Κορυφαίες Αιτίες Παρακμής Διανομής Μετατροπέα H59

1. Υπερφόρτωση

Πρώτον, με τη βελτίωση του επιπέδου διαβίωσης των ανθρώπων, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας έχει αυξηθεί γενικά πολύ γρήγορα. Οι αρχικοί μετατροπείς H59 έχουν μικρή ικανότητα—«μικρός άγκαθος σε μεγάλο φορτίο»—και δεν μπορούν να εξυπηρετήσουν τις απαιτήσεις των χρηστών, προκαλώντας τους μετατροπείς να λειτουργούν υπό συνθήκες υπερφόρτωσης. Δεύτερον, οι σεζονιέρες και οι ακραίες κλιματολογικές συνθήκες οδηγούν σε κορυφαία ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, περαιτέρω προκαλώντας τους μετατροπείς H59 να λειτουργούν υπερφορτωμένοι.

Λόγω της μακροχρόνιας λειτουργίας υπερφορτωμένων, τα εσωτερικά συστατικά, τα στροφιλία και το λιπαντικό απομακρυντικό ηλεκτρικό αποδομούνται πρόωρα. Το φορτίο των μετατροπέων είναι σε μεγάλο βαθμό σεζονιέρ και χρονικά εξαρτώμενο—ειδικά στις αγροτικές περιοχές κατά την περίοδο της αγροτικής εργασίας, όπου οι μετατροπείς λειτουργούν σε πλήρη ή υπερφορτωμένη ικανότητα, ενώ τη νύχτα λειτουργούν με ελαφρύ φορτίο. Αυτό οδηγεί σε μεγάλη τροποποίηση της καμπύλης φορτίου, με την θερμοκρασία λειτουργίας να φθάνει πάνω από 80 °C στην κορυφή και να πέφτει χαμηλότερα από 10 °C στο ελάχιστο.

Επιπλέον, οι επιθεωρήσεις σε αγροτικούς μετατροπείς έδειξαν ότι κάθε μετατροπέας αποθηκεύει πάνω από 100 γραμμάρια υγρασίας στο κάτω μέρος επί μέσου όρου. Αυτή η υγρασία εισέρχεται μέσω της αναπνοής του λιπαντικού κατά τη θερμική επέκταση και συρρίκνωση, και στη συνέχεια προκύπτει από το λιπαντικό. Επιπλέον, η έλλειψη λιπαντικού μειώνει την επιφάνεια του λιπαντικού, αυξάνοντας την επιφάνεια επαφής μεταξύ του λιπαντικού και του αέρα, οπότε επιταχύνει την απορρόφηση υγρασίας από την ατμόσφαιρα. Αυτό μειώνει την εσωτερική απομακρυντική ισχύ, και όταν η απομακρυντική ισχύ μειωθεί κάτω από ένα κρίσιμο όριο, συμβαίνουν εσωτερικές καταστροφές και σφάλματα σύνδεσης.

2. Μη επιτρεπόμενη προσθήκη λιπαντικού σε μετατροπείς H59

Ένας ηλεκτρολόγος πρόσθεσε λιπαντικό σε έναν μετατροπέα H59 ενώ ήταν υπερφορτωμένος. Μια ώρα αργότερα, οι προστατευτικοί στρόβιλοι υψηλής τάσης εξαπλώθηκαν σε δύο φάσεις, συνοδευόμενοι από απαλή εκροή λιπαντικού. Η επιθεώρηση στο χώρο επιβεβαίωσε την ανάγκη για μεγάλη επισκευή. Οι κύριες αιτίες της καταστροφής του μετατροπέα ήταν:

• Το νέο λιπαντικό που προστέθηκε δεν ήταν συμβατό με το υφιστάμενο λιπαντικό μέσα στο ποτήρι. Τα λιπαντικά έχουν διαφορετικές βάσεις σύνθεσης, και η ανάμειξη διαφορετικών τύπων είναι συνήθως απαγορευμένη.

• Το λιπαντικό προστέθηκε χωρίς να απενεργοποιηθεί ο μετατροπέας. Η ανάμειξη ζεστού και κρύου λιπαντικού επιτάχυνε την εσωτερική κυκλοφορία, ανακατεύοντας την υγρασία από το κάτω μέρος και διασπείροντάς την στα στροφιλία υψηλής και χαμηλής τάσης, μειώνοντας την απομακρυντική ισχύ και προκαλώντας κατάρρευση.

• Χρησιμοποιήθηκε υποδεέστερο λιπαντικό.

