Quins són els errors comuns dels interruptors de màxima tensió al·ternativa en interiors amb vacuï?
Interruptor de circuit de vacío de alta tensión ZN63A para interior
El interruptor de circuito de vacío de alta tensión ZN63A para interior es un dispositivo trifásico de CA de 50 Hz, 12 kV para interior, utilizado para el arranque, parada, control y protección de motores de alta tensión de prensas de forja libre de 10.000 toneladas. Los interruptores de circuito de vacío de alta tensión desempeñan un papel crucial en la producción de la empresa. La resolución oportuna y precisa de sus fallos para restaurar rápidamente la producción es esencial para el desarrollo de la empresa. Durante el arranque/parada de los motores de alta tensión, las operaciones frecuentes del interruptor de circuito de vacío pueden causar daños en los componentes eléctricos y el desgaste de las piezas mecánicas, que son las principales razones por las que el interruptor no puede cerrarse normalmente. Analizar y resolver tales fallos es de gran importancia para garantizar la producción de la empresa.
1 Principio de funcionamiento del interruptor de circuito de vacío de alta tensión
1.1 Cámara de extinción de arco
El interruptor de circuito de vacío de alta tensión ZN63A para interior utilizado en la prensa de forja de 10.000 toneladas está equipado con una cámara de extinción de arco de vacío de cerámica. Su contacto móvil tiene una estructura en forma de copa hecha de material cobre-cromo, que tiene una tasa de desgaste eléctrico baja, larga vida útil eléctrica y alto nivel de resistencia a la tensión. Cuando la presión interna de gas de la cámara de extinción de arco es inferior a 1,33×10⁻³ Pa, puede cumplir con el requisito básico de almacenamiento normal durante no menos de 20 años, y la vida útil de la cámara de extinción de arco no es inferior a la vida útil mecánica del interruptor.
1.2 Principio de extinción de arco
Cuando el interruptor de circuito de vacío de alta tensión ZN63A para interior utilizado en la prensa de forja de 10.000 toneladas completa la operación de apertura, los contactos móviles y fijos se cargan y abren bajo la acción del mecanismo de operación, y se genera un arco de vacío entre los contactos. Debido a la estructura en forma de copa del contacto móvil, se genera un campo magnético longitudinal en el hueco del contacto móvil. El campo magnético longitudinal mantiene el arco de vacío en un estado difuso, distribuye la temperatura del arco uniformemente en la superficie del contacto y mantiene un voltaje de arco bajo. El arco de vacío está controlado por el campo magnético longitudinal del interruptor, por lo que la capacidad de interrupción de corriente es fuerte y estable.
1.3 Principio de funcionamiento
1.3.1 Acción de almacenamiento de energía
Cuando el perill de la caja de interruptores de alta tensión se gira a la posición "Almacenamiento de energía", el motor de almacenamiento de energía comienza a funcionar. El brazo de manivela colgado de resorte en el eje de almacenamiento de energía gira en sentido horario para estirar el resorte de cierre. El almacenamiento de energía se completa una vez que el resorte de cierre se ha estirado hasta su posición límite. Al mismo tiempo, la placa desplazadora conectada al eje de almacenamiento de energía impulsa el indicador de almacenamiento de energía para mostrar que el almacenamiento de energía está listo. Este proceso de almacenamiento de energía prepara el interruptor para la acción de cierre (ver Figura 1).
1.4 Inspección y mantenimiento del interruptor de circuito
1.4.1 Inspección diaria
(1) Comprobar si el mecanismo de operación del interruptor de circuito de vacío de alta tensión es normal y si la indicación de cierre es correcta.
(2) Verificar que todas las protecciones de interbloqueo y relés de señal funcionen correctamente.
(3) Asegurarse de que los amperímetros, voltímetros, protecciones integradas y todas las luces indicadoras estén en condiciones normales.
1.4.2 Controles de rutina
(1) Después de poner en marcha el interruptor, realizar controles de rutina de acuerdo con las especificaciones de operación pertinentes.
(2) En el día de mantenimiento semanal, con la máquina principal detenida, girar el perill de la caja de alta tensión a "Local", retirar el carro del interruptor de la "Posición de Trabajo" a la "Posición de Prueba" e inspeccionar la integridad de los componentes eléctricos y mecánicos del carro del interruptor.
(3) Comprobar la firmeza de los tornillos en todos los componentes y apretar los tornillos sueltos de inmediato. Inspeccionar regularmente las condiciones de operación del motor de almacenamiento de energía, el bobinado de cierre y el bobinado de apertura.
1.4.3 Limpieza y lubricación
(1) Durante el mantenimiento del equipo principal, retirar el carro del interruptor de la "Posición de Trabajo" a la "Posición de Prueba", luego sacarlo a un carrito de transferencia dedicado y limpiar el interruptor para mantener limpias las superficies de las partes aislantes y conductoras.
(2) Aplicar grasa lubricante importada de Alemania a las partes de transmisión del interruptor.
