GIS šķēršļu detaļu izlādes analīze kopā

CIS (gāzdzirkstošs izolētais pārslēguma ierīce) atsaucas uz gāzdzirkstošu slēgtu pārslēguma ierīču komplektu. Šķidrinis ir kopīgs maršruts, kuram paralēli ir savienotas vairākas ierīces. CIS sistēmā šķidrina iekšējā telpa ir salīdzinoši maza, taču tā darbojas augstā spriegumā un strāvā. Ja notiek vietēja izlāde, tā var nopietni ietekmēt fāžu starpā esošo izolāciju un radīt būtisku draudu drošai un stabillai ierīces darbībai. Šajā rakstā tiek sniegta analīze un risinājums vietējai izlādes kļūdai CIS šķidrinā, kā arī ieviesta uzlabota sašķidrināšanas shēma CIS šķidrina šrausiem, kas nodrošina piemēru.

Kļūdas situācija

Dažās elektrostacijās 220 kV CIS tika uzsākta darbība 2016. gada 20. decembrī. 2017. gada martā, veicot dzīvas detektācijas, apkalpošanas personāls konstatēja skaidrus ļoti augsta dažņuma (VHF) signālus šķidrinā, sākotnēji nosakot, ka šķidrinā notiek vietēja izlāde.

Izmantojot daļējās izlādes detektora (modelis PDT-840MS) dzīvu detektāciju, apkalpošanas personāls konstatēja skaidrus VHF signālus iebūvētajā sensorā šķidrinā starp 204 pārslēguma ierīci 220 kV pusē četrās galvenās transformatora vietas un 225 pārslēguma ierīci 220 kV Xinguo līnijā. Signāli rādīja divus atsevišķus un simetriskus klasterus ar lielu izlādes daudzumu. Maksimālais amplitūdas rādītājs sasniedza 67 dB, un vietas apstākļos bija dzirdami neierastie iekšējie izlādes troksni, kas sākotnēji norādīja, ka ierīcē notiek vietēja izlāde. Uzņēmums organizēja remontcentram atkārtotu mērījumu, un tika reģistrēti neierasti VHF un ultrasonic signāli vienlaikus.

Ultrasoniskā detektācija parādīja, ka nepārtraukto režīmu laikā šķidrinā maksimums bija aptuveni 120 mV, ar noteiktām 100 Hz frekvences korrelācijām, un fāzes režīmā maksimums bija aptuveni 70 mV. Pēc analīzes tika noteikts, ka plūstošā izlāde tika izraisīta 2B šķidrina gāzkamerā esošā inter-fāžu izolācijas vibrācijām starp 204 pārslēguma ierīcas vietas 220 kV pusē četrās galvenās transformatora vietas un 225 pārslēguma ierīcas vietas 220 kV Xinguo līnijā.

Kļūdas cēloku analīze
Slodzes statistika un defektā šķidrina vietas pārbaude

Tika veikta 220 kV Xinguo līnijas un četrās galvenās transformatora 204 pārslēguma ierīces slodzes statistika. 220 kV B-sekcijas šķidrina slodze nebija nozīmīgi mainījusies un nesasniedza nomālējo vērtību.

Remontpersonāls kopā ar ražotāja tehniskajiem speciālistiem veica šķidrina vietas, kur notika vietēja izlāde, demonstāciju. Šis šķidrins ir 7 metrus garš un iekšpusē to satur 6 inter-fāžu izolācijas atbalstu. Pēc šķidrina demonstācijas tika atrasti trīs slikti sašķidrināti šraubi: pirmais inter-fāžu izolācijas komponenta V-fāze, piektais inter-fāžu izolācijas komponenta V-fāze un sestais inter-fāžu izolācijas komponenta W-fāze. No tiem pirmā šrauba bija visvājāk sašķidrināts, to varēja tieši noņemt, un tā apkārt bija liels pulvera daudzums.

Citiem inter-fāžu izolātoriem metāla ieilguves šķidrumi neizrādīja acīmredzamus bojājumus, un izolācijas materiāla virsma nebija ar spraugām, krāpumiem vai neierastām aukstumām. Citi trimfāžu vedņu daļas citos inter-fāžu izolātoros un citas savienojuma punktu daļas nebija neierastas. Citu 15 inter-fāžu izolātoru un vedņu starpā esošo savienojuma šraubu sašķidrināšanas momenti atbilda norādītajām prasībām.

