Solució per a les proves de posada en marxa en una subestació de 110 kV a Mèxic

Una companyia elèctrica provincial de Mèxic està construint una nova subestació de 110 kV, amb un gran contractista d'EPC d'enginyeria elèctrica responsable del projecte. Els components principals de la subestació inclouen un transformador principal de 110 kV, un aparell de commutació GIS, cables d'alimentació de 110 kV, transformadors de corrent, descargadors de sobretensions, així com sistemes de protecció de relés i control secundari.

Quan el projecte va entrar a la fase d'acceptació final, el propietari va exigir que les proves de lliurament-in situ dels principals equips elèctrics s'haguessin completat en un termini de 30 dies, centrades en les proves de tensió de resistència de CA, descàrrega parcial, paral·lel de sobretensions, connexió a terra i proves de protecció de relés. Totes les proves s'havien de dur a terme al-lloc, amb dades de proves traçables que complissin els requisits d'acceptació del propietari, l'enginyer supervisor i agències de proves de tercers-.

La implementació del projecte ha tingut tres reptes principals:

Primer, els objectes de prova eren diferents.

Els transformadors principals, els SIG, els cables, els transformadors de corrent i els limitadors de sobretensions tenen diferents voltatges de prova, capacitats, freqüències i mètodes de prova, que requereixen diferents configuracions i paràmetres d'equip de prova per a cada objecte de prova.

Segon, -les condicions de prova al lloc eren limitades.

Els equips de prova de freqüència{0}de potència tradicionals requereixen una gran capacitat de potència i una gran àrea d'instal·lació. Això dificulta-la implementació al lloc. Per a càrregues capacitives, com ara transformadors principals, GIS i cables de llarga-distància, les proves tradicionals de-freqüència de potència dificulten-les proves al lloc.

En tercer lloc, la-interferència electromagnètica al lloc afecta significativament les mesures de descàrrega parcial.

Les línies elèctriques en viu i els equips de construcció al voltant de la subestació creen un entorn electromagnètic complex. La reducció del soroll de fons i l'obtenció de resultats de descàrrega parcial estables i repetibles són importants per a l'acceptació del projecte.

Després de comparar les solucions tècniques, el client va seleccionar la solució proporcionada per Wuhan Goldhome. Inclou un sistema de prova de ressonància en sèrie de freqüència variable-libre-de descàrrega parcial i equips de prova elèctrics compatibles.

D'acord amb els documents de licitació del projecte, els acords tècnics d'equips i els-requisits de proves in situ, el projecte ha de complir o fer referència a les normes següents:

• Tècniques de prova d'alta-tensió GB/T 16927.1 -
• GB 50150 - Norma per a les proves d'acceptació d'equips elèctrics en projectes d'instal·lació elèctrica
• DL/T 596 - Procediments per a les proves preventives d'equips elèctrics
• Tècniques de prova d'alta tensió 60270 - IEC: mesures de descàrrega parcial
• DL/T 849 Sèrie - Condicions tècniques generals per a equips de prova d'alta-tensió
• DL/T 995 - Procediments per a la inspecció dels dispositius automàtics de protecció de relés i seguretat del sistema d'alimentació

La durada total del projecte és d'aproximadament 60 dies. S'assignen uns 15 dies a les proves de tensió de resistència de CA i de descàrrega parcial de l'equip primari. Com que hi ha diversos objectes de prova, s'ha de programar l'equip i el personal per permetre les proves paral·leles.

Després d'arribar al lloc, l'equip tècnic de Goldhome va examinar l'àrea de prova, la font d'alimentació, la disposició de l'equip, el sistema de connexió a terra i l'entorn electromagnètic.

L'àrea de prova-del lloc és d'aproximadament 30 m × 15 m, de manera que no es pot construir un lloc de prova fix gran. La subestació té una capacitat de potència limitada i no pot satisfer fàcilment els requisits de potència d'entrada dels equips de prova d'alta freqüència-potència-de gran capacitat. Per tant, el lloc requereix una solució amb poca potència d'entrada i alta mobilitat.

Les línies elèctriques en viu i els equips de construcció també es troben a prop del lloc, causant interferències electromagnètiques importants i augmentant els requisits per a les mesures de descàrrega parcial.

El lloc del projecte es troba a l'altiplà mexicà a una cota d'aproximadament 2.200 m. L'entorn de gran-altitud afecta l'aïllament de l'aire, la dissipació de calor de l'equip i les condicions de funcionament. Per tant, la selecció de l'equip i les condicions de prova s'han de comprovar per a l'elevació del lloc.

En funció de les condicions del lloc, la solució tradicional del transformador de prova de potència-freqüència té les limitacions següents:

• Requisits d'alta capacitat de potència de prova;
• Càrrega de treball important associada amb el transport d'equips, l'elevació i el posicionament al lloc-;
• Les càrregues capacitives, com ara cables de llarga-distància, requereixen una gran capacitat de prova;
• Les-mesures de descàrrega parcial al lloc són susceptibles a interferències electromagnètiques externes;
• Un equip gran dificulta la ràpida finalització de la configuració de la prova en un espai limitat.