(3) Aplicar nueva pasta conductora a las partes de contacto del interruptor.
2 Fallos comunes de los interruptores de circuito de vacío de alta tensión de CA
(1) No se puede almacenar energía normalmente.
Análisis de causas:
(2) Almacenamiento de energía normal pero falla en el cierre.
Análisis de causas:
(3) No se puede abrir normalmente.
Análisis de causas:
(4) No se puede empujar ni extraer el carro del interruptor.
Análisis de causas:
3 Casos comunes de fallos y mantenimiento de interruptores de circuito de vacío de alta tensión
El motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV de la prensa de forja WEG 400C/D/E-06 de 10.000 toneladas no pudo arrancar normalmente. Este motor de alta tensión se inicia mediante un iniciador suave de alta tensión. Antes de iniciar, el perill del armario de alta tensión del motor principal se gira desde la posición "Local" a la "Remota". El principio de arranque se muestra en la Figura 2.
Diagnóstico y proceso de solución de problemas
Después del diagnóstico, durante el proceso de arranque, el PLC envió la orden de arranque del motor al iniciador suave. El iniciador suave recibió la orden de cierre, y la placa de control de relés, después de calcular, envió la orden de cierre al armario de alta tensión. Sin embargo, el armario de alta tensión no ejecutó la orden de cierre. El proceso de inspección fue el siguiente:
La luz indicadora de almacenamiento de energía del armario de alta tensión estaba encendida, indicando que el interruptor de circuito de vacío de alta tensión había almacenado energía.
Se utilizó un multímetro para medir el voltaje entre los terminales ln4X1 y ln4x6 del dispositivo de protección integral NARI. Debería ser DC 220 V. Después de la medición, el voltaje era normal.
Se comprobó la luz indicadora de la posición de operación del carro. Estaba encendida, indicando que el interruptor de circuito de vacío de alta tensión estaba en la posición de trabajo.
El perill estaba en la posición "Remota", y la indicación era correcta.
Al intentar el cierre remoto nuevamente, el interruptor de circuito de vacío de alta tensión aún no actuó.
El perill se giró a "Local", y el carro se sacudió desde la posición de trabajo a la de prueba. Se extrajo el conector, y se midieron los terminales 10# y 20# del conector. Se encontró que la resistencia de estos dos terminales era muy pequeña. En circunstancias normales, debería ser 12.000 Ω, indicando que el bobinado del electroimán de bloqueo estaba quemado.
En la posición de prueba, se realizó primero el almacenamiento de energía, y se midió el microinterruptor S1, que funcionaba normalmente.
En la posición de prueba, se realizó primero el almacenamiento de energía, y se cerró manualmente el contacto de bloqueo. Se midió la resistencia de los terminales 4# y 14# del conector, que resultó ser 198 Ω, indicando que el bobinado de cierre era normal.
A partir del diagnóstico anterior, se puede ver que debido al fallo del bobinado del electroimán de bloqueo, el circuito de cierre estaba abierto, y no se podían cumplir las condiciones de cierre normales. Después de reemplazar el bobinado de bloqueo, el carro se empujó a la "Posición de Trabajo", el perill se giró a la "Posición Remota", el cierre fue normal, y el motor arrancó normalmente.
Casos de fallos y soluciones
(1) El motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV de la prensa de forja de 10.000 toneladas no pudo arrancar normalmente. Se encontró que la luz indicadora de almacenamiento de energía del armario de alta tensión estaba apagada. El motor de almacenamiento de energía impulsó el resorte para almacenar energía repetidamente, pero no podía almacenar energía normalmente. El perill de almacenamiento de energía se giró a "Apagado", y el modo de trabajo se giró de "Remoto" a "Local". El carro del interruptor se retiró de la "Posición de Trabajo" a la "Posición de Prueba" para la inspección.
Se encontró que el brazo de manivela colgado de resorte en el eje de almacenamiento de energía estaba roto. El motor de almacenamiento de energía giraba, pero el resorte de cierre no se estiraba, por lo que no se podía almacenar energía normalmente. Después de reemplazar el eje de almacenamiento de energía y el brazo de manivela colgado de resorte, el almacenamiento de energía fue normal, y el motor arrancó normalmente.
(2) El motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV de la prensa de forja de 10.000 toneladas no pudo arrancar normalmente. Entrando en la sala de distribución de alta tensión e inspeccionando el armario de alta tensión, se encontró que la indicación de almacenamiento de energía era normal. En la sala de operaciones de 10.000 toneladas, se presionó el botón de cierre, pero el interruptor de circuito de vacío de alta tensión aún no podía cerrarse normalmente. A través de la indicación de la luz LED del armario de alta tensión, el interruptor de circuito de vacío de alta tensión estaba en la "Posición de Trabajo", y la indicación de límite era normal.
