Voorbereidingsdagen 15 en 16 augustus 2012 NSC A3 Rene Smeets KEMA Testing NL lid Study Committee A3
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
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 50 – 2254 – 4300 m • 4 – 11 m gaps • IEC 60071-2 correctie factor te conservatief • Ook geldig voor AC? • Niet relevant voor Nederlandse situatie
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
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
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
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
A3.107 Assessment of Transformer Modeling Impact on Transient Recovery Voltage in Transformer Limited Faults (Brazil)
FRA Conventioneel: dubbele RLC kringen Fit met gemeten frequentie respons data detail model op basis van interne parameters
• 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
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
A3.101 3AV1FG – 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
A3.102 Arcless tests of high voltage oil-filled electrical equipment on explosion safety (Russia)
Drukopbouw door interne lichtboog @ 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
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
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
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
A3.205 Condition Assessment of EHV class Circuit Breakers using Dynamic Contact Resistance Measurement Technique (India)
• Weerstandsmeting gedurende off-line close-open operatie • Toegepast 132 – 765 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
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 (?)
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
A3.206 RELIABILITY ANALYSIS OF GENERATOR CIRCUITBREAKERS (Switzerland)
• Betrouwbaarheidsstudie generatorschakelaars (centrales) 53.000 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
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
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
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
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
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 (?)
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
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
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
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
