Ανάλυση Σφαλμάτων Κοροϊδίου σε Επιβαρυντικό Διαχειριστή Τύπου 10kV
1. Σύνοψη Παρατυπίας
Τον Ιούνιο του 2013, παρουσιάστηκε μια παρατυπία σε ένα υψηλής τάσης στροφόδομο σε λειτουργία σε μια αστική περιοχή, προκαλώντας την ενεργοποίηση της προστασίας ενός γραμμής 10kV. Η έρευνα στο χώρο αποδείξτηκε ότι ο δεικτικός στροφόδομος ήταν ένας υψηλής τάσης φορτικός στροφόδομος κυκλικής δικτύωσης με πνευματικό προσανατολισμό (HXGN2-10 τύπου), και η χαρακτηριστική παρατυπία ήταν μια τριφασική τόξικη σύντομη σύνδεση. Μετά την απομόνωση της παρατυπίας και την επαναφορά της ενέργειας στους χρήστες, πρέπει να σημειωθεί ότι ομοίως τύποι στροφόδομοι σε αυτή την περιοχή, οι οποίοι έχουν εγκατασταθεί μεταξύ 1999 και 2000 (με περίοδο λειτουργίας πάνω από 12 χρόνια, με σχεδιασμένη ροή ρεύματος 630A και πραγματική ροή ρεύματος κυρίως ≤ 300A), έχουν βιώσει παρόμοιες παρατυπίες πολλές φορές, δημιουργώντας πρόσθετα κίνδυνα για την αξιόπιστη λειτουργία του δικτύου.
2. Λειτουργικός Μηχανισμός των Φορτικών Στροφόδομων με Πνευματικό Προσανατολισμό
Ο στροφόδομος κυκλικής δικτύωσης με πνευματικό προσανατολισμό ονομάζεται έτσι επειδή είναι εξοπλισμένος με έναν φορτικό στροφόδομο με πνευματικό προσανατολισμό. Το κινητό σύνδεσμο επίσης λειτουργεί ως πνευματικό κύλινδρο – η κενή δομή περιέχει έναν σφραγισμένο «πιστώνα», ο οποίος είναι κινητοποιούμενος από τον κύριο άξονα για να επιτευχθεί η γραμμική κίνηση της σύνδεσης και αποσύνδεσης. Κατά την αποσύνδεση, ο πιστώνας συμπιέζει ταχύ τον αέρα στον κινητό σύνδεσμο (πνευματικό κύλινδρο) και ο συμπιεσμένος αέρας εκτοξεύεται προς το τόξο που δημιουργείται από την απόσυρση των επικίνδυνων επαφών, μέσω ενός αντιτόξιου πλαστικού διαστήματος στην κορυφή, εκτείνοντας το τόξο και εξαλείφοντάς το· ο υψηλός ρυθμός ροής αέρα επαναφέρει ταχύ την απομόνωση του μέσου στην διάσπαση, εμποδίζοντας την επαναφορά του τόξου.
Λόγω της περιορισμένης ικανότητας του στροφόδομου να διακόπτει τις ροές παρατυπίας (μόνο εφαρμόσιμο σε συστήματα κάτω από 35kV), εφαρμόζεται ένα σχέδιο με «χωρισμό του συνδυαστικού στοιχείου από το επικίνδυνο στοιχείο»:
Κατά την αποσύνδεση, η εξωτερική επιφάνεια του κινητού συνδέσμου αποσυνδέεται πρώτα από τις στατικές επαφές πλούμι, και στη συνέχεια το δακτύλιο επίκαμψης αποσυνδέεται από τον σύνδεσμο επίκαμψης. Το τόξο περιορίζεται να καίει μεταξύ των συνδέσμων επίκαμψης, αποφεύγοντας την βλάβη των κυρίων επαφών· ο κινητός σύνδεσμος και ο κάτω σύνδεσμος είναι συνδεδεμένοι μέσω επαφών πλούμι σε σχήμα συκώνιας για να εξασφαλίσουν την ηλεκτρική σύνδεση.
3. Βαθιά Ανάλυση των Αιτιών της Παρατυπίας
(1) Προκαταρκτική Έρευνα (Εξωτερικοί Παράγοντες)
Η σχεδιασμένη ροή ρεύματος αυτού του τύπου στροφόδομου είναι 630A, αλλά τα δεδομένα διανομής δείχνουν ότι η ροή ρεύματος του εξερχόμενου στροφόδομου της υποσταθμίδας είναι 283A, και η θεωρητική ροή ρεύματος που διασχίζει τον στροφόδομο στο δρόμο είναι ≤ 283A. Σε συνδυασμό με το περιβάλλον στο χώρο (ηλιόλουστη ημέρα, χωρίς ρύπανση στο σώμα του στροφόδομου), οι εξωτερικοί παράγοντες όπως υπερροή, υπερτάση και ρύπανση μπορούν να αποκλειστούν άμεσα, και η παρατυπία αποδίδεται στις ανωμαλίες του ίδιου του στροφόδομου.