Analīze un verifikācija

• Šķidrina moduļa komponentu un instalācijas kvalitāte. Pēc pārbaudes, šķidrina kanāla maiņas un vedņa kvalitāte atbilst ražotāja zīmējumu tehniskajām kvalitātes prasībām. Komponentu pašu taisnība atbilst zīmējumu formu tolerancēm. Izolātori un to metāla gradācijas ieilguves tiek izgatavoti, liejot un caurumākojot formā. Fabrikā veidojot komplektu, tiek izmantots speciāls montāžas instruments, lai pozicionētu trimfāžu vedņu attiecīgos telpiskos novietojumus. Tomēr dažos gadījumos vedņu un izolātoru starpā esošo savienojuma šraubu sašķidrināšanas momenti pilnībā neatbilst ražotāja prasībām.

• Ja šķidrins darbojas dzīvā stāvoklī, trimfāžu strāvas ir simetriskas, un katrs fāzes vednis ir pakļauts vienādam alternavojošajam elektriskajam dinamiskajam spēkam. Trīs fāzes ir simetriški sadalītas telpā. Šķidrina vednis ir tukšais vednis, kas ir ar augstāku pagrieziena stiprumu nekā vedņi. Normālā instalācijā trimfāžu vedņi nav nobīdīsies uz jebkuru fiksētu leņķa pozīciju operatīvā laikā dēļ elektriskā dinamiskā spēka.

• Mehāniskā stipruma aprēķini. Ražotājs aprēķina fiksēšanas elementu savienojuma stiprumu un nosaka, ka šrauba ārējā šķidruma un izolātora ieilguves iekšējā šķidruma starpība jāpieaug no pašreizējās 16 mm vērtības, un metāla palielinājuma platums jāpalielina līdz vismaz 7 mm (pašlaik 4 mm). Tas var apmierināt mehānisko stipruma prasības viens šrauba savienojuma un 10 kN elektriskā dinamiskā spēka laikā šķidrina īsā ceļa stāvoklī.

• Tips testi. 500 A/3 s termiskā stabilitātes (īsā ilguma strāvas izturības) tests, 135 kA dinamiskā stabilitātes (virspunkta strāvas izturības) tests, it īpaši 7 h/4000 A šķidrina strāvas laikā veiktie temperatūras kāpuma testi, rāda, ka pēc testiem nav acīmredzami mehāniski noguruma vai neierasti savienojumi. Tas norāda, ka pašreizējais šķidrina vedņu fiksēšanas dizains ir uzticams tips testa apstākļos.

Cēlonis noteikts

Pēc vietas pārbaudes un teorētiskās analīzes, šīs kļūdas galvenais cēlonis tika noteikts šādi: ražotāja montāžas laikā šraubu sašķidrināšanas momenti neatbilda standartiem, un šraubu savienojuma garums un palielinājuma platums nevarēja apmierināt darbības prasības.

Risinājuma shēma

Pamatojoties uz vietas pārbaudes un teorētiskās analīzes rezultātiem, tika piedāvāta jauna šraubu sašķidrināšanas shēma, lai nodrošinātu šķidrina uzticamu darbību.

• Izmantot divgalvu šraubus, kas savienojas ar anulu izolātoru metāla ieilguves iekšējo šķidrumu (no šrauba īsākā šķidruma puses). Pievienot Loctite 603 kleju Nr. 2 šrauba ārējo šķidruma virsmai. Izmantot trīs gari šķidruma Loctite 603 klejas joslas aptuveni 120° intervālos 24 mm šķidruma garumā, nodrošinot, ka pēc šrauba ievietošanas visa 360° šķidruma virsma ir apklējusi kleju. Pēc šrauba pilnas ievietošanas izmantot īpašu tīrīšanas papīru, lai noņemtu pārējo kleju.

• Izmantot savietojamos/atrakstīšanās novēršanai paredzētus mutus, lai efektīvi novērstu šraubu atrakstīšanos. Ieviest integrētu palielinājuma komponentu ar 8 mm platumu.

• Izmantot moments rādītāju, lai sašķidrinātu šraubus, pieņemot 75 N·m vērtību, kas ir augšējā (70±7) N·m diapazona robežā. Lai nodrošinātu, ka katra šrauba moments atbilst standartiem, ieviest sistēmu, kad viena persona darbojas, bet otra pārbauda.

Pēc sašķidrināšanas beigām izmantot vakuumtīrītāju, īpašu tīrīšanas papīru un alkoholu, lai grūti tīrītu sašķidrinātos vietas un vedņu cavētas vietas.

Vietējais risinājums

Divgalvu šraubu izmantošana, lai palielinātu šraubu sašķidrināšanas spēku, un savietojamo mutu izmantošana, lai novērstu šraubu atrakstīšanos normālā darbības laikā dēļ elektriskā dinamiskā spēka. Ražotājs veica šraubu modernizācijas darbus šajā GIS šķidrinā, pamatojoties uz minēto shēmu, un rezultāti pēc modernizācijas bija apmierinoši.