NSC A3 Rene Smeets KEMA Testing NL lid Study Committee A3

Transcriptie

1 Voorbereidingsdagen 15 en 16 augustus 2012 NSC A3 Rene Smeets KEMA Testing NL lid Study Committee A3

2 PS 1: Equipment design to facilitate network developments Ontwerp en beproeving van apparatuur voor HVDC netten Intelligentie in apparatuur UHV Impact van veranderingen in AC net ontwerp en bedrijf 10 bijdragen

3 A3.104 Switching Impulse Voltage Flashover Characteristics of Air Gaps in 800kV UHV DC Transmission Tower and altitude correction (China) Switching impulse tests 800 kv DC isolatoren m 4 11 m gaps IEC correctie factor te conservatief Ook geldig voor AC? Niet relevant voor Nederlandse situatie

4 A3.111 A new generation of Composite Support Insulators for UHV DC and AC systems (Duitsland Canada) Nieuwheid is composiet en hol (lager gewicht) In China toegepast voor 800 kv DC scheiders, in VS voor 500 kv Uitdaging is indringing van waterdamp vermijden (schuim, SF6/N2) Hoe gevoelig voor cyclische mechanische belasting? Interessant verhaal, relevant voor Nederland

5 A3.106 Critical Design Aspects for Reliability of 1200 kv UHV AC Capacitor Voltage Transformer under Severe System Conditions (India) Moet bestand zijn tegen overspanningen Innovatie is de spanning (1200 kv; BIL 2400 kv): corona ringen! Speciale aandacht besteed aan demping van ferro-resonantie VFTO s zijn blijkbaar geen reden tot zorg? Niet relevant voor Nederlandse situatie

6 A3.110 Mitigation of Very Fast Transient Overvoltages in Gas Insulated UHV Substations (Switzerland, Germany, Poland) close Treden op bij scheider schakelen in GIS Kunnen op UHV nivo boven LIWV uitkomen Sparking EM resonator in GIS moet energie absorberen en piek reduceren Modellering van het proces: Trapped Charged Voltage belangrijk Lagere scheider-snelheid beperkt TCV en VFTO Alternatieven? Ferriet / weerstanden / alternatieve geometrie? Interessant, niet relevant voor Nederlandse situatie open

7 A3.109 A new Method for Investigating the Arc Behaviour in HVDC Circuit Breakers based on a novel Current Source (Switzerland) Bestaat de statische boogkarakteristiek? Hangt tijdconstante af van de staprichting? Hangt tijdconstante af van de steilheid? Ontwikkeling van DC stroombron met drie-nivo converters 1.4 ka / 9.6 kv Nodig om parameters van de DC lichtboog te bepalen en model hypothesen te toetsen Tbv. DC schakelaars ontwerp nodig voor vermaasde DC netten Tot hoever kunnen AC lichtboogmodellen worden gebruikt? Innovatief, academisch, niet relevant voor Nederlandse situatie

8 A3.107 Assessment of Transformer Modeling Impact on Transient Recovery Voltage in Transformer Limited Faults (Brazil) FRA Steile TRV bij afschakelen foutstroom bij trafo Hoe ver moet modellering van trafo gaan om TRV te berekenen? Conventioneel model is te conservatief Ontwerp parameters moeten wel bekend zijn of halen uit FRA data Is een case-by-case study haalbaar bij gebrek aan interne trafo data? Weinig relevant voor Nederland Conventioneel: dubbele RLC kringen Fit met gemeten frequentie respons data detail model op basis van interne parameters

9 A3.108 Considerations on Transformer Limited Fault duty for GCB in UHV and EHV networks with large capacity power transformers (Japan) Metingen aan 525 kv-1500 MVA trafo Hoe ver moet modellering van trafo gaan om TRV te berekenen? Fit met separate LRC circuits werkt hier goed Ontwerp parameters moeten wel bekend zijn of halen uit FRA data Waarom werkt LRC fitting van HHV trafo s beter dan voor HV? Weinig relevant voor Nederland

