Οι μετατροπείς χαμηλής τάσης, ως αναπόσπαστα μέτρησης και προστασίας συστήματα στα ηλεκτρικά δίκτυα, συχνά αντιμετωπίζουν διάφορες παραλείψεις όταν χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με άλλες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων, ζητημάτων συνδυασμού εξοπλισμού και εσφαλμένης εγκατάστασης και συντήρησης. Αυτές οι παραλείψεις μην επηρεάζουν μόνο την κανονική λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, αλλά μπορεί να κινδυνεύσουν και την προσωπική ασφάλεια. Συνεπώς, είναι αναγκαίο να επιτευχθεί βαθύτερη κατανόηση των τύπων παραλείψεων, των μεθόδων αξιολόγησης και των προληπτικών μέτρων για να εξασφαλίσει τη σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία των αγροτικών ηλεκτρικών δικτύων και των συστημάτων χαμηλής τάσης.
I. Τυπικά Σενάρια Σύνδεσης Μετατροπέων Χαμηλής Τάσης με Άλλες Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις
Οι μετατροπείς χαμηλής τάσης χρησιμοποιούνται κυρίως σε σύνδεση με τον εξής εξοπλισμό στα ηλεκτρικά δίκτυα, δημιουργώντας διαφορετικά εφαρμοστικά σενάρια:
Συστήματα μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας: Συνδέονται με μέτρητρα όπως ρευστομέτρα και μέτρητρα ισχύος για ακριβή μέτρηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των χρηστών. Στα αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα, βρίσκονται συνήθως στα κουτιά μέτρησης των αγροτών ή στην πλευρά χαμηλής τάσης των διανεμητικών μετατροπέων, υπεύθυνοι για τη μετατροπή μεγάλων ρευμάτων σε πρότυπα μικρά σήματα ρεύματος 5A ή 1A για σκοπούς μέτρησης.
Συστήματα προστασίας: Συνδέονται με προστατικό εξοπλισμό όπως στοίχοι ανασύρματος, προστατικά συστήματα υπολείμματος ρεύματος και προστατικά συστήματα υπερφόρτισης για την παρακολούθηση της κατάστασης του ρεύματος της γραμμής και την εγκαίρως αποκοπή των ρευμάτων παραλείψεων. Στα αγροτικά κουτιά διανεμητικών, χρησιμοποιούνται συνήθως για την παρακολούθηση της υπερφόρτισης, της σύντομης σύνδεσης ή της διαρροής.
Συστήματα αυτοματοποίησης: Συνδέονται με εξοπλισμό αυτοματοποίησης όπως PLCs και RTUs για την απομακρυσμένη παρακολούθηση και ελεγχού της λειτουργίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Συναντιούνται συνήθως σε αγροτικά μικρά εργαστήρια επεξεργασίας, σταθμούς πίεσης και άλλες τοποθεσίες.
Διανεμητικοί μετατροπείς: Συνδέονται με τις εξερχόμενες γραμμές στην πλευρά χαμηλής τάσης των μετατροπέων για την παρακολούθηση της λειτουργίας και των φορτίων των μετατροπέων. Συναντιούνται συνήθως στις εξερχόμενες γραμμές στην πλευρά χαμηλής τάσης των αγροτικών διανεμητικών μετατροπέων.
II. Συνηθείς Παραλείψεις Κατά τη Σύνδεση Μετατροπέων Χαμηλής Τάσης με Άλλες Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις
1. Παραλείψεις Ανοιχτής Διαδρομής στη Δευτερεύουσα Διαδρομή
Η ανοιχτή διαδρομή στη δευτερεύουσα διαδρομή είναι μία από τις πιο επικίνδυνες παραλείψεις των μετατροπέων χαμηλής τάσης, χαρακτηριζόμενη κυρίως από:
Φαινομενολογικά χαρακτηριστικά: Η ένδειξη των ρευστομέτρων και των μέτρητρων ισχύος γίνεται απότομα μηδέν ή παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις; το σώμα του μετατροπέα παράγει ανώμαλο "ζουμπί" ή ήχος διακόπτη; υπάρχουν ορατά σημάδια καύσης στο σύνδεσμο; το ρευστομέτρο σταματά να περιστρέφεται ή περιστρέφεται ανώμαλα.
