Análisis de Fallas y Soluciones para Unidades de Anillo Principal de 17.5kV en Redes de Distribución

Con el aumento de la productividad social y la calidad de vida de las personas, la demanda de electricidad está aumentando constantemente. Para garantizar la efectividad de la configuración del sistema de red eléctrica, es necesario construir redes de distribución de manera razonable basándose en las condiciones reales. Sin embargo, durante la operación de los sistemas de red de distribución, las unidades principales en anillo de 17.5kV juegan un papel muy importante, por lo que el impacto causado por las fallas es extremadamente significativo. En este punto, es esencial adoptar soluciones razonables y efectivas basadas en las fallas comunes de las unidades principales en anillo de 17.5kV. Solo entonces podremos garantizar la efectividad y estabilidad de la operación de las unidades principales en anillo de 17.5kV, reducir la ocurrencia de fallas comunes y mejorar el rendimiento operativo de las redes de distribución.

1.Ventajas de las Unidades Principales en Anillo de 17.5kV 

Ventajas de las Unidades Principales en Anillo de 17.5kV: Las unidades principales en anillo de 17.5kV (como se muestra en la figura a continuación) tienen ventajas como la conexión de nodos de distribución y la operación y mantenimiento convenientes. A continuación, se proporcionará un breve análisis y explicación de estos dos aspectos.

1.1 Operación y Mantenimiento Convenientes 

Dado que los componentes internos de las unidades principales en anillo de 17.5kV son relativamente numerosos y están concentrados de manera compacta, el cuerpo del gabinete es miniaturizado, relativamente ligero y no ocupa mucho espacio. Al mismo tiempo, la estructura de los interruptores de las unidades principales en anillo de 17.5kV está en un estado sellado. Durante la operación del equipo, generalmente no se ve afectada por el entorno. La disposición de la estructura interna también está diseñada de manera razonable, la instalación es relativamente simple y las operaciones posteriores son bastante convenientes, lo que brinda gran comodidad para el mantenimiento y las reparaciones. Además, cuenta con una función de antilockout que puede emitir inmediatamente una alarma en caso de errores de operación, lo que garantiza la seguridad personal del personal de mantenimiento.

1.2 Conexión y Distribución de Nodos 

Las unidades principales en anillo de 17.5kV también cumplen la función de conexión y distribución de nodos, principalmente porque los dispositivos de interruptores tienen carcasa metálica cerrada con barras de bus instaladas en su interior, junto con interruptores automáticos y de carga. Al mismo tiempo, los fusibles, interruptores automáticos y de carga son componentes centrales de las unidades principales en anillo de 17.5kV. El equipo de interruptores de alta tensión suele estar fabricado con placas de acero recubiertas de aluminio-zinc o materiales metálicos de acero inoxidable. Esto proporciona una cierta función de separación, mientras conecta eficazmente diversos nodos de distribución del sistema de energía, logrando así las propias funciones de la unidad principal en anillo y satisfaciendo las necesidades de suministro de energía del sistema eléctrico.

2.Factores Comunes que Causan Fallas Típicas

Las fallas operativas en las unidades principales en anillo de 17.5kV pueden desencadenar fácilmente saltos y apagones (ver tabla a continuación), lo que conlleva un impacto negativo significativo.

2.1 Rayos y desastres naturales 

Los rayos y los desastres naturales son factores significativos que causan fallas en las unidades de anillo de 17.5kV. Esto se debe principalmente a que los rayos pueden causar fácilmente cortocircuitos, explosiones de pararrayos, quema de transformadores y otros problemas, afectando así la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV. Al mismo tiempo, el entorno donde se encuentran las unidades de anillo de 17.5kV es relativamente complejo. Si los postes altos y las líneas naturales forman equipos que atraen rayos, es fácil que ocurran rayos. 

Además, si las instalaciones de protección contra rayos en las líneas están mal mantenidas o obsoletas, esto aumentará la posibilidad de salto por rayo en las líneas, afectando el suministro eléctrico normal del sistema de distribución. Además, después de ser golpeadas por un rayo, las unidades de anillo de 17.5kV experimentan sobretensiones por rayo que generan corrientes grandes. Estas corrientes pueden perforar aislantes, causar roturas de conductores, dañar pararrayos y quemar transformadores de distribución, afectando severamente el rendimiento normal de las unidades de anillo de 17.5kV. En cuanto a los desastres naturales, las fuertes lluvias, las inundaciones y otros factores pueden erosionar los cimientos de los postes, causando deslizamientos en los cimientos de los postes o salto de línea, lo que lleva a fallas en las unidades de anillo de 17.5kV.

