GIS salīdzinājumā ar AIS - apakšzemju zemējums

Stanley A Meyer 1989 House Meeting in New Zealand Part 2 HD Hho Hydrogen Voltrolysis (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

AEG GIS gāzes izolācijas slēdži līdz 420 kV

Kompresētā SF6 gāze, ko izmanto MV un HV sadales iekārtās kā izolācijas līdzeklis, ir radījusi kompaktu gāzu izolēto apakšstaciju (CIS) tehnoloģiju (1. attēls). ĢIS, kurai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar bieži lietojamām un parastām gaisa izolācijas apakšstacijām (AIS), ir plaši pielietotas.

Tomēr šī alternatīvā tehnoloģija neizbēgami noved pie atšķirīga problēmu risinājuma. apakšstacijas zemējuma gadījumā mēs varam saskatīt trīs galvenos GIS apakšstacijas dizaina aspektus, kuriem nepieciešama atšķirīga pieeja tiem, kas tiek izmantoti AIS.

  1. Izmantojot 10 reizes labāku izolācijas gāzi, ir iespējams izveidot daudz kompaktu apakšstaciju. Tas nozīmē arī ievērojamu apakšstacijas zonas samazināšanos.
  2. Šis "kompaktais" dizains nozīmē to, ka fāžu vadītāji ir daudz tuvāki nekā AIS un ar metāla korpusi gāzes izolācijai, zemējuma sistēmā parādās elektromagnētiski izraisītas strāvas.
  3. Saspiestā SF6 gāzes izolācija atvieglo nelielu dielektrisko caurlaidību GIS. Rezultātā sadalījums notiek nanosekundu diapazonā. Straujais sprieguma sabrukums rada ļoti straujas braukšanas viļņu pārejas, kas izplatās visā NVS. Šo pārejas ierīču savienošana ar zemējuma sistēmu izraisa īslaicīgu zemes potenciāla paaugstināšanos (TGPR).

1. attēls - GIS dubultā autobusa šķērsgriezuma skats

Paskaidrojums:

CB: Circuit Breaker
D: atvienotāji
ME: metāla korpuss
BB: BusBars
CT: pašreizējie transfomēri
VT: Sprieguma transformatori
S: tērauda konstrukcijas

Tops

Samazināts zemes gabals

GIS apakšstacijas aizņemtā platība parasti ir tikai 10-25% no ekvivalenta gaisa izolācijas iekārtas instalācijas.

Parasti, izmantojot AIS, vienots neizšļakstīts vara cilpa, kas novietots ap teritorijas perimetru ar savstarpēju savienojumu, lai uzņemtu atsevišķas iekārtas, nodrošinās pietiekami zemu pretestības elektrodu. Tomēr mazākā platība, ko aizņem MIS, nozīmē, ka galvenās zemes cilpas izmērs būs mazāks, tāpēc arī kopējais vadīšanas ceļa daudzums būs mazāks.

Iespējamie risinājumi zemes elektroda pretestības samazināšanai ir (1):

  • Augsta blīvuma režģis : bieži un īss savienojums no sadales elementu uz zemes tīklu. Tas samazina TGPR GIS un palīdz samazināt kopējo zemes elektrodu pretestību, bet ne tieši proporcionāli papildu garumam.
  • Savienojums ar dzelzsbetona paklāju: savienojot armatūras sietu un strukturālo tēraudu ar zemējuma režģi, tiks samazināta pretestība pret zemējuma elektrodiem. Tomēr tas ir sarežģīti, un tas ir jādara tādā veidā, lai izvairītos no pārmērīgas un pastiprinātas konstrukcijas bojājumu problēmām pārmērīgas cirkulācijas strāvas dēļ.
  • Dziļo piedziņas lauka stieņu izmantošana: ja pēc iepriekšminētajām metodēm zemē esošo elektrodu pretestība joprojām ir augsta, tad būs jāizmanto dee! P balstītas zemes stieņi.

Inducētās strāvas

Gāzes izolētajām apakšstacijām ir atšķirīga standarta iekārta, kuras tuvākais zemējums ir zemes virsma, ar zeminātu ārējo apvalku, kas piestiprina augstsprieguma iekšējo vadītāju. Tajā pašā laikā fāzu atdalīšana ir muc: h mazāks.

