LW12-500 วงจรป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรในถังตาย การวิเคราะห์และแก้ไขข้อบกพร่อง

บทนำ

LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ เป็นสวิตช์วงจรไฟฟ้าแรงสูงที่ผลิตในประเทศ เมื่อเวลาทำงานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การเสียหายของตัวสวิตช์และกลไกการควบคุมเกิดขึ้นบ่อยครั้ง มีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าลดลง และทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสวิตช์วงจรเพิ่มขึ้นทุกปี บทความนี้ได้นำเสนอมาตรการป้องกันและการควบคุมสำหรับข้อบกพร่องและข้อผิดพลาดที่พบบ่อยใน LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ เพื่อกำจัดปัญหาที่ซ่อนอยู่และปรับปรุงระดับการดำเนินงานของระบบไฟฟ้า

ภาพรวมของอุปกรณ์

LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ใช้แก๊ส SF₆ เป็นสารฉนวนและสารดับอาร์ก กลไกการควบคุมใช้แรงดันไฮดรอลิกบริสุทธิ์ และส่วนประกอบหลักของกลไกไฮดรอลิกนำเข้าจากฮิตาชิ สวิตช์วงจรนี้มีโครงสร้างสองขั้ว โดยมีคาปาซิเตอร์ขนานติดตั้งที่ปลายขั้วหลัก คาปาซิเตอร์ขนานนี้ผลิตโดยบริษัทมูราตาของญี่ปุ่น

สภาพการใช้งานของอุปกรณ์

ยังมี LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ จำนวนมากที่ยังใช้งานอยู่ในระบบของ IEE-Business ณ สิ้นปี 2014 มีสวิตช์วงจรนี้ 33 ตัวที่ใช้งานอยู่ในบริษัท Jibei ซึ่ง 14 ตัวมีตัวต้านทานปิด และเวลาทำงาน ≥10 ปี

สถานการณ์การเสียหายของอุปกรณ์

• ในเดือนกันยายน 2002 เกิดข้อผิดพลาดทางดินที่เฟส B ของ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ทำให้สวิตช์วงจร 5031 และ 5032 ที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งทริป เฟส B ของสวิตช์วงจร 5032 สามารถป้อนใหม่ได้สำเร็จ ในขณะที่เฟส B ของสวิตช์วงจร 5031 ไม่สามารถป้อนใหม่ได้ จากการตรวจสอบพบว่าเนื่องจากการคลายของลูกหมากปรับของสวิตช์แรงดัน ค่าแรงดันล็อคการป้อนเปลี่ยนแปลง ทำให้สวิตช์วงจรไม่สามารถป้อนใหม่ได้

• ระหว่างเดือนเมษายนถึงมิถุนายน 2004 ระหว่างการบำรุงรักษาและการทดสอบล่วงหน้าตามปกติ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5053, 5043 และ 5012 ที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งแสดงอาการปฏิเสธที่จะเปิด จากการตรวจสอบพบว่าข้อผิดพลาดเกิดจากสภาพน้ำมันไฮดรอลิกที่เสื่อมสภาพ ทำให้การเคลื่อนที่ของวาล์วไม่ดี

• ในเดือนมิถุนายน 2004 ระหว่างการทำงาน เฟส C ของ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5052 ที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งเกิดข้อผิดพลาดของการปล่อยประจุภายในตู้ เนื่องจากการลอกของชั้นเงินบนกระบอกแรงดันภายในห้องดับอาร์ก

• ในเดือนมิถุนายน 2005 ขณะที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งทำการเปิดสวิตช์วงจร LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5043 ตามปกติ พินหมุนของล็อคการเปิดใต้แม่เหล็กไฟฟ้าการเปิดเฟส B แตก ทำให้เฟส B ของสวิตช์วงจรไม่แยกออก นอกจากนี้ยังพบว่าตัวต้านทานอนุกรมในวงจรการเปิดเสียหายและหลุดจากการเชื่อมต่อ หลังจากการตรวจสอบและเปลี่ยนล็อคการเปิด คอยล์การเปิด และตัวต้านทานอนุกรมที่เสียหาย อุปกรณ์ถูกนำกลับมาใช้งาน

• ในเดือนมิถุนายน 2005 ขณะที่สาย 2# ของสถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งถูกเปิด เฟส C ของ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5053 ทริปทันทีหลังจากป้อน จากการตรวจสอบพบว่าเนื่องจากแท่งกระทุ้งผิดรูป ทำให้วาล์วเปิดขั้นแรกไม่สามารถกลับสู่ตำแหน่งเดิมได้ และสวิตช์วงจรทริปต่อเนื่อง กลับสู่ภาวะปกติหลังจากเปลี่ยนแท่งกระทุ้ง

