najgori slučaj RRRV i maksimalnu vrhu napona na prekidacima unutar GIS-a, na osnovu privremenog odgovora električne mreže oko preključivača.
Za dalje detalje o TRV, možete se pozvati na ovaj članak.
2. Uslovi veoma brzih privremenih (VFT) stanja
Električni inženjer mora da zahteva da proizvođač sprovede VFT studiju. U gas-insulated switchgear (GIS), veoma brzi privremeni (VFT) prenaponi sa oscilacionim frekvencijama u MHz opsegu mogu nastati tokom operacija preključivača. To je posledica brzog kollapsa napona u nekoliko nanosekundi i dužine i koaksijalnog dizajna GIS-a.
U okolini preključivača koji se upravlja, mogu se generisati frekvencije preko 100 MHz. Na lokacijama dalje unutra GIS-a, mogu se očekivati frekvencije u opsegu nekoliko MHz.
Frekvencije i amplitud VFT određene su dužinom i dizajnom GIS-a. Zbog prirode fenomena putujućeg talasa, naponi i frekvencije variraju od jedne lokacije do druge unutar GIS-a.
Visoke amplitude verovatno će nastati kada se preključuju dugački segmenti gas-insulated busova i kada postoje tapovi busova na izvoru glavnog bus odsečka. Ako su prirodne frekvencije izvora i preključenog kraja busa slične i ako je razlika napona na preključivaču velika, bit će prisutna značajna razlika napona tokom otvaranja preključivača. Opšte, najviše amplitude VFT nalaze se na otvorenim GIS odsečcima.
Slika 2: Primer VFTO Talasa u 750 kV GIS-u
Cilj ove studije jeste da simulira VFT prenapone unutar GIS-a koji nastaju kada se energizuju segmenti preključivača. Takođe, treba izračunati VFT prenapone koje nastaju kao rezultat operacija prekidaca.
3. Studije koordinacije izolacije
Električni inženjer mora da navede da proizvođač sprovede studije koordinacije izolacije. Takva studija je neophodna kako bi se potvrdilo mesto i količina GIS metalnih ograničenih tipova ograničivača nagonskih talasa, koji su ključni za zaštitu GIS opreme, svih povezanih podzemnih kabelskeh krugova i ostale zračno izolirane opreme.
Studija koordinacije izolacije ispituje prenapone koji prisustvuju u gas-insulated switchgear-u, njegovim bokovima i kablama. Ovi stresovi indukovani su nagonskim talasima koji se približavaju transformatornoj stanici i linijama vezanim za nju. Stoga, za nekoliko specificiranih konfiguracija transformatorne stanice, uključujući normalnu operativnu konfiguraciju, treba simulirati maksimalne prenapone unutar GIS-a i na bokovima, uzrokovane tipičnim udarcima gremljaka (poput udaljenih udaraca, direktnih udaraca na vodove i udaraca na zadnje torne nadzemnih linija).
Pogodan nivo koordinacije izolacije treba da se potvrdi usporedbom nivoa izolacije pojedinačne opreme sa maksimalnim prenaponima koji se očekuju. Ova usporedba treba da uzme u obzir maksimalne korekcije i faktore sigurnosti prema industrijskim standardima.
4. Izračuni toplinskog kapaciteta
Električni inženjer treba da zahteva da proizvođač nudi izračune toplinskog kapaciteta za sve opreme i uređaje u glavnim strujnim putanjama. Ovi izračuni toplinskog kapaciteta treba da se odrede u skladu sa metodologijom ocenjivanja kapaciteta objekta korisnika i Regionalne sistemskoj operativnoj autoritetu.
5. Efekti ferorezonancije
Električni inženjer mora da navede da se sprovede studija kako bi se utvrdilo da li postoji mogućnost ferorezonancije u vezi sa preključivanjem i izbacivanjem potencijalnih transformatora u GIS-u. Studija treba da ne samo ukazuje na težinu stanja, već i da predlaže mere mitigacije, poput korišćenja akordiranih induktivnosti.
6. Otpor i kapacitivnost GIS-a
Električni inženjer treba da zahteva da proizvođač pruži izračunate i izmerene vrednosti kapacitivnosti i otpora za svaki komponent u GIS-u. To uključuje, ali nije ograničeno na, bushinge, bus linije, preključivače i prekidace.
7. Seizmički izračuni
Električni inženjer treba da zahteva da proizvođač pruži sve dokumentacije vezane za seizmičko dizajniranje i testiranje (kao što je specificirano od strane proizvođača u GIS dokumentaciji).
8. Elektromagnetska kompatibilnost
Električni inženjer treba da navede da proizvođač sprovede studije o štitu i postupcima mitigacije kako bi se rešile interferencije sa kontrolom, zaštitom, dijagnostikom i monitorinškim opremama.
9. Građevinsko-inženjerski aspekti
Inženjer treba da zahteva da proizvođač pruži dokumentaciju za sve posebne građevinske dizajne potrebne zbog specifičnih uslova lokacije kako bi se smestio GIS.
10. Zemljanje i spajanje
Električni inženjer treba da navede da proizvođač sprovede studije zemljanja u skladu sa trenutnom verzijom IEEE Standard 80. Proizvođač mora da osigura da zemljanje GIS opreme bude u skladu sa Nacionalnim kodeksom bezbednosti elektriciteta C2 i IEEE Standard 80.
Sve studije treba da budu predstavljene u formalnim izveštajima i prosleđene korisniku unutar određenog vremenskog roka nakon dodeljivanja ugovora. Sve relevantne dokumentacije, uključujući, ali ne ograničene na, izračune, krive, pretpostavke, grafikone i izlaze računara, treba da budu pružene kako bi se podržale donete zaključke.
11. Logističke studije
Slika 2 predstavlja primer VFTO krive u 750-kV GIS-u (mole se pozvati na ovaj post).
Slika 1 prikazuje krivu privremene oporavljive napona nakon finalnog ugasevanja struje u visokonaponskom prekidacu.
