Viktiga punkter i ingenjörsexamina när det gäller högspännings gasisolereda växelverk (GIS)

Viktiga punkter i ingenjörstudier för högspänningsgasisoleringsskåp (GIS)

Ingenjörstudier i gasisoleringsskåp (GIS)

När den elektriska ingenjören har definierat den preliminära konfigurationen av GIS och fastställt och specificerat data för primäre utrustning, måste ytterligare studier rörande ingenjörsaspekter samt logistik för leverans och installation utföras.

De viktigaste ingenjörsstudierna kan sammanfattas som följer:

1. Förhållanden för tillfällig återhämtningsspänning (TRV)

Den elektriska ingenjören bör ställa krav på att tillverkaren genomför en TRV-studie. Syftet med denna studie är att bedöma den värsta tänkbara ökningstakten för återhämtningsspänningen (RRRV) och den maximala spikspänningen över strömbrytarna, med hänsyn tagen till det tillfälliga svaret i det elektriska nät som omger GIS. De beräknade TRV-värdena behöver jämföras med de TRV-betyg som garanteras i strömbrytarnas testrapport och med de standard TRV-höljen som finns i industristandarder.

TRV som en strömbrytare upplever är spänningen över dess terminaler efter strömavbrott. Formen på TRV-formen bestäms av egenskaperna hos det elektriska nät som omger strömbrytaren. Generellt sett beror TRV-belastningen på en strömbrytare på felplats, magnituden av felströmmen och växlingskonfigurationen av skåpet.
Eftersom TRV är en avgörande parameter för framgångsrik strömavbrott, testas strömbrytare vanligtvis i ett laboratorium för att klara en standardiserad TRV. Denna standardiserade TRV definieras av en fyraparameters-hölje (en tvåparametrar-hölje för strömbrytare upp till 100 kV). Den första perioden har en hög ökningstakt, följt av en senare period med en lägre ökningstakt. Lutningen under den första perioden av TRV-höljen definieras som ökningstakten för återhämtningsspänning (RRRV). I fall där amplituden av kortslutningsströmmen är extremt låg, måste tvåparametrar-höljen tas i beaktning för att utvärdera TRV-belastningen på en strömbrytare.

Figur 1: TRV-kurva i högspänningsströmbrytare

Syftet med denna studie är att bedöma den värsta tänkbara RRRV och den maximala spikspänningen över strömbrytarna inom GIS, baserat på det tillfälliga svaret i det elektriska nät som omger skåpet.

För mer detaljerad information om TRV, kan du hänvisa till denna artikel.

2. Förhållanden för mycket snabba tillfälligheter (VFT)

Den elektriska ingenjören måste kräva att tillverkaren genomför en VFT-studie. I gasisoleringsskåp (GIS) kan mycket snabba tillfälliga (VFT) överspänningar med oscilleringsfrekvenser i MHz-området inträffa under kopplingskopplingar. Detta beror på den snabba spänningskollapsen inom några nanosekunder och längden och den koaxiella designen av GIS.

I området nära den opererade kopplingskopplingen kan frekvenser över 100 MHz genereras. På platser längre inuti GIS kan frekvenser i området flera MHz förväntas.

Frekvenserna och amplituderna för VFT bestäms av längden och designen av GIS. På grund av detta fänomenets vågnatur varierar spänningarna och frekvenserna från en plats till en annan inom GIS.

Höga amplituder kan inträffa när långa segment av gasisoleringsskåp växlas och när det finns anslutna busar vid källan till huvudbussektionen. Om de naturliga frekvenserna för källan och den växlade änden av busen är liknande och spänningskillnaden över kopplingskopplingen är stor, kommer en betydande spänningskillnad att finnas under öppningen av kopplingskopplingen. Generellt sett hittas de högsta amplituderna för VFT på öppna GIS-segment.

Figur 2: Exempel på VFTO-form i 750 kV GIS

Syftet med denna studie är att simulera VFT-överspänningar inom GIS som genereras när kopplingskopplingar energiseras. Dessutom bör VFT-överspänningar som resulterar från växling av strömbrytare beräknas.

3. Isolationskoordineringsstudier

Den elektriska ingenjören måste ställa krav på att tillverkaren genomför isolationskoordineringsstudier. Sådan en studie är nödvändig för att bekräfta placeringen och mängden GIS metallinkapslade typ skydd mot överspänning, vilket är viktigt för att skydda GIS-utrustning, alla sammanbundna underjordiska kabelledningar och andra luftisoleringsekipagemang.