Per tant, aquest projecte utilitza la tecnologia de ressonància en sèrie de -freqüència variable com a principal solució de prova de tensió de resistència de CA. El circuit de ressonància compensa la potència reactiva capacitiva de l'objecte de prova. Això redueix la capacitat d'energia de prova necessària i facilita la-implementació al lloc.

4.1 Arquitectura global de la solució

Goldhome va dissenyar una solució de proves integrada-in situ centrada en el sistema de proves de ressonància de sèries de freqüència variable gratuïta PD-.

La solució consisteix en un sistema de proves d'alta -tensió per a equips primaris, un sistema de mesura de descàrregues parcials, equips de prova per a transformadors i transformadors de corrent/tensió, equips de prova de paracarregadors, equips de prova de connexió a terra i equips de prova de protecció de relés.

El sistema de ressonància de sèrie de freqüència variable lliure PD-s'utilitza principalment per a les proves de tensió de resistència de CA-in situ en transformadors principals, GIS i cables d'alimentació de 110 kV. També pot funcionar amb un sistema digital de mesura de descàrrega parcial per a proves simultànies de tensió de resistència de CA i de descàrrega parcial.

Els reactors modulars i el control de conversió de freqüència permeten seleccionar el punt de ressonància segons la capacitat, la tensió de prova i la freqüència de prova de cada objecte de prova.

4.2 Configuració de productes i equips

PD-Ressonància de sèries de freqüència variable lliureSistema de prova

Sistema digital de mesura de descàrrega parcial

Set de prova de protecció de relés

Analitzador CT/PT

Comprovador de resistència d'aïllament

Provador de la relació de girs del transformador

5.1 Sistema de prova de ressonància de sèrie de freqüència de descàrrega parcial-variable lliure-

El sistema de ressonància en sèrie utilitza un reactor per ressonar amb la capacitat de l'objecte de prova. Això compensa la potència reactiva capacitiva i redueix la potència activa necessària de la font d'alimentació de freqüència variable-.

En comparació amb les solucions tradicionals de transformador de prova de potència-freqüència, el sistema de ressonància de sèrie de-freqüència variable és adequat per a proves de tensió de resistència de CA de camp en objectes de prova capacitius com ara transformadors principals, GIS i cables de llarga distància-.

Aquest projecte utilitza un disseny modular. Els reactors es poden combinar segons la capacitat i la tensió de prova de cada objecte de prova, i la freqüència de prova es pot ajustar mitjançant la font d'alimentació de freqüència variable-.

Per a aquest projecte, la capacitat de potència de prova necessària és inferior a la de la solució de freqüència{0}}de potència original. La solució també redueix el transport d'equips i el treball de desplegament-in situ.

5.2 Descàrrega parcial-Disseny lliure i mesura de descàrrega parcial

Per als transformadors GIS i principals amb requisits de descàrrega parcial, el sistema de prova ha de proporcionar una sortida d'alta tensió estable i un sistema de control de soroll de fons i interferències externes.

Aquest projecte incorpora:

• Un disseny de font d'alimentació de prova de descàrrega parcial-;

• Filtrat d'entrada i sortida;

• Blindatge del circuit de prova d'alta tensió{0};

• Posada a terra i connexió equipotencial adequada;

• Mesurament digital de descàrrega parcial;

• Supressió d'interferències digitals i de banda estreta.

Abans de la prova, es mesura i es registra el nivell de descàrrega parcial de fons. Després d'aplicar la tensió de prova, els resultats de la prova es comparen amb les dades de fons per millorar la fiabilitat i la repetibilitat dels resultats de descàrrega parcial.

En les condicions de prova especificades, el sistema proporciona un nivell de fons de descàrrega parcial baix i un entorn estable per a les proves de descàrrega parcial al lloc-.

5.3 Sistema de prova CT/PT

Els provadors CT/PT s'utilitzen per realitzar proves de transferència relacionades amb transformadors de corrent i potencial, incloent:

Prova de relació de girs;

Prova de polaritat;

Prova de característiques d'excitació;

Proves relacionades-bobinats secundaris;

Proves de resistència a corrent continu, etc.

Depenent del model CT/PT i dels requisits tècnics del projecte, es poden configurar les pèrdues dielèctriques corresponents, l'aïllament i altres equips de prova especialitzats.

5.4 Sistema de prova de protecció de relés

El provador de protecció de relés proporciona sortides de corrent i tensió multifàsica i es pot utilitzar per:

Verificació de la configuració de protecció;

Inspecció de les entrades de corrent i tensió;

Verificació de la lògica de protecció;

Inspecció d'entrades/sortides digitals;

Verificació de circuits secundaris;

Proves de transmissió del sistema complet.

La programació de proves del sistema secundari en paral·lel amb les proves d'alta{0}}tensió de l'equip primari pot reduir el temps d'espera.

