Ανάλυση μερικών εκτοξεύσεων GIS busbars μαζί

Το CIS (Gas Insulated Switchgear) αναφέρεται σε ένα σύνολο εγκλωβισμένης καταναλωτικής συσκευής με αέριο. Η διάνυσμα είναι μια κοινή διαδρομή στην οποία παράλληλα συνδέονται πολλά συστήματα. Σε ένα CIS, το εσωτερικό χώρο της διανύσματος είναι σχετικά μικρό, παρόλα αυτά λειτουργεί υπό υψηλή τάση και ρεύμα. Το τοπικό εκκενώμα, αν συμβεί, μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την αμεσοβουλία απομόνωση και να αποτελεί σημαντική απειλή για την ασφαλή και σταθερή λειτουργία της εξοπλισμού. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει μια ανάλυση και λύση ενός τοπικού εκκενώματος σε μια διάνυσμα CIS, και παρουσιάζει ένα βελτιωμένο σύστημα στερέωσης για τις βoults της διανύσματος CIS για αναφορά.

Συνθήκη Αποτυχίας

Ένα 220 kV CIS σε ένα συγκεκριμένο υποσταθμό τέθηκε σε λειτουργία στις 20 Δεκεμβρίου 2016. Τον Μάρτιο 2017, κατά τη διάρκεια μιας ζωντανής επιθεώρησης του υποσταθμού, το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης ανίχνευσε σαφή σήματα πολύ υψηλής συχνότητας (VHF) στη διάνυσμα, προκαθορίζοντας προσωρινά ότι υπήρχε τοπική αποδόση στη διάνυσμα.

Κατά τη χρήση ενός ανιχνευτή τοπικής απόδοσης (τύπου PDT - 840MS) για ζωντανή επιθεώρηση, το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης ανίχνευσε σαφή σήματα VHF στον ενσωματωμένο αισθητήρα της διανύσματος μεταξύ του διαχωριστή 204 στην πλευρά 220 kV του κύριου μετατροπέα 4 και του διαχωριστή 225 της γραμμής 220 kV Xinguo. Τα σήματα έδειξαν δύο διαφορετικά και συμμετρικά σύνολα, με μεγάλη ποσότητα απόδοσης. Το μέγιστο πλάτος έφτασε 67 dB, και στην θέση μπορούσε να ακούσει ανωμαλίες ηχητικές αποδόσεις, προκαθορίζοντας προσωρινά ότι υπήρχε τοπική απόδοση στην εξοπλισμό. Η εταιρεία διέθεσε το κέντρο συντήρησης να διεξάγει επαναμέτρηση, και ανακαλύφθηκαν ανωμαλίες VHF και υπερηχητικά σήματα ταυτόχρονα.

Η υπερηχητική επιθεώρηση έδειξε ότι η κορυφαία τιμή στη συνεχή λειτουργία ήταν περίπου 120 mV, με κάποια συνάφεια συχνότητας 100 Hz, και η μέγιστη τιμή στη φάση ήταν περίπου 70 mV. Μετά από ανάλυση, αποδείχθηκε ότι η επιπλέοντα απόδοση προκλήθηκε από την ταλάντωση της αμεσοβουλίας ανάμεσα στα φάσεις μέσα στην καταναλωτική θήκη 2B της διάνυσματος μεταξύ του διαχωριστή 204 στην πλευρά 220 kV του κύριου μετατροπέα 4 και του διαχωριστή 225 της γραμμής 220 kV Xinguo.

Ανάλυση των Αιτίων της Αποτυχίας
Στατιστικά Δεδομένα Φορτίου και Επιθεώρηση της Θέσης της Αποτυχημένης Διάνυσματος

Εκτελέστηκε στατιστική ανάλυση του φορτίου της γραμμής 220 kV Xinguo και του διαχωριστή 204 του κύριου μετατροπέα 4. Το φορτίο της διάνυσματος B-τμήμα 220 kV δεν έδειξε σημαντικές αλλαγές και δεν υπερέβη την ρυθμισμένη τιμή.