10 A AV1FG 72.5 kv Prototype Vacuum Circuit Breaker (Case Study with Pilot Customers) (Germany, France, Luxemburg, Denmark) Eerste Europese HS vacuumschakelaar Vrij van sterk broeikas gas SF6, incl. externe isolatie Pilot field tests in Frankrijk, Luxemburg en Denemarken In een utility >1700 schakelhandelingen in een jaar. Hoe? Waarom aarzeling voor toepassing in inductief / capacitief? Innovatie, relevant voor Nederland

11 A3.102 Arcless tests of high voltage oil-filled electrical equipment on explosion safety (Russia) Drukopbouw door interne 8.5 ka 330 kv CT sproeit 40 m olie naar twee zijden JPG Chemische energie ipv elektrische om druk verhoging in CT te veroorzaken bij foutboog Jet powder gas (JPG) wordt gebruikt om de duur adequaat te simuleren Tests met 110 en 330 kv stroomtrafo s Vergelijking is via de energie toegevoerd in de olie Is dit een redelijk (eenvoudig, goedkoop) alternatief voor elektrisch? Interessant idee, niet relevant voor Nederland

12 A3.103 Prospective Single and Multi-Phase Short-Circuit Current Levels in the Dutch Transmission, Sub-Transmission and Distribution Grids (NL) Rail- splitsing Eemshaven station reduceert ks stroom van 60 naar 38/46 ka Toename van kortsluitstromen + trafo s Bijdrage van local generators beperkt (vermogens elektronica!) Zware eisen aan schakelaars (DC tijdconstante), nu tests > 63 ka Hoge foutstromen belast alle componenten sterk dynamisch Hoe groot is het probleem van onzekerheid omtrent wind/solar? Relevant voor Nederland

13 PS 2: Reliability and lifetime of HV equipment Ervaringen en trends in betrouwbaarheid Beheer en voorspelling van levensduur agv veroudering / overbelasting Rol van condition monitoring 6 bijdragen

14 A3.203 Computer simulation tool for the design and optimation for UHV SF6 circuit breakers (China) temperatuur bij I = 10 ka dichtheid 100 us na de nuldoorgang Chinese UHV markt 12 miljard Euro Combinatie model van CFD (stromings-) en Mayr (onderbrekings-) model Voor 550 kv (two-break) schakelaar Claimt ook onderbreking te kunnen voorspellen Geen verificatie dmv beproeving Niet nieuw, niet relevant voor Nederland

15 A3.205 Condition Assessment of EHV class Circuit Breakers using Dynamic Contact Resistance Measurement Technique (India) Weerstandsmeting gedurende off-line close-open operatie Toegepast kv (sinds 1998). Claimen hitrate van 80 defecte schakelaars Condition based onderhoud wordt mogelijk Onduidelijk is of dat de betrouwbaarheid ten goede komt Onduidelijk hoe groot besparing is; reproduceerbaarheid? Niet nieuw, wel interessant voor Nederland

16 A3.204 Practical Circuit Breaker Condition Monitoring With Protective Relays (USA) Trip tijd info wordt meegnomen door beveiligingsrelais Niet in competitie met breaker test systems, 2 jaar pilot loopt Voor problemen aantonen verdachte schakelaars (69 kv olie) Voorop nieuwe SF6 schakelaars tbv eliminatie time-based onderhoud Toegepast met nieuwe schakelaars. Ook voor oudere? Mogelijk interessant voor Nederland (?)

17 A3.202 End of life estimation and optimisation of maintenance of HV switchgear and GIS substations (Germany) Gebruiks ervaring GIS voor onderhouds optimalisatie en einde levensduur voorspelling Faalgraad is afhankelijk van fabrikant 50 jarig leven mogelijk bij vervanging giethars IT Scheiders en aarders vaak falers Waarom scherpe toename in falen na 20 / 30 jaar? Interessant materiaal

18 A3.206 RELIABILITY ANALYSIS OF GENERATOR CIRCUIT- BREAKERS (Switzerland) Betrouwbaarheidsstudie generatorschakelaars (centrales) CB jaren 108 landen Hydrau-veer mechanisme en SF6 is betrouwbaarder dan hydrau alleen of perslucht HV SF6 schakelaars hebben 1.8x hogere faalgraad dan SF6 gencb Locked in open or closed position meest voorkomende failure mode Waarom verschil in faalgraad HV CB en gencb? Weinig interessant voor Nederland

