Gas Insulated Switchgear: Mga Bahagi, Paggamit, at Pagpapanatili

Ano ang Gas Insulated Switchgear at Paano Ito Gumagana

Ang gas insulated switchgear, karaniwang dinaglat bilang GIS, ay isang compact assembly ng electrical switching at proteksyon na kagamitan na nakalagay sa loob ng mga selyadong metal enclosure na puno ng insulating gas, kadalasang sulfur hexafluoride (SF6). Ang gas ay nagbibigay ng mahusay na dielectric strength at arc-quenching properties, na nagbibigay-daan sa mga high-voltage na bahagi tulad ng mga circuit breaker, disconnectors, earthing switch, kasalukuyang transformer, at busbar na mai-pack sa isang mas maliit na footprint kaysa sa posible sa tradisyonal na air-insulated switchgear (AIS). Ginagawa nitong lalong mahalaga ang GIS sa mga substation na matatagpuan sa mga urban na lugar, bulubunduking lupain, mga platform sa malayo sa pampang, o kahit saan na limitado o magastos ang magagamit na lupa.

Dahil ang lahat ng mga live na bahagi ay ganap na nakapaloob at nakahiwalay sa labas ng kapaligiran, ang GIS ay nag-aalok din ng malakas na proteksyon laban sa polusyon, salt spray, moisture, at alikabok, na ginagawa itong mas pinili sa mga rehiyon sa baybayin o mga lugar na may mabigat na industriyal na kontaminasyon na kung hindi man ay magpapababa ng nakalantad na air-insulated na kagamitan sa paglipas ng panahon.

Mga Pangunahing Bahagi ng isang GIS Assembly

A gas insulated switchgear bay ay binuo mula sa ilang mga modular na bahagi, bawat isa ay matatagpuan sa sarili nitong gas-tight compartment at konektado sa mga katabing module sa pamamagitan ng insulated barrier. Ang pag-unawa sa mga bahaging ito ay nakakatulong na linawin kung paano gumaganap ang system ng mga switching, proteksyon, at mga function ng paghihiwalay nang ligtas sa loob ng isang selyadong enclosure.

• Circuit breaker: inaantala ang fault current gamit ang arc-quenching na kakayahan ng SF6 gas, na karaniwang na-rate para sa sampu-sampung libong amperes ng nakakagambalang kapasidad.
• Disconnector (isolator): nagbibigay ng nakikitang break sa circuit para sa kaligtasan ng pagpapanatili, kahit na hindi nito maaantala ang kasalukuyang load.
• Earthing switch: pinagbabatayan ang isang de-energized na seksyon ng busbar o feeder upang protektahan ang mga tauhan ng pagpapanatili.
• Mga transformer ng kasalukuyang at boltahe: magbigay ng tumpak na mga signal ng pagsukat sa mga relay ng proteksyon at mga sistema ng pagsukat.
• Mga kompartamento ng busbar: nagdadala ng kasalukuyang sa pagitan ng mga bay at karaniwan ay ang pinakamalaking mga seksyong puno ng gas sa assembly.
• Cable o gas-insulated line terminations: ikonekta ang switchgear sa papalabas na feeder o transmission lines.

GIS Kumpara sa Air Insulated Switchgear

Ang pagpili sa pagitan ng GIS at AIS ay depende sa mga kondisyon ng site, badyet, at pangmatagalang pagsasaalang-alang sa pagpapanatili. Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod sa mga pangunahing pagkakaiba na tinitimbang ng mga inhinyero sa panahon ng pagpaplano ng substation.

Paghahambing ng GIS kumpara sa AIS

Mga Klase ng Boltahe at Karaniwang Aplikasyon

Ang gas insulated switchgear ay ginawa sa malawak na hanay ng boltahe, mula sa medium-voltage distribution system sa paligid ng 12 hanggang 40.5 kV hanggang sa mga extra-high-voltage transmission application na lampas sa 550 kV. Sa antas ng transmission, ang GIS ay madalas na pinipili para sa mga substation na nagkokonekta sa mga pangunahing power plant, offshore wind farm, o interconnections sa pagitan ng regional grids, kung saan ang pagiging maaasahan at pagtitipid sa espasyo ay nagbibigay-katwiran sa mas mataas na gastos sa kagamitan. Sa antas ng pamamahagi, karaniwan ang GIS sa mga urban substation na itinayo sa loob ng mga gusali o underground vault, kung saan pinapayagan ng mga compact na sukat na mailagay ang switchgear malapit sa mga load center nang hindi nangangailangan ng malaking bakuran.