Το προσωπικό συντήρησης, μαζί με τους τεχνικούς του κατασκευαστή, διεξήγαγε αποσυναρμολόγηση και επιθεώρηση της θέσης της διάνυσματος όπου συνέβη η τοπική απόδοση. Αυτό το τμήμα της διάνυσματος είναι 7 μέτρα μήκους και έχει 6 υποστηρίξεις αμεσοβουλίας μεταξύ των φάσεων. Μετά την αποσυναρμολόγηση της διάνυσματος, βρέθηκαν τρεις χαλαρές βoults: η φάση V του πρώτου συστήματος αμεσοβουλίας, η φάση V του πέμπτου συστήματος αμεσοβουλίας και η φάση W του έκτου συστήματος αμεσοβουλίας. Από αυτές, η πρώτη βoults ήταν η πιο χαλαρή, η οποία μπορούσε να αφαιρεθεί άμεσα, και υπήρχε μεγάλη ποσότητα σκόνης γύρω από αυτή.

Οι θραύσματα των μεταλλικών εισαγωγών σε άλλες αμεσοβουλίες δεν έδειξαν ορατές βλάβες, και η επιφάνεια του υλικού της αμεσοβουλίας δεν είχε ρωγμές, γραμμές ή ανώμαλες ενδείξεις. Άλλα τμήματα των τριών φάσεων των άλλων αμεσοβουλίων και άλλων σημείων σύνδεσης δεν έδειξαν ανωμαλίες. Τα τανυστικά μέτρα των συνδετικών βoults μεταξύ των άλλων 15 αμεσοβουλίων και των διαχωριστών συνέφερον με τις ρυθμισμένες απαιτήσεις.

Ανάλυση και Επαλήθευση

• Ποιότητα των Κατασκευαστικών Συστατικών και Εγκατάστασης της Διάνυσματος. Σύμφωνα με την επιθεώρηση, η ποιότητα του περίβληματος της διάνυσματος και του διαχωριστή συμβαδίζει με τις τεχνικές προδιαγραφές ποιότητας των σχεδίων του κατασκευαστή. Η ευθυγράμμιση των συστατικών συμβαδίζει με τις απαιτήσεις των σχεδίων. Οι αμεσοβουλίες και τα μεταλλικά εισαγωγικά τους συστατικά κατασκευάζονται με χύση και στέρεωση σε μολύβδινο. Κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης στο εργοστάσιο, χρησιμοποιείται ένα ειδικό στήριγμα για τον καθορισμό των σχετικών χωρικών θέσεων των τριών φάσεων. Ωστόσο, τα τανυστικά μέτρα των συνδετικών βoults μεταξύ των διαχωριστών και των αμεσοβουλίων δεν συμβαδίζουν πλήρως με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή σε κάποιες περιπτώσεις.

• Όταν η διάνυσματος λειτουργεί ζωντανά, τα τρία φάσης ρεύματα είναι συμμετρικά, και κάθε φάση διαχωριστή υποκείται στην ίδια εναλλασσόμενη ηλεκτροδυναμική δύναμη. Τα τρία φάσης είναι συμμετρικά διανεμημένα στο χώρο. Ο διαχωριστής είναι ένας κενός διαχωριστής, ο οποίος έχει μεγαλύτερη στροφορμή καμπύλης από τους διαχωριστές. Κατά την κανονική εγκατάσταση, οι τρεις φάσεις διαχωριστές δεν θα αποκλίνουν προς κάποια σταθερή γωνιακή θέση λόγω της ηλεκτροδυναμικής δύναμης κατά τη λειτουργία.

• Μηχανική Ισχύς Υπολογισμού. Ο κατασκευαστής υπολογίζει την συνδετική ισχύ των συνδετικών και καθορίζει ότι η συνδετική μήκος μεταξύ των εξωτερικών θραυσμάτων της βoults και των εσωτερικών θραυσμάτων της εισαγωγής της αμεσοβουλίας πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τον τρέχοντα σχεδιασμό 16 mm, και η πάχος του μεταλλικού παραστάτη πρέπει να αυξηθεί σε τουλάχιστον 7 mm (τώρα 4 mm). Αυτό μπορεί να συμβαδίσει με τις μηχανικές απαιτήσεις υπό την συνθήκη μονού συνδετικού και ηλεκτροδυναμικής δύναμης 10 kN κατά την σύντομη κατάκαμψη της διάνυσματος.

