Plinom izolirani razvodni uređaji: komponente, uporaba i održavanje

Što su rasklopni uređaji izolirani plinom i kako rade

Plinom izolirani razvodni uređaj, obično skraćeno GIS, kompaktni je sklop električne sklopne i zaštitne opreme smještene unutar zatvorenih metalnih kućišta ispunjenih izolacijskim plinom, najčešće sumporovim heksafluoridom (SF6). Plin pruža izvrsnu dielektričnu čvrstoću i svojstva gašenja luka, omogućujući visokonaponskim komponentama kao što su prekidači, rastavljači, sklopke za uzemljenje, strujni transformatori i sabirnice da budu spakirane u puno manji otisak nego što bi to bilo moguće s tradicionalnim razvodnim uređajima izoliranim zrakom (AIS). To čini GIS posebno vrijednim u trafostanicama koje se nalaze u urbanim područjima, planinskim terenima, platformama na moru ili bilo gdje gdje je dostupno zemljište ograničeno ili skupo.

Budući da su sve komponente pod naponom potpuno zatvorene i izolirane od vanjskog okruženja, GIS također nudi jaku zaštitu od onečišćenja, slanog spreja, vlage i prašine, što ga čini preferiranim izborom u obalnim regijama ili područjima s teškom industrijskom kontaminacijom koja bi inače tijekom vremena degradirala izloženu opremu izoliranu zrakom.

Glavne komponente GIS sklopa

A rasklopni uređaj izoliran plinom odjeljak je izgrađen od nekoliko modularnih komponenti, od kojih je svaka smještena u svom plinopropusnom odjeljku i povezana sa susjednim modulima kroz izolirane barijere. Razumijevanje ovih komponenti pomaže razjasniti kako sustav sigurno izvodi funkcije prebacivanja, zaštite i izolacije unutar zatvorenog kućišta.

• Prekidač strujnog kruga: prekida struju kvara pomoću sposobnosti gašenja luka SF6 plina, obično ocijenjene za desetke tisuća ampera prekidnog kapaciteta.
• Rastavljač (izolator): osigurava vidljivi prekid u krugu radi sigurnosti održavanja, iako ne može prekinuti struju opterećenja.
• Prekidač za uzemljenje: uzemljuje beznaponski dio sabirnice ili dovoda radi zaštite osoblja za održavanje.
• Strujni i naponski transformatori: isporučuju točne mjerne signale zaštitnim relejima i mjernim sustavima.
• Odjeljci sabirnica: prenose struju između odjeljaka i obično su najveći plinom ispunjeni dijelovi u sklopu.
• Završeci kabela ili vodova izolirani plinom: spojite razvodni uređaj na odlazne vodove ili dalekovode.

GIS u usporedbi s rasklopnim uređajima izoliranim zrakom

Odabir između GIS-a i AIS-a ovisi o uvjetima lokacije, proračunu i razmatranjima o dugoročnom održavanju. Tablica u nastavku sažima primarne razlike koje inženjeri razmatraju tijekom planiranja trafostanice.

Usporedba GIS-a i AIS-a

Klase napona i tipične primjene

Plinom izolirana rasklopna oprema proizvodi se u širokom rasponu napona, od distribucijskih sustava srednjeg napona oko 12 do 40,5 kV do visokonaponskih prijenosnih aplikacija iznad 550 kV. Na razini prijenosa, GIS se često bira za trafostanice koje povezuju velike elektrane, vjetroelektrane na moru ili međupovezivanja između regionalnih mreža, gdje pouzdanost i ušteda prostora opravdavaju višu cijenu opreme. Na razini distribucije, GIS je uobičajen u gradskim trafostanicama izgrađenim unutar zgrada ili podzemnih trezora, gdje kompaktne dimenzije dopuštaju da se razvodni uređaji smjeste blizu centara opterećenja bez potrebe za velikim ograđenim dvorištem.

Instalacija i razmatranja mjesta

Budući da su GIS kućišta tvornički sastavljena i testirana na precizne tolerancije, instalacija zahtijeva posebnu pozornost na pripremu mjesta i rukovanje kako bi se izbjeglo unošenje kontaminacije u plinske odjeljke.

• Osigurajte da zgrada trafostanice ili ograđeni prostor ima odgovarajući prostor za transport modula i budući pristup za održavanje.
• Održavajte strogu čistoću tijekom sastavljanja na licu mjesta, budući da prašina ili vlaga unutar plinskih odjeljaka mogu smanjiti dielektričnu čvrstoću.
• Provjerite tlak i čistoću plina ispitivanjem djelomičnog pražnjenja prije uključivanja rasklopnog uređaja.
• Pažljivo planirajte izračun opterećenja temelja, budući da su GIS polja, iako kompaktna, teža po jedinici površine od ekvivalentnih AIS instalacija.

Održavanje, nadzor i rukovanje plinom

Rutinsko održavanje GIS-a prvenstveno se fokusira na praćenje tlaka i gustoće plina, a ne na česte fizičke preglede potrebne za izložene AIS komponente. Većina modernih GIS instalacija uključuje monitore gustoće koji pokreću alarme ako tlak plina padne ispod sigurnog praga, što može ukazivati ​​na curenje ili degradaciju brtvljenja. Budući da je SF6 snažan staklenički plin, mnoga komunalna poduzeća sada također prate kumulativne stope istjecanja plina kao dio izvješća o usklađenosti s okolišem, a neki su proizvođači uveli alternativne izolacijske mješavine plina s manjim utjecajem na okoliš kao odgovor na pooštravanje propisa.

Sustavi za praćenje djelomičnog pražnjenja sve se više postavljaju uz GIS za otkrivanje ranih znakova degradacije izolacije prije nego što dođe do kvara, omogućujući komunalnim službama proaktivno planiranje održavanja umjesto da reagiraju na neplanirani prekid.

Sigurnosna razmatranja za osoblje

Dok GIS kućišta uvelike smanjuju rizik od slučajnog kontakta s dijelovima pod naponom u usporedbi s opremom na otvorenom, osoblje koje radi oko GIS-a i dalje mora slijediti stroge procedure, posebno u pogledu plinskih odjeljaka. U rijetkom slučaju unutarnjeg kvara, nusprodukti raspadanja plina SF6 mogu biti otrovni, pa su tehničari obučeni za provjetravanje odjeljaka na odgovarajući način i korištenje opreme za analizu plina prije otvaranja bilo kojeg odjeljka za održavanje. Postupci zaključavanja i označavanja, potvrđeni vidljivim prekidom koji pružaju rastavljači, ostaju bitni prije nego što započne bilo kakav praktični rad, iako zabrtvljeni dizajn sklopnog uređaja već smanjuje mnoge opasnosti povezane s tradicionalnim instalacijama na otvorenom.