• ในเดือนพฤษภาคม 2006 เนื่องจากข้อผิดพลาดของการทริปต่อเนื่องของสายบางสาย คอยล์การป้อนเฟส B ของ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5012 ไหม้ จากการตรวจสอบพบว่าข้อผิดพลาดเกิดจากล็อคการป้อนเฟส B ติด ทำให้คอยล์การป้อนชาร์จยาวนานและทำให้ไหม้

• ในเดือนกรกฎาคม 2007 เกิดข้อผิดพลาดของการปล่อยประจุภายในตู้เฟส B ของ LW12 - 500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5031 ที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่งระหว่างการทำงาน เนื่องจากกระบวนการทาสีที่ไม่ดี (การทาด้วยมือ) ของแท่งนำไฟฟ้าภายในปลอก ทำให้มีสิ่งแปลกปลอม เช่น ขนแปรงติดอยู่กับแท่งนำไฟฟ้า และหลุดไปบนโล่ป้องกัน ทำให้โล่ป้องกันปล่อยประจุไปยังผนังภายในตู้

• ในเดือนพฤศจิกายน 2007 ระหว่างข้อผิดพลาดที่สถานีไฟฟ้าหมายเลข 3 LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5013 เกิดข้อผิดพลาดหลายครั้งในการเปิดและป้อน ทำให้เหตุการณ์ขยายตัว

• ในเดือนกุมภาพันธ์ 2009 ระหว่างการทดสอบการทำงานของระบบป้องกันหลังจากการบำรุงรักษาหลังจากหยุดไฟฟ้า LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5012 เฟส C ไม่สามารถป้อนได้ จากการตรวจสอบพบว่าเพลาที่เชื่อมต่อระหว่างล็อคการป้อนและตะขอในกลไกไม่คล่อง ทำให้ล็อคและตะขอไม่สามารถปลดปล่อยได้ และทำให้เฟสไม่สามารถป้อนได้

• ในเดือนมิถุนายน 2009 เกิดฟลัชภายในเฟส A ของ LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5021 ระหว่างการส่งไฟฟ้าหลังจากการบำรุงรักษามาก ข้อผิดพลาดนี้เกิดจากมุมแหลมของชุดโล่ป้องกันและภายในตู้ไม่สะอาด

• ในเดือนมีนาคม 2012 หลังจากเปิด เฟส A ของ LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5053 เกิดข้อผิดพลาดของการแตกของตัวตัดกระแส แล้วพัฒนาเป็นข้อผิดพลาดทางดิน จากการตรวจสอบพบว่าแผ่นคาปาซิเตอร์ขนานระหว่างตัวตัดกระแสเสื่อมสภาพ ทำให้คาปาซิเตอร์แตกหลังจากแตก ทำให้เกิดการปล่อยประจุระหว่างโล่ป้องกันและตู้

• ในเดือนมกราคม 2013 หลังจากเปิด เฟส B ของ LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ที่หมายเลข 5043 เกิดข้อผิดพลาดของการแตกของตัวตัดกระแส แล้วพัฒนาเป็นข้อผิดพลาดทางดิน อาณาเขต 12 วินาทีระหว่างตัวตัดกระแสในเฟส A ถูกกำจัดโดยระบบป้องกันความแตกต่างของแรงดันก่อนที่จะพัฒนาเป็นข้อผิดพลาดทางดิน ข้อผิดพลาดนี้เกิดจากสาเหตุเดียวกันกับการเสื่อมสภาพของแผ่นคาปาซิเตอร์ขนานระหว่างตัวตัดกระแส ทำให้คาปาซิเตอร์แตกและทำให้เกิดการปล่อยประจุระหว่างโล่ป้องกันและตู้

ข้อบกพร่องหลัก

• เครื่องผลิตในระยะแรกมีการทาสีฉนวนที่แท่งนำไฟฟ้าภายในปลอกไม่ดี (กระบวนการทาด้วยมือ) ทำให้มีความเสี่ยงของการปล่อยประจุภายในเนื่องจากขนแปรงที่ติดอยู่ การลอก และการหลุดลอกของสี

• ภายในตู้มีการทาสีฉนวนไม่ดี ทำให้เกิดการลอกและหลุดลอก ทำให้มีความเสี่ยงของการปล่อยประจุภายใน โล่ป้องกันภายในตู้มีการแปรรูปและประกอบไม่ดี มีมุมแหลมและขอบยื่นออกมา

• ชั้นเงินบนผิวภายในของกระบอกแรงดันภายในห้องดับอาร์กมีแนวโน้มที่จะลอกและหลุดลอก

• การจัดแนวติดต่อเคลื่อนที่และติดต่อคงที่ไม่ดี หรือสปริงติดต่อที่มีคุณภาพต่ำ ทำให้เกิดการแตกและหลุดของตัวติดต่ออาร์กและหัวพ่น