7.1 Funcionament de l'equip en entorns d'alta-altitud

El lloc del projecte es troba a una altitud aproximada de 2.200 m. En funció de les-condicions ambientals del lloc, es van verificar el marge d'aïllament, les condicions de dissipació de calor i les càrregues de funcionament de l'equip de prova.

Durant les proves-in situ, els temps de funcionament dels equips es van programar de manera raonable i les condicions de funcionament continu es van ajustar en funció de la temperatura ambient i l'augment de la temperatura de l'equip per garantir un funcionament estable en condicions especificades.

7.2 Interferència de fons de descàrrega parcial al lloc-

El nivell de fons de descàrrega parcial inicial al lloc-era d'aproximadament 20 pC, amb una interferència electromagnètica important present.

L'equip tècnic va reduir la interferència de fons mitjançant les mesures següents:

· Optimització de la disposició del circuit de prova;

· Millorar el blindatge dels circuits de mesura i d'alta tensió{0}};

· Optimització de la connexió a terra i la connexió equipotencial;

· Implementació del filtratge de la font d'alimentació;

· Utilitzar la supressió d'interferències de descàrrega parcial digital;

Aquestes mesures van permetre que els resultats de l'abocament parcial complissin els requisits d'acceptació del projecte.

"L'espai al lloc del projecte era limitat i hi havia línies elèctriques i equips de construcció en funcionament als voltants, de manera que inicialment ens preocupava que les proves de tensió de resistència i de descàrrega parcial al lloc{0}}possin interrompre's. L'equip tècnic de Goldhome va completar l'estudi i el disseny del lloc abans del previst i va poder desplegar l'equip ràpidament a la seva arribada. manera, i tot el projecte es va completar tal com estava previst".

- Director elèctric, Departament de Projectes de Mèxic

El projecte demostra l'aplicació de la tecnologia de ressonància en sèrie de freqüència variable-libre{1}} de descàrrega parcial per a proves de tensió de resistència de CA i de descàrrega parcial en subestacions de 110 kV.

Després del projecte, ambdues parts van mantenir noves discussions tècniques sobre projectes d'ampliació i serveis de proves preventives.

1. Cobertura de Múltiples Tipus d'Equip Primari

Mitjançant un sistema de ressonància en sèrie de freqüència variable-modular, es poden dur a terme proves de tensió de resistència de CA al lloc-en diverses càrregues capacitives-com ara transformadors principals, GIS i cables-en funció dels paràmetres del subjecte de prova.

2. Proves de descàrrega parcial de fons-baix

Mitjançant un disseny lliure de descàrrega parcial-, filtratge, blindatge, connexió a terra optimitzada i tecnologia digital anti-interferència, es proporcionen condicions de prova estables per a proves de descàrrega parcial de GIS i transformadors principals.

3. Implementació ràpida-al lloc

El disseny del vehicle-muntat i modular redueix la càrrega de treball associada amb el transport i l'aixecament d'equips grans, el que el fa adequat per a les condicions d'espai limitats a les subestacions.

4. Proves coordinades de primària i secundària

Mitjançant la combinació d'un sistema de ressonància en sèrie, un sistema de mesura de descàrrega parcial, un equip de prova CT/PT i un equip de prova de protecció de relés, el sistema permet la implementació coordinada de proves tant en equips primaris com en sistemes secundaris.

5. Dades de prova traçables

Les dades de les proves s'enregistren electrònicament, la qual cosa facilita la revisió per part dels propietaris, els supervisors i les agències de proves de tercers-, així com l'arxiu del projecte.

• Solució de proves preventives de la subestació de 220 kV
• Nova solució de proves de proves de lliurament d'equips elèctrics de la subestació{0}}energètica
• Solució de prova de tensió de resistència de CA GIS i descàrrega parcial
• Solució de prova de tensió de resistència de CA de cable d'alimentació de 110 kV
• Solució de prova de tensió de resistència de CA del transformador i de descàrrega parcial-in situ
• Sistema de detecció de descàrrega parcial
• Sistema de prova de ressonància en sèrie de freqüència variable

Conclusió

Per a les proves d'acceptació-in situ a subestacions de 110 kV, un únic dispositiu de prova d'alta-tensió sovint no pot cobrir tots els requisits de prova per a diferents equips primaris i sistemes secundaris. Un enfocament més adequat és utilitzar un sistema de prova modular i escalable basat en els requisits dels transformadors principals, GIS, cables, TC/PT, pararrayos, sistemes de posada a terra i dispositius de protecció de relés.

Amb el sistema de proves de ressonància de la sèrie de freqüència variable gratuïta PD-en el seu nucli, Goldhome integra la mesura de descàrrega parcial, les proves de transformadors de corrent, les proves rutinàries de transformadors, les proves de descàrregues, les proves de connexió a terra i els equips de prova de protecció de relés. El sistema es pot personalitzar segons l'abast de prova dels diferents projectes de subestacions, proporcionant solucions de proves d'acceptació al lloc-per a contractistes d'EPC, companyies elèctriques, agències de proves de tercers-i entitats de construcció de subestacions.