Важливі аспекти інженерних досліджень у газоізольованому комутаційному спорядженні (GIS) з високим напругом

Важні аспекти інженерних досліджень у високонапільному газозаповненому комутаційному обладнанні (GIS)

Інженерні дослідження в газозаповненому комутаційному обладнанні (GIS)

Після того, як електроінженер визначив попередню конфігурацію GIS та визначив та вказав дані основного обладнання, повинні бути проведено додаткові дослідження, пов'язані з інженерними аспектами, а також логістикою доставки та встановлення.

Найважливіші інженерні дослідження можна підсумувати наступним чином:

1. Умови тимчасового відновлення напруги (TRV)

Електроінженер має вказати, щоб виробник провів дослідження TRV. Метою цього дослідження є оцінка найгіршого швидкості росту відновлення напруги (RRRV) та максимальної пікової напруги на прериваечах, враховуючи тимчасову відповідь електричної мережі навколо GIS. Обчислені значення TRV потрібно порівняти з гарантованими характеристиками TRV за результатами тестування прериваеча та стандартними орендами TRV, доступними в промислових стандартах.

TRV, який діє на прериваеч, - це напруга на його клемах після переривання струму. Форма хвилі TRV визначається характеристиками електричної мережі навколо прериваеча. Загалом, стрес TRV на прериваеч залежить від місця аварії, величини аварійного струму та конфігурації комутаційного обладнання. Оскільки TRV є вирішальним параметром для успішного переривання струму, прериваеча типово тестуються в лабораторії, щоб витримати стандартизовану TRV. Ця стандартизованая TRV визначається чотирма-параметровою орендою (двопараметровою орендою для прериваеча до 100 кВ). Період з високою швидкістю росту слідує за періодом з нижчою швидкістю росту. Схила першого періоду оренды TRV визначається як швидкість росту відновлення напруги (RRRV). У випадках, коли амплітуда струму короткого замикання дуже низька, повинні братися до уваги двопараметрові оренды для оцінки стресу TRV на прериваеч.

Рисунок 1: Крива TRV у високонапільному прериваечі

Метою цього дослідження є оцінка найгіршого RRRV та максимальної амплітуди напруги на прериваечах у GIS, на основі тимчасової відповіді електричної мережі навколо комутаційного обладнання.

Для детальніших відомостей про TRV, ви можете звернутися до цієї статті.

2. Умови дуже швидких тимчасових процесів (VFT)

Електроінженер має вимагати, щоб виробник провів дослідження VFT. В газозаповненому комутаційному обладнанні (GIS) можуть виникати наднапрузки VFT з частотами осциляції в діапазоні МГц під час операцій з відключенням включача. Це викликається швидким руйнуванням напруги протягом кількох наносекунд та довжиною та коаксіальним дизайном GIS.

У зоні поблизу операційного включача можуть генеруватися частоти понад 100 МГц. На місцях, що знаходяться глибше всередині GIS, можна очікувати частоти в діапазоні кількох МГц.

Частоти та амплітуди VFT визначаються довжиною та конструкцією GIS. Через хвильовий характер цього явища, напруги та частоти змінюються від одного місця до іншого всередині GIS.

Високі амплітуди можуть виникати при комутації довгих відрізків газозаповнених шин та при наявності відведення від головного відрізка шини. Якщо природні частоти джерела та комутованого кінця шини подібні, а різниця напруг на включачу велика, то значна різниця напруг буде присутня під час відкриття включачу. Загалом, найвищі амплітуди VFT знайшлися на відкритих відрізках GIS.

Рисунок 2: Приклад хвилі VFTO у 750-кВ GIS

Метою цього дослідження є моделювання наднапрузок VFT всередині GIS, що виникають при запитуванні відрізків комутаційного обладнання за допомогою включача. Додатково, повинні бути обчислені наднапрузки VFT, що виникають від операцій з комутацією прериваеча.

3. Дослідження координації ізоляції

Електроінженер має вказати, щоб виробник провів дослідження координації ізоляції. Таке дослідження необхідне для підтвердження розташування та кількості металевих закритих загасачів перехідних процесів GIS, які є важливими для захисту обладнання GIS, будь-яких взаємозв'язаних підземних кабельних ліній та іншого повітряно-ізольованого обладнання.