Isolationskoordineringsstudien undersöker överspänningstrycket som finns i gasisoleringsskåp, dess bays och kablar. Dessa tryck orsakas av blixtöverträffar som närmar sig understationen och linjerna som är anslutna till den. Således bör, för flera angivna understationskonfigurationer, inklusive den normala driftskonfigurationen, de maximala spänningstrycken inom GIS och i bays, orsakade av typiska blixtöverträffar (som fjärröverträff, direktöverträff till ledare och överträff till de sista tornen av överbysträngar), simuleras.

Det lämpliga isolationskoordineringsnivån bör verifieras genom att jämföra isolationsnivåerna för enskilda enheter med de maximala överspänningstryck som förväntas. Denna jämförelse bör ta hänsyn till de maximala korrigeringar och säkerhetsfaktorer enligt industristandarder.

4. Termiskt betygsberäkningar

Den elektriska ingenjören bör kräva att tillverkaren erbjuder termiska betygsberäkningar för all utrustning och enheter i de huvudsakliga strömvägar. Dessa termiska betygsberäkningar måste fastställas i enlighet med anläggningens betygsmetodik av användaren och den regionala systemdriftsmyndigheten.

5. Effekter av ferromagnetisk resonans

Den elektriska ingenjören måste ange att en studie ska genomföras för att fastställa om det finns en möjlighet till ferromagnetisk resonans i samband med växling in och ut av spänningsomvandlare i GIS. Studien bör inte bara indikera svårighetsgraden av tillståndet, utan också rekommendera lindrande åtgärder, såsom användningen av inställda induktorer.

6. GIS-motstånd och kapacitans

Den elektriska ingenjören bör kräva att tillverkaren ger de beräknade och mätta kapacitans- och motståndsvärdena för varje komponent i GIS. Detta inkluderar, men är inte begränsat till, bushingar, bussträngar, växlar och strömbrytare.

7. Seismiska beräkningar

Den elektriska ingenjören bör kräva att tillverkaren levererar all dokumentation rörande seismisk designtestning (som anges av tillverkaren i GIS-dokumentationen).

8. Elektromagnetisk kompatibilitet

Den elektriska ingenjören bör ange att tillverkaren genomför studier på skärmning och lindrande procedurer för att hantera interferens med kontroll, skydd, diagnostik och övervakningsutrustning.

9. Civilingenjörsmässiga aspekter

Ingenjören bör begära att tillverkaren levererar dokumentation för eventuella speciella civila designlösningar som krävs på grund av specifika platsförhållanden för att anpassa GIS.

10. Jording och bindning

Den elektriska ingenjören bör ange att tillverkaren genomför jordningsstudier i enlighet med den aktuella versionen av IEEE Standard 80. Tillverkaren måste se till att GIS-utrustningens jordning överensstämmer med National Electric Safety Code C2 och IEEE Standard 80.

Alla studier bör presenteras i formella rapporter och skickas till användaren inom den angivna tidsramen efter att kontraktet har tilldelats. All relevant dokumentation, inklusive men inte begränsat till beräkningar, kurvor, antaganden, diagram och datorutdata, bör lämnas för att stödja de slutsatser som dras.

11. Logistikstudier

• Transport, lagring och uppföringsanläggningar för gasisoleringsskåp: Analysera och planera för transportmedlen för GIS-komponenterna till platsen, de lämpliga lagringsvillkoren innan installationen och de uppföringsanläggningar som krävs för korrekt installation.

• Krav som ställs av service och underhåll av gasisoleringsskåp och möjliga framtida utbyggnader: Ta hänsyn till kraven för rutinservice och underhåll av GIS, samt eventuella bestämmelser som behövs för potentiella framtida utbyggnader.

• Kvalitetskontroll, provningsprocedurer under tillverkning och särskilt på plats-provning: Säkerställ kvalitetskontroll under tillverkningsprocessen och definiera omfattande provningsprocedurer, med särskild tonvikten på på plats-provning för att garantera korrekt fungerande av GIS.

Figur 2 visar ett exempel på en VFTO-kurva i ett 750 kV GIS (vänligen hänvisa till denna post).

Figur 1 illustrerar en tillfällig återhämtningsspänning kurva efter den sista strömavbrottet i en högspänningsströmbrytare.