19 A3.201 The Impact of Switching Capacitor Banks with Very High Inrush Current on Switchgear (NL, France) Bij-schakelen van condensatorbanken is lastig voor schakelaar bij hoge inrush-stroom Vooral voor vacuumschakelaars is dit een uitdaging Uit zich in late doorslagen na afschakeling van condensatorbank Veld-emissie stroom na schakelen geen indicator voor doorslag Wat betekent dit voor toepassing van vacuum op hoogspanning? Speelt ook in Nederland

20 PS 3: Environmental suitability of HV equipment Effect van vervuiling op isolatoren en stations verbindingen Impact van seismische verstoringen Alternatieven voor SF6 gas 6 bijdragen

21 A3.301 Egyptian experience of live line washing system for 500 kv outdoor equipment to improve availability (Egypt) Permanente sproei-installatie voor 500 kv apparatuur (zout, zand, vochtigheidsgraad, mist) Dit systeem faalde bij toepassing op CTs Sproei-strategie is gewijzigd: niet de hele isolator maar stapsgewijs Niet relevant voor Nederland

22 A3.303 Design and application of composite insulators in AC and DC systems with special attention to severe environment (France, USA, Italy) LI spanning buitendiameter Composiet-behuizing van apparatuur heeft vele voordelen: Strekte, gewicht, explosie-vast, bestand tegen vervuiling (schroef-profiel), productie Tot op UHV toepasbaar: 1100 kv DC doorvoer Toepassing voor DC is lastiger, zeker in combinatie met vervuiling Wat zijn ervaringen mbt explosie veiligheid? Speelt ook in Nederland

23 A3.305 Salinity effect on the corona onset for a 765 kv AC substation connector (Spain) Simulatie van E-veld op 765 kv connectoren met 1 mm zoutlaag (nabij zee) Hogere (30%) E-veld leidt tot grotere en eerdere corona activiteit Voor onvervuilde toestand bevestigen metingen de modellen Beproeving altijd uitsluitend in indoor conditie. Realistisch? Welke rol speelt de oppervlakte ruwheid? Speelt ook in Nederland (?)

24 A3.306 Verification of Seismic Performance on EHV Gas Insulated Switchgear (Japan) Simulatie van seismische performance van EHV GIS Normaal in standaard enkel voor separate GIS componenten Verschillende trillings-input op diverse lokaties van de GIS Invloed van hoogte (in gebouw) vanwege trillings-versterking Wat is de lering getrokken uit de aardbevingen van maart 2011? Speelt niet in Nederland

25 A3.302 Suitability evaluation of improved high voltage circuit breaker design with drastically reduced environmental impact (Sw) 145 kv live tank CO2 schakelaar (als bijmenging bij SF6?) Life cycle analysis belangrijk: bekijk ook productie, transport, verliezen 50% reductie in CO2 emissie equivalent met disconnecting CB Performance 2 jaar in service getest als lijn- en C-bank schakelaar Geen details beschikbaar. Puur CO2? Druk? Interessant voor Nederland

26 A3.304 Study of the Interest of Thermo-Chemical Non Equilibrium in the Case of High-Voltage Circuit Breaker Simulations (France) In bestaande boogmodellering wordt thermisch evenwicht (soorten deeltjes) verondersteld Hier wordt die veronderstelling verlaten aan de hand van N2 als medium Bedoeld om de numerieke hulpmiddelen te verbeteren Alleen in inter-electrode volume bestaat thermisch evenwicht Is de exercitie bedoeld als aanzet tot ontwikkeling van N2 schakelaar? Zeer theoretisch, voor NL niet van belang

27 Dank voor uw aandacht! CIGRE A3 sessie is woensdag 29 augustus 8:45 18:00, le Palais, Palais des Congres, Parijs Poster sessie A3 donderdag 30 augustus 14:30 18:00 Salle Bordeaux derde verdieping