• การเสื่อมสภาพของแผ่นคาปาซิเตอร์ขนานระหว่างตัวตัดกระแสทำให้มีความเสี่ยงของการแตกฉนวน

• การออกแบบระบบทำความร้อนและระบบปิดผนึกของกลไกไม่เหมาะสม ทำให้เกิดการแจ้งเตือนแรงดันน้ำมันสูงเกินไปในสวิตช์วงจรหลายตัวระหว่างการเปลี่ยนฤดูกาล

• ข้อผิดพลาดของกลไกไฮดรอลิกบ่อยครั้ง โดยเฉพาะความเสียหายของซีลและตัวสะสมแรงดันสูง ทำให้ความน่าเชื่อถือของกลไกลดลง:

• การเกิด "การป้อนใหม่ทันทีหลังจากเปิด" หรือ "การทริปต่อเนื่อง" เนื่องจากการแปรรูปของวาล์วหลักของกลไกไฮดรอลิกไม่ดี

• การเสื่อมสภาพของน้ำมันไฮดรอลิกอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการเพิ่มแรงดันและรั่วน้ำมันบ่อยครั้ง

• ความแข็งแรงไม่เพียงพอและมีแนวโน้มที่จะแตกหรือเปลี่ยนรูปของชิ้นส่วนโลหะบางชิ้น (เช่น ล็อค) ในกลไกการควบคุม เนื่องจากคุณภาพวัสดุหรือการแปรรูปไม่ดี

• ปัญหาคุณภาพของตัวสะสมแรงดัน ทำให้แรงดันชาร์จล่วงหน้าลดลงในอุปกรณ์หลายตัวที่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการทำงานหลังจากการทำงานนาน ๆ

มาตรการปรับปรุง

มาตรการบำรุงรักษาที่นำมาใช้สำหรับสวิตช์วงจร LW12-500 ได้แก่:

• แทนที่แท่งนำไฟฟ้าภายในปลอกด้วยประเภทใหม่ที่มีเทคโนโลยีการเคลือบฉนวนขั้นสูง

• ตรวจสอบและบำรุงรักษาภายในตู้อย่างละเอียด: ตรวจสอบชั้นสีภายใน ชุดตัวต้านทานปิด ชั้นเงินของกระบอกแรงดัน (แทนที่หากลอกหรือหลุดลอก) และการปรับแนวติดต่อเคลื่อนที่และติดต่อคงที่

• ตรวจสอบและบำรุงรักษากลไกการควบคุม: รวมถึงระบบวาล์ว ตัวสะสมแรงดัน กระบอกสูบไฮดรอลิก ปั๊มไฮดรอลิก และการเปลี่ยนน้ำมันไฮดรอลิกทั้งหมด

• แทนที่แผ่นคาปาซิเตอร์ขนานระหว่างตัวตัดกระแสด้วยส่วนประกอบที่มีกระบวนการปรับปรุงจากบริษัทมูราตาของญี่ปุ่น

มาตรการปรับปรุงที่แนะนำ

• เพื่อความปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า การบำรุงรักษา LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ อย่างทันท่วงทีเป็นสิ่งสำคัญ อย่างไรก็ตาม ความท้าทายในการจัดหาอะไหล่และการบริการเทคนิค รวมถึงการหยุดผลิตสวิตช์วงจรแบบนี้มานานและความยากลำบากในการหาอะไหล่ ทำให้การบำรุงรักษายากและค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมแต่ละตัวสูงเทียบเท่ากับการซื้อสวิตช์วงจรใหม่ ด้วยการพิจารณาถึงความปลอดภัย ความคุ้มค่า และการพัฒนาเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงโดยรวมของ LW12-500 ตู้สวิตช์ SF₆ ได้รับการแนะนำ

• ก่อนการเลิกใช้งาน ควรเพิ่มการตรวจสอบและบำรุงรักษาสภาพการทำงานของสวิตช์วงจร LW12 ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การตรวจจับการปล่อยประจุแบบอัลตราโซนิคและการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีแก๊ส SF₆ เพื่อประเมินสภาพฉนวนภายในภายใต้แรงดันการทำงานอย่างสม่ำเสมอ ลดวงจรการตรวจสอบ และติดตามแนวโน้มการเสื่อมสภาพของฉนวนอย่างทันท่วงที ทำให้สามารถดำเนินมาตรการเฉพาะเจาะจงเพื่อป้องกันการเสียหายของฉนวนภายในอย่างกะทันหันระหว่างการทำงาน