3. Λανθασμένη αντιστάθμιση ανενεργής ισχύος που προκαλεί συντονική υπερτάση

Για τη μείωση των απωλειών στην γραμμή και τη βελτίωση της αξιοποίησης των εξοπλισμών, οι κανονισμοί συνιστούν την εγκατάσταση συσκευών αντιστάθμισης ανενεργής ισχύος σε μετατροπείς H59 με ικανότητα πάνω από 100 kVA. Ωστόσο, αν η αντιστάθμιση είναι λανθασμένα ρυθμισμένη—έτσι ώστε η συνολική χωρητική αντίδραση να ισοδυναμεί με τη συνολική αντίδραση στη γραμμή—μπορεί να προκύψει συντονική υπερτάση στη γραμμή και στα συνδεδεμένα εξοπλισμό, οδηγώντας σε υπερτάση και υπερρευστική ροή που μπορεί να καταστρέψει τον μετατροπέα H59 και άλλες ηλεκτρικές συσκευές.

4. Συστημική συντονική υπερτάση

Στα αγροτικά δίκτυα 10 kV, οι γραμμές διαφέρουν σε μήκος, απόσταση από το έδαφος και μέγεθος συνδέσμων. Σε συνδυασμό με τη συχνή στροφή μετατροπέων H59, συσκευών συγκόλλησης, κατασταλτών και μεγάλων φορτίων, οι παράμετροι του συστήματος αλλάζουν σημαντικά. Επιπλέον, η διακοπή μονοφάσης σε ένα σύστημα 10 kV χωρίς συνδεδεμένη ουδέτερη μπορεί να προκαλέσει συντονική υπερτάση. Όταν αυτό συμβαίνει, οι μικρές περιπτώσεις οδηγούν σε σπασμένα προστατευτικά στρόβιλα υψηλής τάσης· οι σοβαρές περιπτώσεις σε καταστροφή του μετατροπέα, και σε σπάνιες περιπτώσεις, σε παραπληρωμένη ή εκρηκτική υπερτάση.

5. Υπερτάση από κεραυνούς

Οι μετατροπείς H59 πρέπει, σύμφωνα με τους κανονισμούς, να εξοπλίζονται με επαρκή προστατευτικά συστήματα απομακρυντικών συσκευών στην πλευρά υψηλής και χαμηλής τάσης για τη μείωση των βλάβων από κεραυνούς και συντονική υπερτάση στα στροφιλία και τα συρτάρια. Κοινές αιτίες βλάβης από υπερτάση περιλαμβάνουν:

• Λανθασμένη εγκατάσταση ή δοκιμή των απομακρυντικών. Συνήθως, τρία απομακρυντικά μοιράζονται ένα μοναδικό σημείο εδάφους. Με την πάροδο του χρόνου, η σταφίδα από την εξέθεση στο καιρό ή η κακή διατήρηση μπορεί να διακόψει ή να επιβαρύνει αυτή τη σύνδεση. Κατά τη διάρκεια επεισοδίων κεραυνού ή συντονικής υπερτάσης, η ανεπαρκής σύνδεση με το εδάφος εμποδίζει την αποτελεσματική απομάκρυνση στο εδάφος, οδηγώντας σε κατάρρευση του μετατροπέα.

• Υπερβολική εξάρτηση από την ασφάλιση. Πολλοί χρήστες υποθέτουν ότι, καθώς ο μετατροπέας είναι ασφαλισμένος, η εγκατάσταση και η δοκιμή των απομακρυντικών δεν είναι απαραίτητες, πιστεύοντας ότι οι ασφαλιστές θα καλύψουν τις βλάβες. Αυτή η στάση έχει συνεισφέρει σημαντικά στην ευρεία βλάβη των μετατροπέων τα τελευταία χρόνια.

• Εστίαση μόνο στα απομακρυντικά της πλευράς υψηλής τάσης, αγνοώντας την πλευρά χαμηλής τάσης. Χωρίς απομακρυντικά χαμηλής τάσης, ένας κεραυνός στην πλευρά χαμηλής τάσης μπορεί να προκαλέσει αντίστροφες υπερτάσεις που επιβαρύνουν το στροφίλιο υψηλής τάσης και πιθανότατα θα βλάψει το στροφίλιο χαμηλής τάσης επίσης.

6. Σύνδεση δευτερεύουσας

Όταν συμβαίνει σύνδεση δευτερεύουσας, ροές ρεύματος πολλαπλάσιες ή δεκάδες φορές την ροή ρεύματος που έχει οριστεί ρέουν στη δευτερεύουσα πλευρά. Ένα αντίστοιχα μεγάλο ρεύμα ρέει επίσης στην πρωτεύουσα πλευρά για να αντισταθμίσει την απομαγνητοποιημένη επίδραση της ροής ρεύματος στη δευτερεύουσα. Τέτοια μεγάλα ρεύματα:

• Δημιουργούν τεράστια μηχανική ένταση μέσα στα στροφίλια, συμπιέζοντας τα κατεδάφια, αφορμώντας την ξεφορτωμένη κύρια και διαστατική απομάκρυνση, και προκαλώντας μεταμόρφωση;

Προκαλούν ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας σε και στις δύο πλεξίδες. Εάν τα πυρήνια είναι λανθασμένα διαστημένα ή αντικατασταθούν με τελειώματα από χάλυβα/αλουμίνιο, οι πλεξίδες μπορούν να καίγονται γρήγορα.

