Unikalne próby zwarciowe potwierdzające wysokie bezpieczeń-stwo eksploatacji oraz niezawodność GIS 110 kV typu ELK- 04, w dużych Stacjach Energetycznych

(Unique short-circuit current tests confirming high operational safety and reliability of the 110 kV GIS type ELK- 04 in large Power Stations)

1. Streszczenie

W referacie przedstawiono wyniki unikalnych prób zwarciowych – NIE UPROSZCZO-NYCH – wyłącznika stosowanego w GIS (Gas Insulated Switchger) 110 kV typu ELK-04 patrz Rys. 1, polegających na załączaniu i wyłączeniu trójfazowego prądu zwarciowego 50 kA, z napięciem powrotnym TRV w trzech fazach aparatu – z przesunięciem czasowym między trzema fazami, z zastosowanien trójfazowego obwodu syntetycznego, włączając nietypowy (skrócony) cykl łączeń SPZ: O – 0,3s – CO – 20s – CO. Do tej pory tak ciężką próbę wyłącznika przeprowadzano w postaci próby jednofazowej, z uziemieniem pozo-stałych dwóch biegunów aparatu. W kompaktowym GIS z trzema biegunami wyłącznika we wspólnej obudowie NIE UPROSZCZONA próba trójfazowa jest bardzo ważna, ze względu na pewność działania wyłącznika. Cykl łączeń prądu zwarciowego 50 kA : O – 0,3s – CO – 20s – CO potwierdził bezpieczeństwo eksploatacji GIS typu ELK-04, także w przypadku skumulowanego efektu wydmuchu dużej objętości gorącego gazu SF6 i jego zjonizowa-nych cząstek z poszczególnych komór gaszeniowych wyłącznika, przy napięciu powrotnym TRV przyłożonym w trzech fazach obwodu probierczego.

(Abstract)

In the paper are presented the results of a unique short circuit current tests – NOT SIMPLIFIED – of circuit breaker, done for GIS (Gas Insulated Switchger) 110 kV see Fig. 1 type ELK-04, based on makings and breakings of three phase short circuit-current with value 50 kA, with the presence of recovery voltage TRV – shifted in time in all three phases where TRV was generated in a three-phase sinthetic circuit, includnig none typical (shortened) reclosing cycle: O – 0.3s – CO – 20s – CO. So far so heavy tests of circuit breaker was performed as a single phase short circuit current test, within not loaded poles were grounded. In case of compact GIS with three poles inside the common housing NOT SIMPLIFIED three phase switching test is extremally important due to due to the reliability of circuit breaker. Re – closing cycle for short-circuit current 50 kA: O – 0.3s – CO – 20s – CO confirms safety of exploitation of GIS type ELK-04, also in the case of the cumulative effect at exhaust of a large volume of hot SF6 gas of SF6 and its ionized particles, also in case three-phase recovery voltage TRV, generated in the three phases of testing circuit.

2. Zestawienie rysunków zawierających opis i komentarze

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. PODSUMOWANIE

Unikalne próby zwarciowe trójfazwe, przeprowadzone w 2013 roku w Laboratorium KEMA w Holandii na wyłączniku 145 kV, stosowanym w GIS typu ELK-04 – z trzema biegunami w jednej – wspólnej obudowie, jednoznacznie potwierdziły wysoką niezawodność i bezpieczeństwo eksploatacji tego urządzenia, gdyż po sekwencji łączeń prądu zwarciowego o wartosci 50 kA, w skóconym cyklu O-0,3s-CO-20s-CO (typowy O-0,3s-CO-180s-CO), przyłożono napięcie powrotne TRV z obwodu syn-tetycznego w trzech fazach z przesunięciem czasowym oraz z prównywalnymi aplitudami w pierwszej i drugiej wyłączającej fazie, co potwierdziło wymaganą wytrzymałość izolacji między biegunami wyłącznika oraz do uziemionej obudowy GIS, także w przypadku skumulowania wielokrotnych łączeń C-O wykonanych w krótkich odstępach czasu, którym towarzyszył wydmuch gorącego gazu SF₆ z względnie dużą zawartością zjonizowanych cząstek SF6 – we wspólną przestrzeń przedziału wyłącznikowego ELK-04.

Próby zwarciowe potwierdziły także dużą trwałość styków opalnych oraz dysz teflo-nowych zastosowanych w komorze gaszeniowej wyłącznika GIS Typu ELK-04, ze względu erozję związaną z oddziaływaniem łuku elektrycznego, w przypadku dużej ilości wyłączeń prądu zwarciowego trójfazowego o wartości 50 kA.

SUMMARY

Unique short-circuit current tests, completed in 2013 at the Laboratory of KEMA in the Netherlands on the circuit breaker 145 kV, used in GIS type ELK-04 – with three poles in a single-common housing, clearly confirmed very high level of reliability and safety of this device, because after the sequence of multiple switching of short-circuit current with a value of 50 kA in shortened cycle O-0.3s-CO-20s-CO (typical O-0.3s-CO-180s-CO), was applied the recovery voltage TRV from the synthetic circuit in three phases with time shift and comparable amplitude in the first and second switching-off phase, what confirmed the required strength of insulation between the poles of the circuit breaker and grounded housing GIS, as in the case of accumu-lating multiple operations C-O done at short time intervals, which was accompanied by a exhaust of hot SF6 gas with a relatively high content of ionized SF6 particles – in a common space of circuit breaker compartment of ELK-04.

The short-circuit tests also confirmed a high performance of arcing contacts and Teflon nozzles, fixed inside the breaking chamber of circuit breaker of GIS type ELK-04, due to erosion associated with the impact of electric arc, in the case of large number of short-circuit current interruptions with value 50 kA.

Autor : dr inż. Aleksander Gul
ABB Sp. z o.o.