Αιτίες παραλείψεων: Ασθενείς σύνδεσμοι στη δευτερεύουσα διαδρομή; σπασμένα δευτερεύοντα καλώδια κατά την εγκατάσταση των μέτρητρων; ο τυχαίος διακοπτής της δευτερεύουσας διαδρομής κατά τη συντήρηση; κακή επαφή λόγω οξείδωσης του συνδέσμου; μηχανική βλάβη των δευτερεύοντων καλωδίων που προκαλεί σπάσιμο.
Κίνδυνοι παραλείψεων: Κατά την ανοιχτή διαδρομή, η δευτερεύουσα πλευρά παράγει υψηλή τάση αρκετών χιλιών βολτ, απειλώντας την ασφάλεια των τεχνικών; η σοβαρή κυριαρχία του σίδηρου οδηγεί σε υπερθέρμανση, η οποία μπορεί να καίει τα απομονωτικά υλικά; τα προστατικά συστήματα λειτουργούν λανθασμένα ή μη λειτουργούν λόγω απώλειας του σήματος.
Τυπικό αγροτικό σενάριο: Σε μια περιοχή μετατροπέα ενός χωριού, τα δευτερεύοντα καλώδια του μετατροπέα ρεύματος στο κουτί μέτρησης έγιναν ασθενείς στους συνδέσμους λόγω μακροχρόνιας ταλαντώσεως. Όταν οι αγρότες χρησιμοποίησαν υψηλής ισχύος ηλεκτρικά συσκευές, η ανοιχτή διαδρομή στη δευτερεύουσα διαδρομή παρήγαγε υψηλή τάση, προκαλώντας την καύση του μέτρητρου και δημιουργώντας κίνδυνο πυρκαγιάς.
2. Παραλείψεις Κακής Επαφής
Η κακή επαφή είναι μία από τις πιο συνηθείς παραλείψεις όταν οι μετατροπείς χαμηλής τάσης συνδέονται με άλλο εξοπλισμό:
Φαινομενολογικά χαρακτηριστικά: Η ένδειξη των ρευστομέτρων είναι ασταθής, παρουσιάζει διακοπές; ανώμαλη θερμοκρασία αύξηση στους συνδέσμους του μετατροπέα; συχνή λανθασμένη λειτουργία των προστατικών συστημάτων; αύξηση των λανθασμένων μετρήσεων; ορατή οξείδωση και μαύρανση στους συνδέσμους.
Αιτίες παραλείψεων: Ασθενείς βίδες στους συνδέσμους; ανεπαρκής επαφή μεταξύ καλωδίων και συνδέσμων; οξείδωση ή κατάκαυση των καλωδίων; γήρανση των υλικών των συνδέσμων; μη συμβατή διατεταγμένη τεντώση; αύξηση της αντίστασης επαφής επιταχυνόμενη από υγρό περιβάλλον.
Κίνδυνοι παραλείψεων: Η αύξηση της αντίστασης επαφής οδηγεί σε τοπική υπερθέρμανση, επιταχύνοντας τη γήρανση των απομονωτικών; η αύξηση των λανθασμένων μετρήσεων επηρεάζει την ακρίβεια της μέτρησης; τα προστατικά συστήματα λειτουργούν λανθασμένα ή μη λειτουργούν λόγω ανώμαλων σημάτων; η μακροχρόνια κακή επαφή μπορεί να προκαλέσει σύντομη σύνδεση ή πυρκαγιά.
Τυπικά αγροτικά σενάρια: Σε μια διαδρομή μέτρησης συνδεδεμένη με 2.5mm² χαλκινά καλώδια, όταν η αντίσταση επαφής υπερβαίνει τα 0.65mΩ, η αύξηση της θερμοκρασίας στους συνδέσμους μπορεί να φτάσει πάνω από 40℃; όταν η αντίσταση επαφής υπερβαίνει τα 1m&Ω, η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει πάνω από 70℃, πολύ πέρα από το όριο ασφάλειας.
