LW12-500 Dødtank Kredsløbsbrydere Defektanalyse og -behandling

Introduktion

LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder er en indenlandsk højspændingskredsløbsbryder. Med øget driftstid har hyppige fejl i hovedpartiet og driftsmekanismen haft en betydelig indvirkning på det sikre og stabile drift af strømnettet, hvilket har påvirket strømforsyningsrelabiliteten og forårsaget, at vedligeholdelseskostene for kredsløbsbryderen stiger år for år. Denne artikel fremlægger forholdsregler og kontrollering med henblik på de almindelige defekter og fejl hos LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder, for at fuldstændigt eliminere udstyrshensyn og forbedre driftsniveauet for strømnettet.

Udstyrsoversigt

LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder bruger SF₆ gas som isolerings- og bueudslukningsmedium. Driftsmekanismen anvender ren hydraulisk tryk, og de vigtigste komponenter i hydrauliske mekanismer importeres fra Hitachi. Kredsløbsbryderen har en dobbeltafbrydelsesstruktur, med parallelle kondensatorer installeret på begge ender af hovedafbrydelsen. De parallelle kondensatorer leveres af Murata Company i Japan.

Udstyrsdriftsbetingelser

Der er stadig mange LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbrydere i drift inden for State Grid Corporation systemet. Indtil slutningen af 2014 var der 33 sådanne kredsløbsbrydere i drift hos Jibei Company, hvoraf 14 var udstyret med lukningsmodstande, og driftstiden var ≥10 år.

Udstyrsfejlhændelser

• I september 2002 opstod en enefased jordfejl i fase B af en LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder. Fase B af brydere 5031 og 5032 på en vis understation sprang. Fase B af bryder 5032 lukkede succesfuldt, mens fase B af bryder 5031 ikke kunne lukke. Ved inspektion blev det fundet, at pga. løsningen af justeringsmutteren på trykkskifteret ændrede lukningslåsetrykkets værdi, hvilket resulterede i, at kredsløbsbryderen ikke kunne lukke.

• Fra april til juni 2004, under normalt udstyrsvedligehold og prøve, viste LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbrydere 5053, 5043 og 5012 på en vis understation fænomenet af at nægte at åbne under drift. Inspektionen viste, at fejlen skyldtes forringelse af hydraulisk olie i driftsmechanismen, hvilket førte til dårlig bevægelse af ventilkrop.

• I juni 2004, under drift, havde fase C af LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5052 på en vis understation en fejl med intern udslag i tanken pga. afblading af sølvplatingsskikten på trykkelementet i buedækammeret.

• I juni 2005, da en vis understation udførte normal strømafbrudslukning på LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5043, brød roterende aksepinde på åbningslåset under åbnings-elektromagnetet i fase B's driftsmechanisme, hvilket forårsagede, at fase B af kredsløbsbryderen ikke kunne separere. Samtidig blev rækkeforbindelsen i åbningskredsløbet beskadiget og desolderet. Efter inspektion, efter at have erstattet den beskadigede lås, åbningsbobin og åbningsrækkeforbindelse, blev udstyret sat tilbage i drift.

• I juni 2005, da 2# busbar på en vis understation blev strømført, sprang fase C af LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5053 umiddelbart efter lukning. Inspektion viste, at deformation af slagstangen forårsagede, at første-stadiums åbningsventil ikke kunne nulstille, og kredsløbsbryderen fortsatte med at springe. Det vendte tilbage til normalt efter at have erstattet slagstangen.

• I maj 2006, pga. konstante springfejl på en vis linje, blev lukningsbobinen i fase B af LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5012 brændt. Inspektion viste, at fejlen skyldtes fastfrosning af lukningslåset i fase B, hvilket fik lukningsbobinen til at være opladet i lang tid og forårsage brændsel.

• I juli 2007 opstod en intern udslagsfejl i tanken i fase B af LW12 - 500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5031 på en vis understation under drift. Årsagen var dårlig maling (manuel pensling) af ledningsstangen i bushingen. På grund af ulige pensling, fandt fremmedstoffer som pensborster på ledningsstangen, og pinsborster faldt af på skjoldet, hvilket forårsagede, at skjoldet udslappede til indervæggen af tanken.

• I november 2007, under en fejl på Understations 3#, oplevede LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5013 flere åbning- og lukningsfejl, hvilket førte til forværring af ulykken.

• I februar 2009, under et beskyttelsesaktiveringstest efter en strømafbrudsvedligeholdelse på LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5012, kunne fase C ikke lukkes. Inspektion viste, at aksen, der forbinder lukningslåsen og spænderen i mekanismen, var uhåndgribelig, hvilket forhindrede låsen og spænderen i at slippe og forårsagede, at fasen ikke kunne lukkes.

• I juni 2009 opstod internt flashe i fase A af LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5021 under strømføring efter stor vedligeholdelse. Fejlen blev tildelt skarpe hjørner i skjoldmontering og urent indeni tanken.