Дослідження координації ізоляції досліджує наднапрузки, присутні в газозаповненому комутаційному обладнанні, його секціях та кабелях. Ці напруження викликаються ударом блискавки, що наближається до підстанції та ліній, що до неї підʼєднуються. Тому, для кількох визначених конфігурацій підстанції, включаючи нормальний режим роботи, повинні бути моделювані максимальні напруженні стреси всередині GIS та в секціях, спричинені типовими ударями блискавки (такими як далекі удари, прямі удари до провідників та удари до останніх веж надземних ліній).

Відповідний рівень координації ізоляції повинен бути підтверджений порівнянням рівнів ізоляції окремих пристроїв з максимально очікуваними наднапрузками. Це порівняння повинно враховувати максимальні коригувальні та безпечні коефіцієнти згідно з промисловими стандартами.

4. Обчислення теплових характеристик

Електроінженер має вимагати, щоб виробник надав обчислення теплових характеристик для всього обладнання та пристроїв в основних струмових шляхах. Ці обчислення теплових характеристик повинні бути визначені відповідно до методології оцінки об'єкту користувача та Регіональної системи експлуатації.

5. Ефекти ферорезонансу

Електроінженер має вказати, щоб було проведене дослідження, щоб з'ясувати, чи є можливість виникнення ферорезонансу відносно включення та виключення напругових трансформаторів в GIS. Дослідження має не лише вказати на тяжкість ситуації, але й рекомендувати міри зниження, такі як використання налаштованих індукторів.

6. Опір та ємність GIS

Електроінженер має вимагати, щоб виробник надав обчислені та виміряні значення ємності та опору для кожного компонента в GIS. Це включає, але не обмежується, втулками, шинами, включачами та прериваеча.

7. Сейсмічні обчислення

Електроінженер має вимагати, щоб виробник надав всю документацію щодо сейсмічного проектування та тестування (як вказано виробником в документації GIS).

8. Сумісність електромагнітних полів

Електроінженер має вказати, щоб виробник провів дослідження щодо захисту та процедур зниження втручань у контроль, захист, діагностику та моніторинг обладнання.

9. Аспекти цивільного будівництва

Інженер має вимагати, щоб виробник надав документацію щодо будь-яких спеціальних цивільних проектів, необхідних через специфічні умови місця для розташування GIS.

10. Заземлення та з'єднання

Електроінженер має вказати, щоб виробник провів дослідження заземлення відповідно до поточної версії стандарту IEE-Business 80. Виробник має забезпечити, щоб заземлення обладнання GIS відповідало Национальному кодексу електричної безпеки C2 та стандарту IEE-Business 80.

Усі дослідження повинні бути представлені в формальних звітах та надіслані користувачу в певний термін після призначення контракту. Повинна бути надана вся відповідна документація, включаючи, але не обмежуючись, обчислення, криві, припущення, графіки та виводи комп'ютера, для підтримки зроблених висновків.

11. Логістичні дослідження

• Транспортування, зберігання та встановлення газозаповненого комутаційного обладнання: аналіз та планування способів транспортування компонентів GIS на місце, відповідних умов зберігання перед встановленням та встановлювальних засобів, необхідних для правильного встановлення.

• Вимоги, що ставляться сервісом та обслуговуванням газозаповненого комутаційного обладнання та можливими майбутніми розширеннями: врахування вимог для регулярного сервісу та обслуговування GIS, а також будь-яких положень, необхідних для потенційних майбутніх розширень.

• Контроль якості, процедури тестування під час виробництва, а особливо на місці: забезпечення контролю якості під час виробничого процесу та визначення комплексних процедур тестування, з особливим акцентом на тестування на місці для гарантування правильного функціонування GIS.

Рисунок 2 показує приклад кривої VFTO у 750-кВ GIS (див. цей пост).

Рисунок 1 показує криву відновлення напруги після фінального згасання струму у високонапільному прериваечі.