3. Παραλείψεις Υπερφόρτισης και Κυριαρχίας Σίδηρου
Η υπερφόρτιση και η κυριαρχία του σίδηρου είναι συνηθείς τύποι παραλείψεων στα αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα, χαρακτηριζόμενες κυρίως από:
Φαινομενολογικά χαρακτηριστικά: Η ένδειξη των ρευστομέτρων υπερβαίνει την υπολογισμένη τιμή; το σώμα του μετατροπέα θερμαίνεται σημαντικά; τα προστατικά συστήματα λειτουργούν λανθασμένα ή μη λειτουργούν; αύξηση των λανθασμένων μετρήσεων; ανώμαλος ήχος από το σίδηρο.
Αιτίες παραλείψεων: Μεγάλες διακυμάνσεις στα φορτία των αγροτικών δικτύων (όπως η κορυφαία κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά το Πρωτοχρόνιο και η λειτουργία πολλών πίμπων κατά την εποχή της βενθοποίησης) που προκαλούν τον μετατροπέα να λειτουργεί υπερφορτωμένος για μεγάλο χρονικό διάστημα; ασθενής επιλογή του περιορισμένου παράγοντα ακρίβειας του μετατροπέα; ρεύμα σύντομης σύνδεσης που υπερβαίνει την αντοχή του μετατροπέα; υποβάθμιση της απόδοσης του υλικού σίδηρου; μείωση της μαγνητικής διατρέχους λόγω θερμοκρασίας.
Κίνδυνοι παραλείψεων: Η κυριαρχία του σίδηρου οδηγεί σε αύξηση των λανθασμένων μετρήσεων, επηρεάζοντας την ακρίβεια της μέτρησης; τα προστατικά συστήματα λειτουργούν λανθασμένα ή μη λειτουργούν λόγω διαστροφής του σήματος; μείωση της απομονωτικής απόδοσης του μετατροπέα; η μακροχρόνια υπερφόρτιση μπορεί να καίει τον μετατροπέα.
Τυπικά αγροτικά σενάρια: Ο μετατροπέας ρεύματος στην πλευρά χαμηλής τάσης ενός αγροτικού διανεμητικού μετατροπέα έφτασε στο 120% του υπολογισμένου ρεύματος κατά την εποχή της βενθοποίησης, προκαλώντας κυριαρχία του σίδηρου, λάθος μέτρηση 8% και τριπλασιασμό των λανθασμένων λειτουργιών των προστατικών συστημάτων.
4. Παραλείψεις Υποβάθμισης Απομονωτικής Απόδοσης
Οι παραλείψεις απομονωτικής είναι ιδιαίτερα εμφανείς στα αγροτικά ηλεκτρικά δίκτυα, χαρακτηριζόμενες κυρίως από:
Φαινομενολογικά χαρακτηριστικά: Μείωση της αντίστασης απομόνωσης (πρέπει να είναι ≥1000M&Ω κατά τις κανονικές συνθήκες); φαινόμενο μερικής διακόπτης; διακόπτης σημάδια στην επιφάνεια; αύξηση του ρεύματος διαρροής; υγρότητα ή νεροστίγματα στην επιφάνεια της εγκατάστασης.
Αιτίες παραλείψεων: Υγρά αγροτικά περιβάλλοντα και κακή σφράγιση του μετατροπέα που προκαλούν εισαγωγή νερού; βλάβη απομονωτικής λόγω τραγωδίας μικρών ζώων; επιταχυνόμενη γήρανση της απομονωτικής λόγω μακροχρόνιας λειτουργίας σε υψηλές θερμοκρασίες; μείωση της απομονωτικής απόδοσης λόγω συσσώρευσης σκόνης στους συνδέσμους; διακόπτης απομονωτικής λόγω υψηλής τάσης κατά την χτύπηση αστραπής.