Pag-install at Pagsasaalang-alang sa Site

Dahil ang mga enclosure ng GIS ay factory-assembled at nasubok sa mga tumpak na tolerance, ang pag-install ay nangangailangan ng maingat na pansin sa paghahanda at paghawak sa site upang maiwasan ang pagpasok ng kontaminasyon sa mga gas compartment.

• Tiyakin na ang gusali ng substation o enclosure ay nagbibigay ng sapat na clearance para sa transportasyon ng module at pag-access sa pagpapanatili sa hinaharap.
• Panatilihin ang mahigpit na kalinisan sa panahon ng on-site na pagpupulong, dahil ang alikabok o kahalumigmigan sa loob ng mga gas compartment ay maaaring mabawasan ang dielectric na lakas.
• I-verify ang presyon at kadalisayan ng gas sa pamamagitan ng pagsusuri ng bahagyang discharge bago pasiglahin ang switchgear.
• Planuhin nang mabuti ang mga kalkulasyon sa pag-load ng pundasyon, dahil ang mga GIS bay, habang compact, ay mas mabigat sa bawat unit area kaysa sa katumbas na mga installation ng AIS.

Pagpapanatili, Pagsubaybay, at Paghawak ng Gas

Ang regular na pagpapanatili para sa GIS ay pangunahing nakatuon sa pagsubaybay sa presyon at density ng gas kaysa sa madalas na pisikal na inspeksyon na kinakailangan para sa mga nakalantad na bahagi ng AIS. Karamihan sa mga modernong pag-install ng GIS ay may kasamang mga monitor ng density na nagpapalitaw ng mga alarma kung ang presyon ng gas ay bumaba sa ibaba ng isang ligtas na threshold, na maaaring magpahiwatig ng pagtagas o pagkasira ng seal. Dahil ang SF6 ay isang makapangyarihang greenhouse gas, maraming mga utility ngayon ang sumusubaybay sa pinagsama-samang mga rate ng pagtagas ng gas bilang bahagi ng pag-uulat sa pagsunod sa kapaligiran, at ang ilang mga manufacturer ay nagpakilala ng mga alternatibong insulating gas mixture na may mas mababang epekto sa kapaligiran bilang tugon sa paghihigpit ng mga regulasyon.

Ang mga partial discharge monitoring system ay lalong ini-install sa tabi ng GIS upang makita ang mga maagang palatandaan ng pagkasira ng insulation bago magkaroon ng fault, na nagpapahintulot sa mga utility na mag-iskedyul ng maintenance nang maagap sa halip na tumugon sa isang hindi planadong pagkawala.

Mga Pagsasaalang-alang sa Kaligtasan para sa Mga Tauhan

Bagama't lubos na binabawasan ng mga enclosure ng GIS ang panganib ng hindi sinasadyang pakikipag-ugnay sa mga live na bahagi kumpara sa mga open-air na kagamitan, ang mga tauhan na nagtatrabaho sa paligid ng GIS ay dapat pa ring sumunod sa mga mahigpit na pamamaraan, partikular na tungkol sa mga gas compartment. Sa pambihirang kaganapan ng internal fault, maaaring nakakalason ang mga byproduct ng decomposition ng SF6 gas, kaya sinasanay ang mga technician na mag-ventilate ng mga compartment nang maayos at gumamit ng kagamitan sa pagsusuri ng gas bago buksan ang anumang seksyon para sa pagpapanatili. Ang mga pamamaraan ng lockout-tagout, na kinumpirma sa pamamagitan ng nakikitang break na ibinigay ng mga disconnector, ay nananatiling mahalaga bago magsimula ang anumang hands-on na trabaho, kahit na ang selyadong disenyo ng switchgear ay pinaliit na ang marami sa mga panganib na nauugnay sa tradisyonal na open-air installation.