7. Κακή Επαφή στο Στρωτήριο Ταπ

• Στρωτήρια ταπ χαμηλής ποιότητας με κακή σχεδίαση, ανεπαρκή πίεση των ελατηρίων ή ανεπαρκή επαφή μεταξύ των κινητών και σταθερών επαφών μπορούν να μειώσουν την απόσταση απομόνωσης μεταξύ των παραταχθέντων επαφών, οδηγώντας σε αρκετά, σύντομους κύκλους και ταχεία καύση των πλεξίδων ταπ ή των ολόκληρων κατανεμητών.

• Ανθρώπινο λάθος: Μερικοί ηλεκτρολόγοι παρερμηνεύουν τις αρχές της αλλαγής ταπ χωρίς φορτίο. Μετά την προσαρμογή, οι επαφές μπορεί να εμπλέκονται μόνο μερικώς. Αλλεπάλληλα, η μακροχρόνια λειτουργία μπορεί να προκαλέσει ρύπανση στις σταθερές επαφές, οδηγώντας σε κακή επαφή, αρκετά και τελικά σε παρακμή του μετατροπέα.

8. Αποκλεισμένος Πόρος Αναπνοής
Οι μετατροπείς πάνω από 50 kVA συνήθως έχουν εγκαταστήσει ένα «διαπνευστήριο» στην διατηρητική δεξαμενή. Το σκήνωμα του διαπνευστηρίου είναι συνήθως ένα διαφανές γυάλινο κύλινδρο γεμάτο αφυγραντικό. Είναι ευάλωτο κατά τη μεταφορά, οπότε οι κατασκευαστές συχνά αποστέλλουν τα μονάδες με ένα μικρό τετραγωνικό μεταλλικό πλακίδιο βολταρισμένο πάνω στον πόρο διαπνοής, αντί για την εγκατάσταση του πραγματικού διαπνευστηρίου, για να προλάβουν την είσοδο υγρασίας.

Κατά την έναρξη λειτουργίας, αυτό το μεταλλικό πλακίδιο πρέπει να αφαιρεθεί γρήγορα και να αντικατασταθεί με το λειτουργικό διαπνευστήριο. Εάν δεν γίνει, η θερμότητα που παράγεται κατά τη λειτουργία προκαλεί την επέκταση του λάδιου και την αύξηση της εσωτερικής πίεσης. Χωρίς ένα λειτουργικό διαπνευστήριο, το λάδι δεν μπορεί να κυκλοφορήσει κανονικά, η θερμότητα δεν μπορεί να διασπαστεί και οι θερμοκρασίες του πυρήνα και των πλεξίδων συνεχίζουν να αυξάνονται. Η απομόνωση υποβαθμίζεται συνεχώς μέχρι να καεί τελικά ο μετατροπέας.

9. Άλλα Θέματα
Κοινά προβλήματα στην καθημερινή λειτουργία και στην διατήρηση των μετατροπέων κατανεμημένης ενέργειας H59 περιλαμβάνουν:

• Κατά τη διατήρηση ή την εγκατάσταση, η σφίξη ή η χαλάρωση του ματιού του ηλεκτροδοτικού στέμνου μπορεί να προκαλέσει την περιστροφή του στέμνου, οδηγώντας σε επαφή μεταξύ των δευτερευόντων μαλακών κατανεμητών χάλυβα—προκαλώντας σύντομους κύκλους μεταξύ φάσεων ή το σπάσιμο των κατανεμητών πρωτεύουσας.

• Η ατυχής πτώση εργαλείων ή αντικειμένων κατά τη διάρκεια της εργασίας στον μετατροπέα μπορεί να προκαλέσει ζημιές στα άκρη, προκαλώντας μικρές ανατροπές στο έδαφος ή σοβαρούς σύντομους κύκλους.

• Μετά τη διατήρηση, τη δοκιμή ή την αντικατάσταση καλωδίων σε παράλληλους μετατροπείς, η αποτυχία επαλήθευσης της ακολουθίας φάσεων και η τυχαία ανασύνδεση μπορεί να οδηγήσει σε λάθος φάση. Όταν ενεργοποιηθεί, μεγάλοι κυκλώματα ροής περιστροφής προκαλούν την καύση του μετατροπέα.

• Τα κιβώτια μέτρησης αντικλοπής που εγκαταστάνται στην πλευρά χαμηλής τάσης συχνά υποστέλλονται από περιορισμούς χώρου και κακή εργασία—κάποιες συνδέσεις είναι απλά εγκυκλωμένες με σύρμα. Αυτό δημιουργεί υψηλή αντίσταση επαφής στα άκρη χαμηλής τάσης, προκαλώντας υπερθέρμανση και αρκετά υπό βαρύ φορτίο, τελικά καίγοντας τα ηλεκτροδοτικά στέμνα.