Mga mahalagang punto sa pag-aaral ng inhenyeriya sa mataas na boltageng gas insulated switchgear (GIS)
Mga mahalagang punto sa pag-aaral ng inhenyeriya sa mataas na boltahe na gas-insulated switchgear (GIS)
Ang Pag-aaral ng Inhenyeriya sa Gas-Insulated Switchgear (GIS)
Pagkatapos ng inhinyerong elektriko ang pagtukoy ng unang konfigurasyon ng GIS at ang pagtukoy at pag-specify ng primary equipment data, kailangan na magkaroon ng karagdagang pag-aaral kaugnay ng aspeto ng inhenyeriya, pati na rin ang logistics ng delivery at installation.
Ang mga pinakamahalagang pag-aaral ng inhenyeriya ay sumusunod:
1. Transient Recovery Voltage (TRV) Conditions
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ng manufacturer ang TRV study. Ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang i-assess ang pinakamalubhang rate of rise of recovery voltage (RRRV) at ang maximum peak voltage sa circuit breakers, kasama ang transient response ng electrical network sa 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 isang circuit breaker ay ang voltage sa kanyang mga terminal pagkatapos ng current interruption. Ang hugis ng TRV waveform ay nagsasalamin ng mga katangian ng electrical network sa paligid ng circuit breaker. Sa pangkalahatan, ang TRV stress sa isang circuit breaker ay depende sa lokasyon ng fault, ang magnitude ng fault current, at ang switching configuration ng switchgear.
Dahil ang TRV ay isang decisive parameter para sa matagumpay na current interruption, ang mga circuit breaker ay karaniwang type-tested sa laboratory upang matiis ang isang standardized TRV. Ang standardized TRV na ito ay inilalarawan ng isang four-parameter envelope (two-parameter envelope para sa mga circuit breaker na may rating hanggang 100 kV). Ang unang yugto ay may mataas na rate of rise, na sinusundan ng isang susunod na yugto na may mas mababang rate of rise. Ang slope ng unang yugto ng TRV envelope ay tinatawag na rate of rise of recovery voltage (RRRV). Sa mga kaso kung ang amplitude ng short-circuit-breaking current ay napakababa, kailangang isaalang-alang ang two-parameter envelopes upang i-evaluate ang TRV stress sa isang circuit breaker.
Larawan 1: TRV Curve sa High-Voltage Circuit Breaker
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang i-assess ang pinakamalubhang RRRV at ang maximum crest voltage sa mga circuit breakers sa loob ng GIS, batay sa transient response ng electrical network sa paligid ng switchgear.
Para sa karagdagang detalye tungkol sa TRV, maaari kang tumingin sa artikulong ito.
2. Very Fast Transient (VFT) Conditions
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ng manufacturer ang VFT study. Sa gas-insulated switchgear (GIS), maaaring magkaroon ng very fast transient (VFT) overvoltages na may oscillation frequencies sa MHz range kapag nag-operate ang disconnect switch. Ito ay dahil sa mabilis na voltage collapse sa loob ng ilang nanoseconds at ang haba at coaxial design ng GIS.
Sa lugar malapit sa operated disconnect switch, maaaring lumitaw 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 naka-determine sa haba at disenyo ng GIS. Dahil sa traveling-wave nature ng phenomenon na ito, ang voltages at frequencies ay nag-iiba-iba mula sa isang lugar sa iba pa sa loob ng GIS.
Maaaring mangyari ang mataas na amplitudes kapag nasiswitch 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 katulad at malaki ang voltage difference sa disconnect switch, maaaring magkaroon ng significant voltage difference sa panahon ng pagbubuksan ng disconnect switch. Sa pangkalahatan, ang pinakamataas na amplitudes ng VFT ay matatagpuan sa bukas na sections ng GIS.
Larawan 2: Halimbawa ng VFTO Waveform sa 750 kV GIS
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang simuluhan ang VFT overvoltages sa loob ng GIS na ginagawa kapag inenergize ang segments ng switchgear gamit ang disconnect switches. Kasama rin dito ang computation ng VFT overvoltages na resulta ng circuit breaker switching operations.
3. Insulation Coordination Studies
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ng manufacturer 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 protektahan ang mga equipment ng GIS, anumang interconnected underground cable circuits, at iba pang air-insulated equipment.
Ang insulation coordination study ay nagtingin sa 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, na dulot ng typical lightning strokes (tulad ng remote strokes, direct strokes sa conductors, at strokes sa last towers ng overhead lines).
Dapat ma-validate ang appropriate insulation coordination level sa pamamagitan ng pagkumpara ng insulation levels ng individual equipment sa maximum overvoltage stresses na inaasahan. Ang pagkumpara na ito ay dapat isama ang maximum correction at safety factors ayon sa industry standards.
4. Thermal Rating Calculations
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na ibigay ng manufacturer ang thermal rating calculations para sa lahat ng equipment at devices sa main current paths. Ang mga thermal rating calculations na ito ay dapat matukoy ayon sa facility rating methodology ng user at Regional System Operating Authority.
5. Effects of Ferro-resonance
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ang pag-aaral upang malaman kung may posibilidad na magkaroon ng Ferro-resonance sa pag-switch in at out ng service ng potential transformers sa GIS. Ang pag-aaral na ito ay hindi lamang dapat ipakita ang severity ng kondisyon kundi maging ang rekomendasyon ng mitigation measures, tulad ng paggamit ng tuned inductors.
6. GIS Resistance and Capacitance
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na ibigay ng manufacturer ang nakalkulang at measured capacitance at resistance values para sa bawat component sa GIS. Ito ay kasama, ngunit hindi limitado sa, bushings, bus runs, switches, at circuit breakers.
7. Seismic Calculations
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na ibigay ng manufacturer ang lahat ng dokumentasyon kaugnay ng seismic design testing (bilang ispesipikado ng manufacturer sa GIS documentation).
8. Electromagnetic Compatibility
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ng manufacturer ang mga pag-aaral sa shielding at mitigation procedures upang tugunan ang interference sa control, protection, diagnostics, at monitoring equipment.
9. Civil Engineering Aspects
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na ibigay ng manufacturer ang dokumentasyon para sa anumang espesyal na civil designs na kinakailangan dahil sa tiyak na site conditions upang makomportable ang GIS.
10. Grounding and Bonding
Dapat ipatupad ng inhinyerong elektriko na gawin ng manufacturer ang grounding studies ayon sa kasalukuyang bersyon ng IEEE Standard 80. Dapat siguruhin ng manufacturer na ang grounding ng GIS equipment ay sumasang-ayon sa National Electric Safety Code C2 at IEEE Standard 80.
Ang lahat ng mga pag-aaral ay dapat ipresenta sa formal na reports at ipadala sa user sa loob ng spesipikong oras pagkatapos makuha ang kontrata. Ang lahat ng relevant na dokumentasyon, kasama ng mga calculations, curves, assumptions, graphs, at computer outputs, ay dapat ibigay upang suportahan ang mga conclusion na natuklasan.
11. Logistics Studies
Larawan 2 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng VFTO curve sa 750-kV GIS (mangyaring tingnan ang post na ito).
Larawan 1 ay nagpapakita ng isang transient voltage recovery curve pagkatapos ng final current extinction sa high-voltage circuit breaker.