2.2 Equipamiento de la red de distribución

 El equipamiento de la red de distribución también es un factor importante que afecta la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV. Debido a la falta de mantenimiento regular adecuado de algunos equipos de distribución durante su uso a largo plazo, no se pueden descubrir a tiempo los fallos potenciales, lo que aumenta la posibilidad de fallas en las unidades de anillo de 17.5kV. Al mismo tiempo, durante la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV, no reemplazar a tiempo el equipo obsoleto significa que estos dispositivos antiguos tienen un aislamiento interno relativamente pobre, lo que reduce la seguridad y estabilidad de las unidades de anillo de 17.5kV.

2.3 Equipamiento del usuario

Las fallas en el equipamiento del usuario ocurren principalmente porque los usuarios no realizan el mantenimiento y la inspección adecuados del equipamiento eléctrico durante su uso, combinado con problemas de calidad en el propio equipamiento, lo que lleva a fallas en el equipamiento del usuario. Al mismo tiempo, aunque las fallas en el equipamiento de los usuarios de líneas dedicadas que causan saltos no afectan significativamente a otros usuarios, los usuarios de líneas de apoyo carecen de interruptores específicos para aislar el equipamiento defectuoso. En este caso, los saltos y apagones en las unidades de anillo de 17.5kV afectarán el uso normal de electricidad de otros usuarios.

2.4 Daños externos

Durante la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV, estas son fácilmente afectadas por factores externos, lo que lleva a fallas operativas. Por ejemplo, en áreas boscosas o montañosas, las aves y animales voladores a menudo construyen nidos o se posan en las unidades de anillo de 17.5kV, lo que puede causar fácilmente fallas. Al mismo tiempo, algunas carreteras con alto volumen de tráfico pueden causar daños a los postes que soportan las líneas de las unidades de anillo de 17.5kV, lo que lleva a fallas de apagón. Además, el robo ilegal de materiales de conexión de las unidades de anillo de 17.5kV aumenta significativamente la ocurrencia de fallas, causando apagones generalizados que tienen un impacto negativo considerable en la producción social y el uso diario de electricidad de las personas.

3 Soluciones para las fallas de las unidades de anillo de 17.5kV 

Para garantizar que las unidades de anillo de 17.5kV operen en un estado normal, seguro y estable, se deben adoptar soluciones correspondientes basadas en los principales factores que causan fallas comunes. Solo entonces se pueden reducir los riesgos de fallas comunes, satisfaciendo las necesidades de la producción social y el uso diario de electricidad. Durante la resolución de las fallas de las unidades de anillo de 17.5kV, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

3.1 Mejorar el rendimiento del aislamiento

Mejorar el rendimiento del aislamiento es una medida importante para garantizar la seguridad y estabilidad de las unidades de anillo de 17.5kV. Esto implica principalmente la inspección regular de las unidades de anillo de 17.5kV para analizar si el rendimiento de aislamiento de los gabinetes de interruptores cumple con los estándares calificados. Si no, se deben tomar medidas inmediatas para evitar impactos negativos significativos. 

Al mismo tiempo, las áreas más propensas a problemas de aislamiento deben tratarse como prioridades y pueden manejarse utilizando materiales de resina epoxi con buena resistencia al fuego para lograr un excelente rendimiento de aislamiento. También se debe inspeccionar regularmente el estado de contacto de los conectores de barras de bus de los gabinetes y las fundas protectoras de aislamiento para evitar que los problemas pasen desapercibidos y afecten el uso normal. Además, antes del uso oficial de las unidades de anillo de 17.5kV, se deben medir las distancias de seguridad eléctricas para asegurar que cumplan con los estándares relevantes y prevenir problemas de cortocircuito entre fases.

3.2 Optimizar la resistencia a la humedad en los gabinetes de interruptores

Durante la resolución de las fallas de las unidades de anillo de 17.5kV, optimizar las condiciones de humedad dentro de los gabinetes de interruptores no solo satisface la necesidad de instalar calentadores en los espacios eléctricos, sino que también permite la instalación de entradas de aire en la parte superior y salidas de aire en la parte inferior de los gabinetes de interruptores. Después de calentar, el gabinete de interruptores puede expulsar la humedad a través de estas salidas, evitando impactos en el estado operativo normal de las unidades de anillo de 17.5kV. 

