تحلیل و پردازش نقص در شیرکنارهای برق LW12-500 Dead tank
مقدمه
مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ یک مدارکننده فشار بالای داخلی است. با افزایش مداوم زمان عملکرد، شکست‌های مکرر بدنه و مکانیسم عملیاتی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد ایمن و پایدار شبکه برق داشته است که منجر به کاهش قابلیت اطمینان تأمین برق و افزایش هزینه‌های نگهداری مدارکننده سالانه شده است. با تمرکز بر نقص‌ها و خرابی‌های معمول مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆، این مقاله اقدامات پیشگیرانه و کنترلی متناسب را ارائه می‌دهد تا خطرات تجهیزات به طور کامل حذف شده و سطح عملکرد شبکه برق بهبود یابد.
نظربزرگنمایی تجهیزات
مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ از گاز SF₆ به عنوان ماده عایق و خاموش‌کننده استفاده می‌کند. مکانیسم عملیاتی از فشار هیدرولیک خالص استفاده می‌کند و قطعات اصلی مکانیسم هیدرولیک از شرکت هیتاچی وارد شده است. مدارکننده دارای ساختار دو شکافی است و خازنهای موازی در دو طرف شکاف اصلی نصب شده‌اند. خازنهای موازی توسط شرکت موراتا ژاپن تأمین می‌شوند.
شرایط خدماتی تجهیزات
هنوز تعداد زیادی از مدارکننده‌های LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ در سیستم شرکت برق دولتی در حال خدمت هستند. تا پایان سال ۲۰۱۴، ۳۳ مدارکننده از این نوع در شرکت جی‌بی در حال عملکرد بودند که ۱۴ مورد از آنها با مقاومت‌های بسته‌شدن مجهز شده بودند و زمان عملکرد آنها ≥۱۰ سال بود.
وضعیت خرابی تجهیزات
در سپتامبر ۲۰۰۲، خرابی زمینی تک‌فازی در فاز B یک مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ رخ داد. فاز B مدارکننده‌های ۵۰۳۱ و ۵۰۳۲ در یک زیراستانیون قطع شد. فاز B مدارکننده ۵۰۳۲ موفق به بسته‌شدن مجدد شد، اما فاز B مدارکننده ۵۰۳۱ نتوانست بسته شود. با بررسی مشخص شد که به دلیل لغزش مهره تنظیم فشار، مقدار فشار بسته‌شدن تغییر کرده و منجر به عدم بسته‌شدن مجدد مدارکننده شده است.
از آوریل تا ژوئن ۲۰۰۴، در طی نگهداری و آزمایش‌های قبلی معمولی تجهیزات، مدارکننده‌های LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۵۳، ۵۰۴۳ و ۵۰۱۲ در یک زیراستانیون پدیده عدم بازشدن در عملکرد نشان دادند. بررسی نشان داد که خرابی به دلیل تخریب روغن هیدرولیک در مکانیسم عملیاتی بود که منجر به حرکت نامطلوب بدنه می‌شد.
در ژوئن ۲۰۰۴، در طی عملکرد، فاز C مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۵۲ در یک زیراستانیون خرابی دیسچارژ داخلی در رزروار به دلیل پیشرفت لایه نقره‌آبی سیلندر فشار در داخل کامره خاموش‌کننده داشت.
در ژوئن ۲۰۰۵، زمانی که یک زیراستانیون عملیات بازشدن معمولی برق‌ریزی را روی مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۴۳ انجام داد، میله محوری قفل بازشدن زیر الکترومغناطیس بازشدن فاز B مکانیسم عملیاتی شکست و فاز B مدارکننده جدا نشد. همزمان، مقاومت سری در مدار بازشدن خراب شد و جدا شد. پس از بررسی، با تعویض قفل خراب، سیم پیچ بازشدن و مقاومت سری بازشدن، تجهیزات مجدداً به عملکرد بازگشتند.
در ژوئن ۲۰۰۵، زمانی که شین ۲# یک زیراستانیون برق‌ریزی شد، فاز C مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۵۳ بلافاصله پس از بسته شدن قطع شد. بررسی نشان داد که تغییر شکل میله ضربه‌زن باعث شد که دریچه بازشدن مرحله اول نتواند بازگشت کند و مدارکننده مداوم قطع شد. پس از تعویض میله ضربه‌زن، به حالت عادی بازگشت.
در مه ۲۰۰۶، به دلیل خرابی‌های مداوم قطع خط خاصی، سیم پیچ بسته‌شدن فاز B مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۱۲ سوخت. بررسی نشان داد که خرابی به دلیل گیر کردن قفل بسته‌شدن فاز B بود که باعث شد سیم پیچ بسته‌شدن برای مدت طولانی شارژ شود و سوخت.
در ژوئیه ۲۰۰۷، خرابی دیسچارژ داخلی در رزروار فاز B مدارکننده LW12 - 500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۳۱ در یک زیراستانیون در طی عملکرد رخ داد. دلیل آن پروسه نقاشی ضعیف (با فرش) میله رسانا در داخل بوش بود. به دلیل نقاشی نامساوی، مواد خارجی مانند سیم‌های فرش به میله رسانا متصل شده بودند و سیم‌های فرش روی شیلد رها شدند و باعث دیسچارژ شیلد به دیواره داخلی رزروار شدند.
در نوامبر ۲۰۰۷، در طی خرابی در زیراستانیون ۳#، مدارکننده LW12-500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۱۳ چندین بار باز و بسته شد و باعث تشدید حوادث شد.
در فوریه ۲۰۰۹، در طی آزمایش عملکرد محافظ پس از نگهداری برق‌ریزی مدارکننده LW12-500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۱۲، فاز C نتوانست بسته شود. بررسی نشان داد که میله اتصال قفل بسته‌شدن و حلقه در مکانیسم انعطاف‌پذیر نبود و باعث شد قفل و حلقه رها نشوند و فاز نتواند بسته شود.
در ژوئن ۲۰۰۹، دیسچارژ داخلی در فاز A مدارکننده LW12-500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۲۱ در طی تحویل برق پس از نگهداری عمده رخ داد. خرابی به دلیل زاویه‌های تیز در تجمع شیلد و عدم تمیزی داخل رزروار بود.
در مارس ۲۰۱۲، پس از بازشدن، فاز A مدارکننده LW12-500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۵۳ ابتدا دیسچارژ شکاف‌شدن رخ داد و سپس به خرابی زمینی تبدیل شد. بررسی نشان داد که تخریب صفحات خازن موازی بین شکاف‌ها باعث شکست خازن و دیسچارژ بین شیلد و رزروار شد.
در ژانویه ۲۰۱۳، پس از بازشدن، فاز B مدارکننده LW12-500 نوع رزروار SF₆ ۵۰۴۳ مجدداً دیسچارژ شکاف‌شدن رخ داد و سپس به خرابی زمینی تبدیل شد؛ دیسچارژ ۱۲ ثانیه‌ای بین شکاف‌ها در فاز A توسط محافظ تفاضلی شین قبل از تبدیل به خرابی زمینی خاتمه یافت. خرابی به طور مشابه به دلیل تخریب صفحات خازن موازی بین شکاف‌ها بود که با شکست و دیسچارژ خازن، دیسچارژ بین شیلد و رزروار رخ داد.
نقص‌های اصلی
واحدهای اولیه دارای پوشش عایق ضعیف روی میله رسانا در داخل بوش (پروسه نقاشی دستی) بودند که باقی‌مانده‌های سیم‌های فرش، لایه‌بندی و پیشرفت پوشش عایق خطرات دیسچارژ داخلی را ایجاد می‌کردند.
سطح داخلی رزروار دارای پوشش عایق ضعیف بود و می‌توانست به دلیل لایه‌بندی و پیشرفت پوشش عایق خطرات دیسچارژ داخلی ایجاد کند؛ شیلد تقسیم‌کننده داخل رزروار دارای پروسه ماشینکاری و مونتاژ ضعیف با زاویه‌های تیز و برجستگی‌ها بود.
