Plynom izolované rozvádzače: komponenty, použitie a údržba

Čo je to plynom izolovaný rozvádzač a ako funguje

Plynom izolovaný rozvádzač, bežne označovaný skratkou GIS, je kompaktná zostava elektrického spínacieho a ochranného zariadenia umiestneného vo vnútri utesnených kovových krytov naplnených izolačným plynom, najčastejšie fluoridom sírovým (SF6). Plyn poskytuje vynikajúcu dielektrickú pevnosť a vlastnosti zhášania oblúka, čo umožňuje, aby vysokonapäťové komponenty, ako sú ističe, odpojovače, uzemňovače, prúdové transformátory a prípojnice, boli zabalené do oveľa menšej plochy, než by bolo možné s tradičnými rozvádzačmi izolovanými vzduchom (AIS). Vďaka tomu je GIS obzvlášť cenný v rozvodniach umiestnených v mestských oblastiach, v horskom teréne, na pobrežných plošinách alebo kdekoľvek, kde je dostupná pôda obmedzená alebo drahá.

Pretože všetky komponenty pod napätím sú úplne uzavreté a izolované od vonkajšieho prostredia, GIS ponúka aj silnú ochranu pred znečistením, soľnou hmlou, vlhkosťou a prachom, vďaka čomu je preferovanou voľbou v pobrežných oblastiach alebo oblastiach s ťažkou priemyselnou kontamináciou, ktorá by inak časom znehodnotila exponované vzduchom izolované zariadenia.

Hlavné komponenty zostavy GIS

A plynom izolovaný rozvádzač Bay je postavený z niekoľkých modulárnych komponentov, z ktorých každý je umiestnený vo svojom vlastnom plynotesnom oddelení a spojený so susednými modulmi cez izolované bariéry. Pochopenie týchto komponentov pomáha objasniť, ako systém bezpečne vykonáva funkcie spínania, ochrany a izolácie v uzavretom kryte.

• Istič: prerušuje poruchový prúd pomocou schopnosti zhášania oblúka plynu SF6, ktorá je zvyčajne dimenzovaná na desiatky tisíc ampérov prerušovacej kapacity.
• Odpojovač (izolátor): poskytuje viditeľné prerušenie obvodu pre bezpečnosť údržby, hoci nemôže prerušiť prúd záťaže.
• Uzemňovač: uzemňuje odpojenú časť prípojnice alebo napájača na ochranu personálu údržby.
• Prúdové a napäťové transformátory: dodávajú presné meracie signály do ochranných relé a meracích systémov.
• Priestory prípojníc: prenášajú prúd medzi poliami a sú zvyčajne najväčšími plynom naplnenými sekciami v zostave.
• Káblové alebo plynom izolované ukončenia vedenia: pripojte rozvádzač k výstupným napájačom alebo prenosovým vedeniam.

GIS v porovnaní so vzduchom izolovaným rozvádzačom

Výber medzi GIS a AIS závisí od podmienok na mieste, rozpočtu a úvah o dlhodobej údržbe. Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje primárne rozdiely, ktoré inžinieri zvážia počas plánovania rozvodne.

Porovnanie GIS vs AIS

Triedy napätia a typické aplikácie

Plynom izolované rozvádzače sa vyrábajú v širokom rozsahu napätia, od strednonapäťových distribučných systémov okolo 12 až 40,5 kV až po aplikácie prenosu extra vysokého napätia nad 550 kV. Na prenosovej úrovni sa GIS často vyberá pre rozvodne spájajúce veľké elektrárne, pobrežné veterné farmy alebo prepojenia medzi regionálnymi sieťami, kde spoľahlivosť a úspora priestoru odôvodňujú vyššie náklady na vybavenie. Na úrovni distribúcie je GIS bežný v mestských rozvodniach vybudovaných vo vnútri budov alebo podzemných trezorov, kde kompaktné rozmery umožňujú umiestnenie rozvádzačov blízko stredísk zaťaženia bez toho, aby vyžadovali veľký oplotený dvor.

Úvahy o inštalácii a mieste

Pretože kryty GIS sú zmontované vo výrobe a testované podľa presných tolerancií, inštalácia si vyžaduje starostlivú pozornosť pri príprave miesta a manipulácii, aby sa predišlo kontaminácii plynových priestorov.

• Zabezpečte, aby budova alebo kryt rozvodne poskytoval dostatočný priestor na prepravu modulu a budúci prístup údržby.
• Počas montáže na mieste dodržiavajte prísnu čistotu, pretože prach alebo vlhkosť vo vnútri plynových priestorov môžu znížiť dielektrickú pevnosť.
• Pred zapnutím rozvádzača skontrolujte tlak a čistotu plynu testovaním čiastočného vybitia.
• Starostlivo plánujte výpočty zaťaženia základov, pretože polia GIS, hoci sú kompaktné, sú na jednotku plochy ťažšie ako ekvivalentné inštalácie AIS.

Údržba, monitorovanie a manipulácia s plynom

Rutinná údržba GIS sa zameriava predovšetkým na monitorovanie tlaku a hustoty plynu, a nie na časté fyzické kontroly vyžadované pre vystavené komponenty AIS. Väčšina moderných inštalácií GIS obsahuje monitory hustoty, ktoré spúšťajú alarmy, ak tlak plynu klesne pod bezpečnú hranicu, čo by mohlo naznačovať netesnosť alebo degradáciu tesnenia. Pretože SF6 je silný skleníkový plyn, mnohé spoločnosti teraz sledujú aj kumulatívne miery úniku plynu v rámci podávania správ o dodržiavaní environmentálnych predpisov a niektorí výrobcovia zaviedli alternatívne zmesi izolačných plynov s nižším vplyvom na životné prostredie ako reakciu na sprísňujúce sa predpisy.

Systémy monitorovania čiastočných výbojov sa čoraz častejšie inštalujú popri GIS na detekciu skorých známok degradácie izolácie ešte pred vznikom poruchy, čo umožňuje energetickým spoločnostiam proaktívne plánovať údržbu namiesto toho, aby reagovali na neplánovaný výpadok.

Bezpečnostné úvahy pre personál

Zatiaľ čo kryty GIS výrazne znižujú riziko náhodného kontaktu so živými časťami v porovnaní so zariadeniami pod holým nebom, personál pracujúci okolo GIS musí stále dodržiavať prísne postupy, najmä pokiaľ ide o plynové priestory. V zriedkavých prípadoch internej poruchy môžu byť vedľajšie produkty rozkladu plynu SF6 toxické, takže technici sú vyškolení na správne vetranie priestorov a používanie zariadenia na analýzu plynov pred otvorením ktorejkoľvek sekcie na údržbu. Postupy uzamknutia a označenia, potvrdené viditeľným prerušením, ktoré poskytujú odpojovače, zostávajú nevyhnutné pred začatím akejkoľvek praktickej práce, aj keď utesnený dizajn rozvádzača už minimalizuje mnohé nebezpečenstvá spojené s tradičnými inštaláciami pod šírym nebom.