Además, es necesario realizar inspecciones regulares de las condiciones de humedad dentro de las unidades de anillo de 17.5kV. Si los niveles de humedad son graves, se requiere tratamiento de calentamiento y deshumidificación. Para garantizar una deshumidificación efectiva, se pueden instalar equipos inteligentes de medición de temperatura y deshumidificación en el interior, lo que no solo permite un monitoreo efectivo de las unidades de anillo de 17.5kV, sino que también asegura la eficacia de la deshumidificación y el calentamiento, previniendo fallas operativas.

3.3 Mantenimiento del equipamiento

Durante la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV, es necesario realizar mantenimiento e inspecciones regulares basados en las condiciones de operación del equipamiento para evitar fallas operativas. Esto permite descubrir a tiempo los fallos potenciales y manejarlos inmediatamente para prevenir impactos significativos. Al mismo tiempo, durante las inspecciones de equipamiento, se debe prestar especial atención a la verificación de objetos extraños en el gabinete frontal superior, el gabinete frontal inferior, el gabinete posterior, etc. 

Si se encuentran, deben eliminarse inmediatamente para evitar que afecten la operación de las unidades de anillo de 17.5kV. Para el mantenimiento de las unidades de anillo de 17.5kV, se debe realizar una limpieza aislada para asegurar que no queden objetos extraños o polvo. También se debe prestar especial atención a la verificación y mantenimiento de las conexiones del equipo dentro de los armarios de interruptores, principalmente comprobando si hay aflojamiento o desprendimiento. Si se encuentra algo, se requiere acción inmediata. Durante el mantenimiento, el equipo que esté severamente dañado o envejecido debe ser reemplazado inmediatamente para garantizar que las unidades de anillo de 17.5kV operen en un estado seguro y estable.

3.4 Crear un Buen Entorno de Operación

Un buen entorno de operación también es clave para garantizar la operación segura y estable de las unidades de anillo de 17.5kV. Primero, se deben sellar las aberturas para evitar que la humedad entre en el interior de las unidades de anillo. Segundo, se deben instalar ventanas de ventilación en las salas de alta tensión, y se deben colocar pantallas o filtros en los dispositivos de escape para reducir la entrada de impurezas, proporcionando una buena ventilación y purificación. Finalmente, se debe limpiar regularmente el entorno de operación para crear un buen ambiente de trabajo.

3.5 Pruebas Preventivas

Durante la resolución de fallas en las unidades de anillo de 17.5kV, se debe prestar atención a las pruebas preventivas del equipo interno. A través de las pruebas preventivas, se puede juzgar eficazmente el estado operativo del equipo interno, y se pueden realizar ajustes apropiados basados en las condiciones de operación para prevenir problemas de fallas. Sin embargo, durante las pruebas preventivas, las operaciones deben realizarse de acuerdo con las normas y especificaciones relevantes. Si los datos de las pruebas preventivas muestran condiciones anormales, se requiere un análisis detallado, combinando la información pasada para una verificación adicional y obtener conclusiones de datos confiables.

Además, las conclusiones no pueden basarse solo en un conjunto de datos o información; se deben analizar de manera integral múltiples conjuntos de información y datos para determinar si las unidades de anillo de 17.5kV tienen riesgos de seguridad, asegurando la efectividad del manejo de riesgos de seguridad. Después de completar las pruebas preventivas, se debe realizar un trabajo de restauración adecuado, y durante este proceso, se debe prestar especial atención a la conectividad de los puntos de contacto y superficies de contacto para evitar problemas de calentamiento anormal causados por conexiones deficientes, lo que podría afectar la operación normal de las unidades de anillo de 17.5kV.

4 Conclusión

En conclusión, las unidades de anillo de 17.5kV en las redes de distribución ocupan una posición muy importante durante la operación del sistema de energía, y su estabilidad y seguridad operativa afectan directamente la calidad del suministro de energía. Por lo tanto, para garantizar la estabilidad y seguridad de la operación de las unidades de anillo de 17.5kV en la red de distribución, se debe realizar un estudio y análisis de los factores que causan fallas comunes, como daños externos, equipos de usuarios, equipos de la red de distribución, rayos y desastres naturales. Solo entonces se pueden implementar soluciones dirigidas para abordar las fallas, prevenir o eliminar la ocurrencia de fallas en las unidades de anillo de 17.5kV, asegurando su seguridad operativa y proporcionando una garantía fundamental para el suministro de energía estable en el sistema de energía.