• Τύποι Πειραμάτων. Τα αποτελέσματα του 500 A/3 s θερμικής σταθερότητας (σύντομης αντοχής ρεύματος), 135 kA δυναμικής σταθερότητας (αντοχής κορυφαίου ρεύματος) πειράματος, ειδικά το πείραμα θερμανσίας υπό ρεύμα 7 h/4000 A, δείχνουν ότι δεν υπάρχουν ορατές μηχανικές χαλαρώσεις ή ανωμαλίες συνδέσεων μετά τα πειράματα. Αυτό δείχνει ότι ο υπάρχων σχεδιασμός συνδέσεων των διαχωριστών της διάνυσματος είναι αξιόπιστος υπό τις συνθήκες των πειραμάτων τύπου.

Καθορισμός Αιτίας

Μέσω επιθεώρησης στο χώρο και θεωρητικής ανάλυσης, η κύρια αιτία αυτής της αποτυχίας καθορίστηκε ως εξής: Τα τανυστικά μέτρα των βoults κατά την εγκατάσταση του κατασκευαστή δεν συμβαδίζουν με τα πρότυπα, και το συνδετικό μήκος των βoults και η πάχος των παραστάτων δεν μπορούν να συμβαδίσουν με τις λειτουργικές απαιτήσεις.

Πρότυπο Λύσης

Βάσει των αποτελεσμάτων των επιθεωρήσεων στο χώρο και των θεωρητικών αναλύσεων, προτάθηκε ένα νέο σύστημα στερέωσης βoults για να εξασφαλίσει την αξιόπιστη λειτουργία της διάνυσματος.

• Χρησιμοποιήστε διπλοέντες βoults που ενσωματώνονται σε συνδυασμό με τα εσωτερικά θραυσμάτα των μεταλλικών εισαγωγών των κυκλικών αμεσοβουλίων (στην πλευρά του μικρότερου θραύσματος της βoults). Εφαρμόστε επιφάνεια Loctite 603 κόλλα No. 2 στα εξωτερικά θραύσματα της βoults. Εφαρμόστε τρία μακροπρόσθετα στρίψιμα Loctite 603 κόλλα σε διαστήματα περίπου 120° κατά μήκος του 24 - mm θράυσμα, εξασφαλίζοντας ότι η ολόκληρη επιφάνεια 360° του θράυσματος είναι καλαμπερμένη με την κόλλα μετά την ενσωμάτωση. Μετά την πλήρη ενσωμάτωση της βoults, χρησιμοποιήστε ειδικό χαρτί καθαρισμού για να αφαιρέσετε οποιαδήποτε περιττή κόλλα.

• Χρησιμοποιήστε αυτοκατασκευασμένες / αντιχαλάρωσης ματσές σε συνδυασμό για να αποτρέψετε την χαλάρωση των βoults. Αναλάβετε έναν ολοκληρωμένο παραστάτη με πάχος 8 mm.

• Χρησιμοποιήστε έναν δασκάλιο τανυστικού για να στερέωσετε τις βoults, παίρνοντας μια τιμή 75 N·m, η οποία είναι στον άνω άκρο του (70±7) N·m. Για να εξασφαλίσετε ότι το τανυστικό κάθε βoults είναι σύμφωνο με τα πρότυπα, εφαρμόστε ένα σύστημα όπου ένα άτομο εργάζεται και ένα άλλο ελέγχει.

Μετά την ολοκλήρωση της στέρεωσης, χρησιμοποιήστε έναν αποσυντηξικό, ειδικό χαρτί καθαρισμού και αλκοόλ για να καθαρίσετε εξαντλητικά τις ενσωματωμένες περιοχές και τις καταναλωτικές περιοχές των διαχωριστών.

Επεξεργασία στο χώρο

Χρησιμοποιήθηκαν διπλοέντες βoults για να ενισχύσουν την δύναμη στερέωσης των βoults, και αυτοκατασκευασμένες ματσές για να αποτρέψουν την χαλάρωση των βoults λόγω της ηλεκτροδυναμικής δύναμης κατά την κανονική λειτουργία. Ο κατασκευαστής εκτέλεσε τις τροποποιήσεις βoults σε αυτήν την διάνυσματος GIS με βάση το παραπάνω σύστημα, και τα αποτελέσματα μετά την τροποποίηση ήταν ικανοποιητικά.