(2) Αποσυναρμολόγηση και Επιβεβαίωση Δοκιμών
Μετά την αποσυναρμολόγηση του δεικτικού στροφόδομου, αρχικά υποψιάζεται ότι «η κακή επαφή μεταξύ των κινητών και στατικών επαφών οδηγεί σε υπερθέρμανση και καύση», αλλά δεν μπορεί να εξαχθεί οριστική συμπέρασμα λόγω της σοβαρής βλάβης του στροφόδομου. Συνεπώς, πραγματοποιείται δειγματοληψία και ελεγχοί σε ομοίως τύπους στροφόδομους σε λειτουργία:
(3) Αναγνώριση Υποκειμενικών Αιτιών
Οι εξεταστικές δοκιμές και η δομική ανάλυση δείχνουν ότι η παρατυπία προέρχεται από την αποτυχία του συστήματος επαφών, με συγκεκριμένη εμφάνιση:
4. Μετατροπή και Βελτιστοποίηση Εξοπλισμού
(1) Ενημέρωση Διαδικασίας: Ακριβής Έλεγχος Ποιότητας Επαφής
Στοχεύοντας στο κύριο πρόβλημα της «κακής επαφής», εφαρμόζονται βελτιώσεις από την άποψη του υλικού και της επεξεργασίας:
Επιλογή μπαλάνας: Χρησιμοποιείται μπαλάνα με υψηλή αντοχή σε κόπωση για να εξασφαλίσει σταθερή δύναμη μπαλάνας κατά τη διάρκεια της ζωής σχεδιασμού (συμπεριλαμβανομένης της συνθήκης εγκατάστασης και διακοπής της ροής ρεύματος), αποφεύγοντας προβλήματα επαφής λόγω αποτυχίας της μπαλάνας;
Επεξεργασία επαφών πλούμι: Στενή επιβολή της ακρίβειας επεξεργασίας της επιφάνειας των επαφών πλούμι για να εξασφαλίσει πλήρη ενσωμάτωση με την κυλινδρική επιφάνεια του κινητού συνδέσμου, εξαλείφοντας τους κινδύνους γραμμικής επαφής/σημειακής επαφής, και εξασφαλίζοντας την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος και τη συμμόρφωση της θερμοκρασιακής αύξησης των επαφών.
(2) Βελτιστοποίηση Σχεδιασμού: Πλήρης Εποπτεία Συνθηκών
Ενσωμάτωση της λειτουργίας «on-line monitoring» στον σχεδιασμό της δομής του στροφόδομου για να επιτευχθεί οπτική κατάσταση:
Παράθυρο μέτρησης θερμοκρασίας και προβολή: Εγκατάσταση εύκολου παραθύρου μέτρησης θερμοκρασίας, εγκατάσταση προβολής θερμοκρασίας στη στατική επαφή, και πραγματικός χρόνος εμφάνισης της θερμοκρασίας της επαφής μέσω του πίνακα ενδείξεων;
Αποθήκευση δεδομένων και προειδοποίηση: Εφαρμογή εξοπλισμού αποθήκευσης για την καταγραφή λειτουργικών δεδομένων. Ακόμα και αν ο εξοπλισμός ηλικιώσει, οι ανώμαλες συνθήκες μπορούν να εντοπιστούν εκ των προτέρων μέσω ανάλυσης δεδομένων, εκτελώντας την διαδικασία αντικατάστασης και συντήρησης, μετατρέποντας την παθητική επισκευή σε δραστήρια λειτουργία και συντήρηση.
(3) Ενίσχυση Λειτουργίας και Συντήρησης: Δυναμική Επεξεργασία Ανωμαλιών
Για τον εξοπλισμό σε λειτουργία, βελτιώνονται οι μέθοδοι λειτουργίας και συντήρησης:
5. Εφαρμογές και Προτάσεις Ανάπτυξης
Με την αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, οι κύριες γραμμές του διανομικού δικτύου ενημερώνονται σε καλώδια μεγάλης διαστάσεως 300-400㎡, και η δυναμικότητα των υποσταθμίδων συνεχίζει να αυξάνεται. Τα ελλείμματα της ανεπαρκούς δυναμικότητας διακοπής και των ευάλωτων επαφών των στροφόδομων με πνευματικό προσανατολισμό γίνονται όλο και πιο εμφανή. Συνιστάται:
