LW12-500 Kuolleen säiliön sähkökatkaisimen vianalyysi ja käsittely

Johdanto

LW12-500 säiliötyyppinen SF₆-pistorasia on kotimainen korkean jännitteen pistorasia. Kun käyttöaika jatkuu, pistorasian ja toimintamekanismin yleiset vikat ovat vaikuttaneet merkittävästi sähköverkon turvalliseen ja vakaiseen toimintaan, heikentäneet sähköntarjonnan luotettavuutta ja aiheuttaneet pistorasian huoltokustannusten kasvua vuosittain. Tämä artikkeli esittelee vastaavia ennaltaehkäisy- ja valvontatoimenpiteitä LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasian yleisiin puutteisiin ja vioihin, jotta laitteen piilot vahingot poistetaan kokonaan ja parannetaan sähköverkon toimintatasoa.

Laitteen yleiskatsaus

LW12-500 säiliötyyppinen SF₆-pistorasia käyttää SF₆-kaasua eristyksessä ja kaasun sulattamisessa. Toimintamekanismi perustuu puhtaaseen hydrauliseen paineeseen, ja hydraulisen mekanismin päärakenteet tuodaan Hitachilta. Pistorasia on kaksirivinen rakennelma, jossa molemmissa päärikkaimissa on rinnakkaissäiliöt. Rinnakkaissäiliöt toimitetaan Muratan japanilaiselta yritykseltä.

Laitteen käyttöolosuhteet

Valtakunnan sähköverkostojärjestelmässä on edelleen paljon LW12-500 säiliötyyppisiä SF₆-pistorasioita käytössä. Vuoden 2014 loppuun mennessä Jibei-yhtiössä oli 33 tällaista pistorasiaa, joista 14 oli varustettu sulaytusvastuksilla, ja käyttöaika oli ≥10 vuotta.

Laitteen vikatilanteet

• Syyskuussa 2002 tapahtui yksiphasainen maajohdevikka LW12-500 säiliötyyppisessä SF₆-pistorasiassa B-faasissa. Jossakin muuntamossa pistorasit 5031 ja 5032 B-faasissa katkesivat. 5032-numeroinen pistorasia B-faasissa sulattiin onnistuneesti, mutta 5031-numeroinen pistorasia B-faasissa ei sulautunut. Tarkastuksessa havaittiin, että painepisteen säädön mutteri oli lönnöttynyt, mikä johti sulkulukon painearvon muuttumiseen ja pistorasian epäonnistumiseen sulautua uudelleen.

• Huhtikuusta kesäkuuhun 2004 normaalissa laiteratkaisu- ja ennakkotesteissä LW12-500 säiliötyyppiset SF₆-pistorasit 5053, 5043 ja 5012 jossakin muuntamossa osoittivat avautumisen kieltäytymistä. Tarkastuksessa selvisi, että vika johtui toimintamekanismin hydrauliohjaimen huononevuudesta, mikä johti venttiilien huonoon liikkumiseen.

• Kesäkuussa 2004 toiminnassa LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5052 C-faasissa jossakin muuntamossa tapahtui sisäinen purkauksen vika säiliössä, koska arkin tukkiin sisällä oleva hopeapinta oli riisuunut.

• Kesäkuussa 2005 jossakin muuntamossa suoritettaessa normaali sähköntorjun avausoperaatio LW12-500 säiliötyyppiselle SF₆-pistorasilta 5043, B-faasin toimintamekanismin avauskytkimen alla olevan avauslukituksen pyörähdysnippu katkesi, mikä esti B-faasin erottumisen. Samalla avauspiirin sarjaresistori oli vaurioitunut ja irrotettu. Tarkastuksen jälkeen, kun vaihdettiin vaurioitunut lukitus, avauskytkin ja avauspiirin sarjaresistori, laite otettiin takaisin käyttöön.

• Kesäkuussa 2005 jossakin muuntamossa 2# busbaria virruttuessa LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5053 C-faasi katkesi välittömästi sulautuessaan. Tarkastuksessa havaittiin, että lyöntipisteen venymä johti ensimmäisen asteen avaussulkijan epäonnistumiseen palautua asentoon, ja pistorasia katkesi jatkuvasti. Se palautui normaaliin toimintaan lyöntipisteen vaihtamisen jälkeen.

• Toukokuussa 2006 tietylle linjalle jatkuva vika johti LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5012 B-faasin sulautuskytkimen poltumiseen. Tarkastuksessa havaittiin, että vika johtui B-faasin sulautuslukituksen kyyditykseen, mikä sai sulautuskytkimen varaantumaan pitkään ja johti sen poltumiseen.

• Heinäkuussa 2007 tapahtui sisäinen purkauksen vika LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5031 B-faasissa jossakin muuntamossa toiminnassa. Syynä oli huono maalitapa (käsityö) sisäpuolella olevaan johtavaan putkiseen. Epätasaisen maalaamisen seurauksena harjan nivelsi ja muita ulkomaisia aineita kiinnittyivät johtavaan putkiseen, ja harjan nivelsi irtoivat kilpeen, mikä johti purkauksen syntyyn kilpen ja säiliön sisäseiniin.

• Marraskuussa 2007 jossakin muuntamossa 3# muuntamon vikassa LW12-500 säiliötyyppinen SF₆-pistorasia 5013 koki useita avautumisen ja sulautumisen vikoja, mikä johti onnettomuuden pahenemiseen.

• Helmikuussa 2009 LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5012 sähköntorjun jälkeen suoritettaessa suojalaitteen toimintatesti C-faasi ei sulautunut. Tarkastuksessa havaittiin, että sulautuslukituksen ja koukun yhdistävä nivelti oli epäjoustava, mikä esti lukituksen ja koukun vapautumisen ja aiheutti C-faasin sulautumisen epäonnistumisen.

• Kesäkuussa 2009 LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5021 A-faasissa tapahtui sisäinen silmäpurkauksen vika jälkeen suuri ylläpitotyö. Vikan syyksi todettiin teräviä kulmia kilparyhmässä ja likainen säiliön sisäosa.

• Maaliskuussa 2012 avautumisen jälkeen LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5053 A-faasi koki ensin katkojen välisen purkauksen, joka kehittyi maajohdeviaksi. Tarkastuksessa havaittiin, että rinnakkaissäiliön levyltä johtuva hajoaminen aiheutti sähkökatkoksi, mikä aiheutti purkauksen kilpen ja säiliön välillä.

• Tammikuussa 2013 avautumisen jälkeen LW12-500 säiliötyyppisen SF₆-pistorasit 5043 B-faasi koki uudelleen katkojen välisen purkauksen, joka kehittyi maajohdeviaksi; A-faasin katkojen välisen 12 sekunnin kaaren päästettiin bus differential protectionin toimesta ennen kuin se kehittyi maajohdeviaksi. Vika johtui samankaltaisesti rinnakkaissäiliön levyltä johtuvaan hajoamiseen, mikä aiheutti sähkökatkoksi, mikä aiheutti purkauksen kilpen ja säiliön välillä.

Pääpiirteet vikoista

• Aiempien tuotantomuotojen sisäpuolella oleva johtava putkiseen oli huonosti maalattu (käsityö), mikä jätti sisäisen erityksen purkauksen riskin harjan nivelsi, eriytymisen ja maalin riisuutumisen vuoksi.

• Säiliön sisäpinta oli huonosti maalattu, mikä aiheutti eriytymisen ja maalin riisuutumisen, mikä aiheutti sisäisen erityksen purkauksen riskin; säiliön sisäpuolella oleva graduaattori-kilpi oli huonosti valmistettu ja asennettu, jossa oli teräviä kulmia ja huippuja.

• Arkin tukkiin sisällä oleva hopeapinta oli altis eriytymiselle ja riisuutumiselle.

• Huonosti tasattujen liikkuvan ja paikallisen kontaktin tai huonolaatuisen kontaktin kevytvarren aiheutti arkikontaktisormen ja -putken murtumisen ja irrotumisen.

• Rinnakkaissäiliön levyltä johtuva hajoaminen aiheutti erityksen katkaisuriskin.

• Toimintamekanismin lämmitys- ja tiivistejärjestelmän huonosti suunniteltu rakenne aiheutti monissa pistorasissa ultra-korkean öljypaineen hälytyksen vuodenaikojen vaihteluissa.

• Yleiset hydraulisen mekanismin vikat, erityisesti tiivisteiden ja painevaluuttojen korkea vaurioitumisaste, heikensi mekanismin luotettavuutta:

• Monet "avautumisen jälkeinen välitön sulatus" tai "jatkuva katkos" tapaukset huonosti valmistetun hydraulisen mekanismin ensimmäisen asteen sulkijan vuoksi;

• Hydrauliohjaimen huonoaatuinen huonenevuus, mikä johti useisiin paineen lisäyksiin ja öljyn vuotaviin;

• Joitakin metalliosia (esimerkiksi lukituksia) toimintamekanismissa, jotka olivat alttiina murtoille ja muodostumiselle, huonosta materiaalista tai valmistuksesta johtuen;

• Painevaluuttimen laatuongelmat, jotka aiheuttivat useissa yksiköissä etukäteen ladattujen paineiden pudotuksen, eivät täyttäneet toiminnan vaatimuksia pitkäaikaisen käytön jälkeen.

Uudistustoimenpiteet

LW12-500 pistorasien toteutetut ylläpitotoimenpiteet sisältävät:

• Sisäisen johtavan putkiseen korvaaminen uudella, jossa on edistyneitä erityksen peittämistekniikoita.

• Perusteellinen säiliön sisäinen tarkastus ja ylläpito: keskitytään tarkistamaan sisäisen maalin kerrosta, sulaytusvastuksen kokoonpanoa, arkin tukkiin sisällä olevaa hopeapintaa (korvataan, jos on riisuunut/eriytynyt) ja liikkuvan/paikallisen kontaktin tasapainoja.

• Toimintamekanismin tarkistus ja ylläpito: mukaan lukien venttiilijärjestelmät, painevaluuttimet, työputket, hydraulipumput ja täydellinen öljyn vaihto.

• Katkojen välisen rinnakkaissäiliön levyltä korvaaminen parannettuja prosesseja käyttävillä komponenteilla, jotka toimitetaan Japanin Muratan yritykseltä.

Ehdotetut parannustoimenpiteet

• Sähköverkon turvallisuuden ja vakauden varmistamiseksi LW12-tyypin pistorasien ajantasainen ylläpito on elintärkeää. Kuitenkin varikappaleiden toimituksen ja teknisen palvelun haasteet, yhdistettynä pistorasien pitkäaikaiseen tuotannon lopettamiseen ja huonoihin varikappaleiden saatavuuteen, ovat tehneet ylläpidosta vaikeaa, ja yksittäisen yksikön remonttokustannukset lähestyvät uusien pistorasien ostokustannuksia. Turvallisuuden, taloudellisuuden ja teknologian edistyksen näkökulmasta LW12-500 säiliötyyppisten SF₆-pistorasien kokonaisvaltainen korvaaminen on suositeltavaa.

• Ennen eroamista vahvistetaan LW12-tyypin pistorasien toimintatilan valvonta ja ylläpito. Käytetään edistyneitä tekniikoita, kuten ulträänpäällystys osittaisen purkauksen havaitsemiseen ja SF₆-kaasun kromatografian analyysiä, säännöllisesti arvioimaan sisäisen erityksen tilaa toiminnan jännitteessä, lyhennetään havaintokierrosten jaksoja ja seurataan erityksen hajoamisen trendejä ajoissa. Tämä mahdollistaa kohdennetut toimenpiteet, joiden tavoitteena on estää yhtäkkiä sisäisen erityksen vikat toiminnassa.