Atkarībā no strāvas, kas cirkulē caur autobusiem, būtiska elektromagnētiskais lauks aptver korpusus (2. attēls). Šāda magnētiskā lauka pārmaiņas mainās, izraisot strāvas iezemē un citās metāla daļās apakšstacijā, piemēram, tērauda konstrukcijas, starp fāžu šahtas savienojumus un zemes savienojumus (ti, zemējuma šunta savienojumus) utt. (2, 4, 5).

Iedegto strāvu kamerā var sasniegt 90% no primārās kopnes strāvas vērtības, un tās cirkulē pretējā virzienā, kas samazina kopējo magnētisko lauku ārpus kameras.

2. attēls - magnētiskā plūsmas blīvuma sadalījums pa trīs posmu korpusiem GIS korpusā

Mērījumi veikti Reyrolle 420 kV apakšstacijā, izmantojot pārnēsājamu strāvas transformatoru (CT). Tas sastāvēja no 0.5m diametra, elastīgas Rogowski spoles, integratora un digitālā voltmetra. Mērīšanas sistēmas precizitāti vispirms pārbaudīja laboratorijā, kuras kļūda bija mazāka par 5%, un tika uzskatīts par piemērotu ierosinātajiem mērījumiem.

Rogovskas spole tika iesaiņota dažādos GIS iezemējuma savienojumos, piemēram, zeminātās kameras, zemes siksnas, starp fāzes šunti, tērauda stieņi, kāpnes utt. Rezultāti apstiprināja, ka liela daļa no strāvas cirkulē caur kameru (diapazonā no 50 līdz 85% no primārās strāvas 2000 A).

Tika arī konstatēts, ka starp fāzu vara zemeņu siksnām, kas šaujot atsevišķās fāzes šahtas, bija augsts cirkulācijas strāvas līmenis (līdz pat 50%).

Straujas transmisijas pārspriegumi un TGPR

GIS tehnoloģijas sākumā zemējuma projektēšanas pamatā bija klasiskā pieeja, kas ierobežo jaudas frekvences kameras potenciālu līdz drošiem līmeņiem, balstoties uz maksimālajiem paredzamajiem kļūdas-strāvas apstākļiem.

Pretstatā šiem salīdzinoši zemajiem potenciāliem, HV testu laikā sadalīšanās laikā vai parastā atvienotāja darbībā parasti tika novērota skrūve starp iezemētajiem apvalkiem un citiem pamatotiem komponentiem, kas liecina par daudz lielākiem potenciāliem. Tika veikts visaptverošs pētījums, lai izprastu šī konkrētā TGPR mehānismu NVS.

Šīs TGPR iemesli bija SF6 sadalīšanās specifiskās īpašības, radot pārspriegumus ar ļoti strauju pieauguma laiku 5-20 ns, un tajā pašā laikā īpaša koaksiālā līnija, kurā pārvades līnija bija ļoti laba no šiem MHz diapazona spriegumiem.

Ņemot vērā atvienotāja zemo darbības ātrumu, katra slēgšanas un atvēršanas darbība radīs desmitiem pirmsbraucienu un atkārtotu streiku (3. attēls).

3. attēls. Iepriekš uzspridzina atvienotāja slēgšanas laikā

Katrs pirmsstreiks rada strauju īslaicīgu pusi no sprieguma vērtības starp kontaktiem, kas tiek pārsūtīts abos virzienos prom no pre-strike punkta (3). Kad ceļojošais vilnis nonāk pie atbalstaSF6 izbeigšanās, vertikālā ieeja un gaisvadu līnija nosaka ārējās sprieguma pretestības, kas ļauj incidenta ceļojošai viļai "pārtraukt" izslēgšanos.

4. attēlā atbalstaSF6 izbeigšana tiek modelēta kā trīs pārraides līniju krustojums ar katru no savām pārsprieguma pretestībām:

  1. Iekšējais koaksiālais ĢIS autobusu kanāls.
  2. Gaisvadu līnijas-zemes pieslēguma līnija.
  3. Autobusu korpuss uz zemes pieslēguma līniju.