لایه نقره‌آبی روی سطح داخلی سیلندر فشار در کامره خاموش‌کننده می‌توانست لایه‌بندی و پیشرفت داشته باشد.
همترازی ضعیف تماس‌های متحرک و ثابت یا کیفیت پایین فنرهای تماس باعث شکست و رها شدن انگشتان تماس و نوک‌ها می‌شد.
تخریب صفحات خازن موازی بین شکاف‌ها خطر شکست عایقی ایجاد می‌کرد.
طراحی غیرمعقول سیستم‌های گرمایش و بسته‌بندی مکانیسم باعث هشدار فشار روغن بسیار بالا در چندین مدارکننده در طول تغییر فصلی می‌شد.
خرابی‌های مکرر مکانیسم هیدرولیک، به ویژه نرخ خرابی بالای مهره‌ها و ذخیره‌کننده‌های فشار، قابلیت اطمینان مکانیسم را کاهش می‌داد:
چندین بار "بسته‌شدن مجدد بلافاصله بعد از بازشدن" یا "قطع مداوم" به دلیل ماشینکاری ضعیف دریچه اصلی مکانیسم هیدرولیک؛
تخریب شدید روغن هیدرولیک، منجر به فشارگذاری مداوم و رسوخ روغن؛
مقاومت ناکافی و آسان‌تر شکستن/تغییر شکل برخی قطعات فلزی (مانند قفل‌ها) در مکانیسم عملیاتی به دلیل کیفیت ضعیف ماده یا ماشینکاری؛
مشکلات کیفیتی در ذخیره‌کننده‌های فشار، باعث کاهش فشار پیش‌بار در چند واحد که پس از عملکرد طولانی مدت نتوانستند نیازهای عملیاتی را برآورده کنند.
اقدامات تغییرات
اقدامات نگهداری انجام شده برای مدارکننده‌های LW12-500 شامل:
تعویض میله رسانا در داخل بوش با نوع جدید با فناوری پوشش عایق پیشرفته.
تفحص و نگهداری کامل داخل رزروار: با تمرکز بر بررسی لایه پوششی داخلی، تجمع مقاومت بسته‌شدن، لایه نقره‌آبی سیلندر فشار (تعویض در صورت لایه‌بندی/پیشرفت) و همترازی تماس‌های متحرک/ثابت.
تفحص و نگهداری مکانیسم عملیاتی: شامل سیستم‌های دریچه، ذخیره‌کننده‌های فشار، سیلندرهای کاری، پمپ‌های هیدرولیک و تعویض کامل روغن هیدرولیک.
تعویض صفحات خازن موازی شکاف‌ها با قطعات با فناوری بهبودیافته توسط شرکت موراتا ژاپن.
اقدامات بهبود پیشنهادی
برای اطمینان از ایمنی و پایداری شبکه برق، نگهداری به موقع مدارکننده‌های نوع LW12 حیاتی است. با این حال، چالش‌های تأمین قطعات یدکی و خدمات فنی، به همراه توقف طولانی مدارکننده و عدم دسترسی به قطعات یدکی، نگهداری را دشوار کرده و هزینه‌های بازسازی واحد تکی به سطح خرید مدارکننده‌های جدید رسیده است. با توجه به ایمنی، اقتصادی و پیشرفت فنی، جایگزینی کلی مدارکننده‌های LW12-500 نوع رزروار SF₆ توصیه می‌شود.
قبل از بازنشستگی، نظارت و نگهداری شرایط عملیاتی مدارکننده‌های نوع LW12 تقویت شود. از فناوری‌های پیشرفته مانند تشخیص دیسچارژ بخشی اولتراسونیک و تجزیه گاز SF₆ برای ارزیابی منظم وضعیت عایق داخلی تحت ولتاژ عملیاتی استفاده شود، دوره‌های تشخیص کوتاه‌تر شود و روند تخریب عایق به طور منظم پیگیری شود. این امر امکان اتخاذ اقدامات هدفمند برای جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی عایق داخلی در طی عملکرد را فراهم می‌کند.