• I marts 2012, efter åbning, oplevede fase A af LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5053 først afbrydelsesnedbrydning, hvilket derefter udviklede sig til en jordfejl. Inspektion viste, at nedbrydning af parallelle kondensatorplader mellem afbrydelsene forårsagede, at kondensatoren brast efter nedbrydning, hvilket aktiverede udslag mellem skjoldet og tanken.

• I januar 2013, efter åbning, oplevede fase B af LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbryder 5043 igen afbrydelsesnedbrydning, hvilket derefter udviklede sig til en jordfejl; 12 sekunders bue mellem afbrydelsene i fase A blev fjernet af busdifferensbeskyttelsen, inden den udviklede sig til en jordfejl. Fejlen blev ligeledes forårsaget af nedbrydning af parallelle kondensatorplader mellem afbrydelsene, med kondensatornedbrydning og brud, hvilket aktiverede udslag mellem skjoldet og tanken.

Hoveddefekter

• Tidligtproducerede enheder havde dårlig isoleringsmaling på ledningsstangen indeni bushingen (manuel penslingsproces), hvilket efterlod skjulte farer for intern isoleringsudslag pga. vedhæftede pensborster, deling og afblading af malingen.

• Indervæggen af tanken havde dårlig isoleringsmaling, der var følsom over for deling og afblading, hvilket forårsagede risici for intern isoleringsudslag; graduerings-skjoldet indeni tanken havde dårlig bearbejdning og montering, med skarpe hjørner og udstik.

• Sølvplatingsskikten på indervæggen af trykkelementet i buedækammeret var følsom over for deling og afblading.

• Dårlig justering af bevægelige og stillede kontakter eller lavkvalitetskontaktfjeder forårsagede fragmentering og afskælning af buekontaktfingre og duser.

• Nedbrydning af parallelle kondensatorplader mellem afbrydelsene forårsagede risici for isoleringsnedbrydning.

• Urimelig design af mekanismsopvarmnings- og tætningsystemer forårsagede ultra-høje oliepresalarme i flere kredsløbsbrydere under sæsonovergang.

• Hyppige hydrauliske mekaniksfejl, især høje skade-rater af tætpunkter og trykakkumulatorer, nedsatte mekanikkerelabiliteten:

• Flere forekomster af "immediate reclosure after opening" eller "continuous tripping" pga. dårlig bearbejdning af hydrauliske mekanisms primære ventil;

• Alvorlig forringelse af hydraulisk olie, hvilket førte til hyppig trykning og olielekkage;

• Utilstrækkelig styrke og følsomhed over for brud/deformation af nogle metaldele (fx låser) i driftsmechanismen pga. dårlig materiale- eller bearbejdningkvalitet;

• Kvalitetsproblemer med trykakkumulatorer, hvilket forårsagede pre-lasted trykfald i flere enheder, der ikke opfyldte driftsbehov efter lang drift.

Retrofit foranstaltninger

De implementerede vedligeholdelsesforanstaltninger for LW12-500 kredsløbsbrydere inkluderer:

• Erstatning af ledningsstangen indeni bushingen med en ny type, der har avanceret isoleringsbelægnings teknologi.

• Grundig intern inspektion og vedligeholdelse af tanken: fokus på kontrol af indre malingsskik, lukningsmodstandsmontering, sølvplatingsskik på trykkelementet (erstattet hvis deling/afblading), og justering af bevægelige/stillede kontakter.

• Inspektion og vedligeholdelse af driftsmechanismen: inklusive ventilsystemer, trykakkumulatorer, arbejds-cylindere, hydrauliske pumper, og fuldstændig erstatning af hydraulisk olie.

• Erstatning af parallelle kondensatorplader i afbrydelsesmekanisme med forbedrede process-komponenter leveret af Japans Murata Corporation.

Foreslåede forbedringsforanstaltninger

• For at sikre strømnettets sikkerhed og stabilitet er tidsrigt vedligeholdelse af LW12-type kredsløbsbrydere afgørende. Dog gør udfordringer i reservedelsleverance og teknisk service, forværret af kredsløbsbryderens langvarige afvikling og dårlig reservedelsgennemførlighed, vedligeholdelsen svær, med høje omkostninger til enkeltenhed-overhalling, der nærmer sig de for at købe nye brydere. Med hensyn til sikkerhed, økonomi og teknologisk fremskridt anbefales det at erstatte LW12-500 tanktype SF₆ kredsløbsbrydere helt.

• Før pensionering, forstærk driftsconditionsovervågning og vedligeholdelse af LW12-type brydere. Brug avancerede teknologier som ultralyd partielle udslagsdetektion og SF₆ gas chromatografisk analyse til regelmæssig vurdering af intern isoleringsstatus under driftsspænding, forkort detektionscyklus, og sporbare tendenser i isoleringsforringelse. Dette gør det muligt at træffe målrettede foranstaltninger for at forhindre pludselige interne isoleringsfejl under drift.