El perill del armario de alta tensión se cambió de "Remoto" a "Local", y el interruptor se retiró de la "Posición de Trabajo" a la "Posición de Prueba". Cuando la luz LED del armario de alta tensión mostraba "Posición de Prueba", se abrió la puerta de la cámara del interruptor del armario de alta tensión, se extrajo el conector, y se midió la resistencia entre los pines 4# y 14#. No se pudo medir la resistencia, y el circuito estaba abierto. Se midió el microinterruptor S1, y se encontró que el contacto del microinterruptor S1 estaba defectuoso. Después de su reemplazo, el interruptor cerró normalmente, y el motor de alta tensión arrancó normalmente.
(3) El interruptor de circuito de vacío de alta tensión saltó de nuevo después de cerrarse. El motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV de la prensa de forja de 10.000 toneladas se alimenta a través de dos puntos de salida del PLC. Cuando ambos puntos de salida están en alto, el motor arranca; cuando uno o ambos puntos de salida están en bajo, se detiene. Después del diagnóstico, se encontró que las dos señales de salida en alto del PLC eran normales. Las dos señales en alto se enviaron al módulo de relés del iniciador suave VFS.
El módulo de relés, después de calcular, envió la orden de cierre del interruptor de entrada al interruptor a través del módulo de entrada/salida, y el interruptor de circuito de vacío de alta tensión cerró. Durante el proceso de arranque secundario de conversión de frecuencia del VFS, la corriente de arranque fue 1,5Ie, y el par de arranque de salida fue 90%Te. Sin embargo, debido a un fallo de carga durante el proceso de arranque, el proceso de arranque excedió el tiempo de arranque, y el iniciador suave VFS envió una señal de salto. El interruptor de circuito de vacío de alta tensión recibió la señal de salto y saltó inmediatamente. Entrando en la estación de bombas de 10.000 toneladas, el motor se rotó manualmente, y el motor impulsó la bomba de aceite a atascarse. El motor y la bomba de aceite se desconectaron completamente.
El eje de salida del motor se podía rotar fácilmente a mano, mientras que el eje de entrada de la bomba de aceite estaba completamente atascado. Se desmontó y reparó la bomba de aceite, y se restauró la conexión entre el eje de salida del motor de alta tensión y el dispositivo de bloqueo del eje de entrada de la bomba de aceite. Después de la inspección, se reinició. La señal de arranque del motor de alta tensión era normal, el interruptor de circuito de vacío de alta tensión cerró normalmente, y el motor funcionó normalmente. Este fallo fue causado por un fallo de carga externa, que hizo que el interruptor de circuito de vacío de alta tensión saltara de nuevo después de cerrarse, resultando en que el interruptor de circuito de vacío de alta tensión no pudiera funcionar normalmente.
(4) El interruptor de circuito de vacío de alta tensión no pudo saltar normalmente después de cerrarse. Cuando ocurre este fallo, generalmente, la apertura eléctrica falla, y solo se puede realizar la apertura manual. Este fallo se debe a un bobinado de apertura quemado o a un fallo del interruptor auxiliar rotativo QF. Este interruptor auxiliar QF tiene 8 pares de contactos normalmente abiertos y 8 pares de contactos normalmente cerrados. Hay 16 unidades del motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV de la prensa de forja de 10.000 toneladas, y 16 interruptores de circuito de vacío de alta tensión de CA para interior correspondientes a ellos.
Durante el uso, debido a los arranques y paradas frecuentes, se producen varios fallos en la operación de los interruptores de circuito de vacío de alta tensión. Para los fenómenos de fallos, se realiza un análisis específico, se proponen estrategias de mantenimiento dirigidas y se reparan oportunamente, mejorando así la tasa de utilización del equipo.
El estado de operación del interruptor de circuito de vacío de alta tensión de CA afecta directamente el progreso de la producción de la prensa de forja de 10.000 toneladas. Fortaleciendo el mantenimiento diario y la resolución de fallos del equipo, clasificando, analizando, ordenando y resumiendo los fallos, se puede reducir el alcance del punto de fallo durante el diagnóstico, aumentar la precisión del diagnóstico de fallos y mejorar la eficiencia de mantenimiento; durante el mantenimiento, se puede lograr un mantenimiento preciso, reducir la intensidad laboral del personal de mantenimiento, acortar el tiempo de mantenimiento y hacer que el equipo opere de manera más segura y económica.
4. Conclusión
Cuando se produce un fallo en el interruptor de circuito de vacío de alta tensión de CA, se lleva a cabo la resolución de problemas siguiendo el principio de lo simple a lo complejo y de la parte eléctrica a la mecánica. Siempre que se domine el principio de funcionamiento del interruptor de circuito de vacío de alta tensión de CA y la estructura mecánica del equipo, se entienda su método de operación y secuencia de acción, y se realice una investigación y análisis suficientes del fenómeno de fallo, se podrá encontrar la causa del fallo. Se pueden llevar a cabo inspecciones, reparaciones y resoluciones de problemas para restaurar el uso normal del interruptor de circuito de vacío de alta tensión y garantizar la producción normal de la empresa.
