จุดสำคัญในการศึกษาวิศวกรรมในระบบสวิตช์เกียร์กันความดันสูง (GIS)

ประเด็นสำคัญในการศึกษาวิศวกรรมในระบบสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊ส (GIS) แรงดันสูง

การศึกษาวิศวกรรมในระบบสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊ส (GIS)

เมื่อวิศวกรไฟฟ้าได้นิยามการกำหนดค่าเบื้องต้นของ GIS และระบุข้อมูลอุปกรณ์หลักแล้ว การศึกษาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับด้านวิศวกรรม ตลอดจนการจัดส่งและการติดตั้ง ต้องดำเนินการต่อไป

การศึกษาวิศวกรรมที่สำคัญที่สุดสรุปได้ดังนี้:

1. เงื่อนไขแรงดันฟื้นฟูชั่วคราว (TRV)

วิศวกรไฟฟ้าควรระบุให้ผู้ผลิตทำการศึกษา TRV ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อประเมินอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นฟูชั่วคราว (RRRV) ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดและแรงดันสูงสุดที่เกิดขึ้นที่วงจรตัดกระแส โดยพิจารณาถึงการตอบสนองชั่วคราวของระบบไฟฟ้ารอบ ๆ GIS ค่า TRV ที่คำนวณได้ต้องเปรียบเทียบกับค่า TRV ที่รับประกันโดยรายงานทดสอบวงจรตัดกระแสและกับค่า TRV มาตรฐานในอุตสาหกรรม

แรงดันฟื้นฟูชั่วคราว (TRV) ที่วงจรตัดกระแสประสบพบคือแรงดันระหว่างขั้วหลังจากตัดกระแส รูปร่างของคลื่น TRV กำหนดโดยลักษณะของระบบไฟฟ้ารอบ ๆ วงจรตัดกระแส โดยทั่วไป ความเครียด TRV บนวงจรตัดกระแสมีความขึ้นอยู่กับตำแหน่งของความผิดปกติ ขนาดของกระแสความผิดปกติ และการกำหนดการเปลี่ยนแปลงของสวิตช์เกียร์
เนื่องจาก TRV เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการตัดกระแสที่สำเร็จ วงจรตัดกระแสจึงมักจะทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อทนทานต่อ TRV มาตรฐาน TRV มาตรฐานนี้กำหนดโดยวงจรป้อนสี่พารามิเตอร์ (วงจรป้อนสองพารามิเตอร์สำหรับวงจรตัดกระแสที่มีแรงดันไม่เกิน 100 kV) ช่วงแรกมีอัตราการเพิ่มขึ้นสูง ตามด้วยช่วงที่มีอัตราการเพิ่มขึ้นต่ำลง อัตราการเพิ่มขึ้นของช่วงแรกของวงจรป้อน TRV ถูกกำหนดเป็นอัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟื้นฟู (RRRV) ในกรณีที่ขนาดของกระแสตัดความผิดปกติสั้นต่ำมาก ต้องพิจารณาวงจรป้อนสองพารามิเตอร์เพื่อประเมินความเครียด TRV บนวงจรตัดกระแส

รูปที่ 1: โค้ง TRV ในวงจรตัดกระแสแรงดันสูง

เป้าหมายของการศึกษานี้คือการประเมิน RRRV ที่เลวร้ายที่สุดและแรงดันสูงสุดที่เกิดขึ้นที่วงจรตัดกระแสภายใน GIS ตามการตอบสนองชั่วคราวของระบบไฟฟ้ารอบ ๆ สวิตช์เกียร์

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ TRV คุณสามารถอ้างอิงบทความนี้

2. เงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวที่รวดเร็ว (VFT)

วิศวกรไฟฟ้าต้องระบุให้ผู้ผลิตทำการศึกษา VFT ในระบบสวิตช์เกียร์ที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊ส (GIS) แรงดันสูงที่เกินกว่า VFT ที่มีความถี่สั่นในช่วง MHz อาจเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของสวิตช์แยก ซึ่งเป็นผลมาจากแรงดันที่ลดลงอย่างรวดเร็วภายในไม่กี่นาโนวินาทีและความยาวและโครงสร้างแบบโคแอ็กเชียลของ GIS

ในบริเวณใกล้สวิตช์แยกที่ทำงาน ความถี่มากกว่า 100 MHz อาจเกิดขึ้น ที่ตำแหน่งที่อยู่ด้านใน GIS ความถี่ในช่วงหลาย MHz อาจคาดการณ์ได้

ความถี่และแอมปลิจูดของ VFT กำหนดโดยความยาวและโครงสร้างของ GIS เนื่องจากลักษณะของคลื่นเดินทาง แรงดันและความถี่จะแตกต่างกันในแต่ละตำแหน่งภายใน GIS

แอมปลิจูดสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อสวิตช์ส่วนของบัสที่มีฉนวนกันความร้อนด้วยแก๊สที่ยาวและเมื่อมีบัสที่เชื่อมต่อที่แหล่งของส่วนบัสหลัก หากความถี่ธรรมชาติของแหล่งและส่วนปลายของบัสที่สวิตช์คล้ายคลึงกันและแรงดันที่แตกต่างกันที่สวิตช์แยกสูง จะมีความแตกต่างของแรงดันอย่างมากระหว่างการเปิดสวิตช์แยก โดยทั่วไป แอมปลิจูดสูงสุดของ VFT พบในส่วน GIS ที่เปิด

รูปที่ 2: ตัวอย่างรูปคลื่น VFTO ใน GIS 750 kV

เป้าหมายของการศึกษานี้คือการจำลองแรงดันสูงที่เกินกว่า VFT ภายใน GIS ที่เกิดขึ้นจากการใช้สวิตช์แยกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับส่วนของสวิตช์เกียร์ นอกจากนี้ยังต้องคำนวณแรงดันสูงที่เกินกว่า VFT ที่เกิดจากการทำงานของวงจรตัดกระแส

3. การศึกษาการประสานกันของฉนวน