4. attēls - TGPR līnijas pārraides modelis Air / SF6 izbeigšanā

Viena incidenta viļņa daļa tiek atspoguļota atpakaļ autobusu kanālā, vēl viena daļa turpina cauri pieslēguma līnijas-zemes pārraides līnijai, bet pārējā veido TGPR pie ieejas korpusa (6). Šo TGPR drīzumā sašaurina sienas, kas darbojas kā citas pārvades līnijas.

Tops

Vienkārši, lai sniegtu priekšstatu par TGPR lieluma secību, ir mērījumi, kurus Ontario-Hydro (6) veic 525 kV GIS:

  • Spriegums kontaktiem atvienotāja slēgšanas laikā: 526 kV (Vs)
  • Spriegums izplatās caur GIS autobusu: 0, 5 Vs = 263 kV
  • Iebraukšana uz A (17, 7 m no Vs): krūms 9).
  • TGPR pie ieejas A: 45 kV (26% V ieeja uz ieejas)
  • Pasta ēkas ēkā izmērītā maksimālā TGPR: 3 kV 172 kV (33% vājinājums ar T

Daži no TGPR pieredze GIS ir šādi:

  • TGPR ir relatīvi liels, bet tas ilgst tikai mikrosekundes ar frekvencēm virs 30 MHz.
  • Personāla drošība: netika ziņots par ievainojumiem, bet, darbojoties GIS, iespējamas bīstamas reakcijas pret dzirksteļošanu vai tirpšanu.
  • Nejauša aizsargierīču darbība.
  • Elektroiekārtu iznīcināšana sekundārajā aprīkojumā un pagaidu mērīšanas iekārtas, ko izmanto ekspluatācijā utt.
  • Dzirksteles gaisā starp sistēmas pamatotajām daļām, ti, starp zemes siksnām tiešā tuvumā.

Īss, taisns un zems induktivitātes savienojums ar zemes tīklu palīdz samazināt TGPR. Ja GIS ir ēkas iekšpusē, tad, pievienojot korpusu (ar īsām zemējuma siksnām) pie ēkas konstrukcijas, šķērsojot sienas, tiks mazināta TGPR apakšstacijā.

Visbeidzot, īpaša uzmanība jāpievērš gāzes kameras pārtraukumiem, kas radušies ar ārēju DT, kabeļu noslēgšanas galu: s, transformatora pieslēgumiem utt. Šajos punktos sprosti ir atdalīti ar izolācijas starpliku, un saistītie zemējuma siksnu savienojumi bieži vien ir pārāk ilgs un pārāk induktīvs, lai efektīvi iezemētu augstfrekvences pagaidu potenciālu.

Tādēļ pie izolēta atloka tiek izveidoti ievērojami vairāku kV spriegumi, kas var izraisīt gaismas izkliedi apkārtējā gaisā. Šajā gadījumā ļoti ieteicams izmantot pārsprieguma slāpētāju, piemēram, metāla oksīdu varistorus (MOV).

Tops

Kopsavilkums

Izstrādājot NVS zemējumu, kopā ar klasisko pieeju, kas ierobežo jaudas frekvences ieejas potenciālu līdz drošiem līmeņiem, pamatojoties uz maksimālajiem paredzamajiem kļūdainiem apstākļiem, ir arī jāapzinās īpašās problēmas, kas saistītas ar ĢIS dizainu. Jāņem vērā induktīvās strāvas, kas zemēšanas sistēmā var izraisīt pārkaršanu pat normālos slodzes apstākļos.

Jāņem vērā arī TGPR ietekme, ko rada strauji pārejoši pārspriegumi, un ar to saistītā ietekme uz augstfrekvences zemēšanas paņēmieniem, it īpaši kameras pārtraukumiem.

AVOTS: Terry Irwin, J.Lopez-Roldan (VA Tech Reyrolle)

Saistītie elektriskie ceļveži un izstrādājumi

MEKLĒŠANA: raksti, programmatūra un ceļveži