10кВ деңгейіндегі ысырап айналған жүктік анардың килемдер шығынына талдау

1. Жұмысшылықтың жалпы сипаттамасы

2013 жылдың маусым айында, бір шағын қалада жұмыс істеген жоғары қуатты коммутаторда жұмысшылық пайда болып, 10кВ сызығының өтуі төменді. Орындағы зерттеулер бойынша, жұмысшылықтың себебі - үш фазалы дуга кескіндіру. Жұмысшылықты жабу және электр энергиясын қолданушыларға қайта беру нәтижесінде, бұл аймақта 1999-2000 жылдары эксплуатацияға қоюлған (12 жастан астам уақыт жұмыс істеген, өнерлік проекцияланған арналған ток - 630А, нақты жұмыс істеу уақытында ток ең көп 300А-ға дейін) HXGN2-10 типіндегі ауырлауыштық жоғары қуатты коммутаторларда осындай жұмысшылықтар көптеген рет кездескені анықталды, бұл электр желісінің тиімді жұмысына қауіп тудырады.

2. Ауырлауыштық коммутаторлардың жұмыс принципі

Ауырлауыштық тармактық шкафы, ауырлауыштық коммутатормен жабдықталғаны үшін аталады. Оның жылжулы контакттық тікілігі де ауырлауыштық цилиндр функциясын атқарады - бос құрылымы ішінде жабыстырылған «поршень» бар, ол негізгі мұйылмен жылжалы арқылы жабу және ачу операцияларын жүзеге асырады. Ачылғанда поршень тез жылжулы контакттық тікіліктегі (ауырлауыштық цилиндр) ауырлауыштықты сыйыптайды, сыйықталған ауырлауыштық дуга контакттерінің бөлінуінен пайда болған дугаға ауырлауыштықты жедел пластик жұлдыздық арқылы бөлікте отырып, дуганы жұлдыздық арқылы ұзақтап өлтіреді; тез ауырлауыштық ағыс медианың бөлінетін жеріндегі изоляция қасиетін тез қалпына келтіреді, дуганың қайта жарылуын бас арады.

Коммутатордың жұмысшылық токтарды бөлу қабілеті шектеулі (35кВ немесе одан төменгі системалар үшін гана қолданылатын) болғандықтан, «токты ауытқу элементі мен дуга ауытқу элементін бөлу» құрылымы қолданылады:

• Ток ауытқу элементі: Күміс алмұрт қалыбындағы контакттық айналып, токты өткізу үшін;

• Дуга ауытқу элементі: Мисыр-тунгиртметтік дуга ауытқу стержень + дуга ауытқу бет, дуганы ауытқу және өлтіру үшін арналған.

Ачылғанда, жылжулы контакттық тікіліктің сыртқы беті алдымен статикалық контакттық айналып, соң дуга ауытқу беті дуга ауытқу стерженінен бөлінеді. Дуга дуга ауытқу элементтері арасында шектелген, негізгі контакттерге зиян келтірмеу үшін; жылжулы контакттық тікілік және төменгі терминал алмұрт қалыбындағы контакттық айналып арқылы электр қосылуы қамтамасыз етіледі.

3. Жұмысшылық себептерінің терең талдауы
(1) Бастапқы зерттеу (тышкы факторлар)

Бұл түрдегі коммутатордың өнерлік проекцияланған арналған токы 630А, бірақ диспетчерлік деректер бойынша, электр станциясының шығыс коммутаторының жұмыс істеу токы 283А, коммутаторлар арқылы өтетін теориялық ток ≤ 283А. Орындағы аймақ (ауа райы жақсы, шкафтың денесінде кемістік жоқ) және басқа тышкы факторлар, мисалы, токтың жеңілік, напрямление, кемістік ауытқуы, туралы болжам жоқ, жұмысшылық коммутатордың өзінің қателеріне байланысты деп анықталды.

(2) Жығылу және тесттеу тексеру

Жұмысшылықтың пайда болған шкафты жығып, бастапқы жағдайда «жылжулы және статикалық контакттардың жақсы қосылуынан туындаған жылуыну және жылуыну» деп ұсынылған, бірақ шкафтың зиянdarына байланысты так заключение жасау мүмкін емес. Сондықтан, эксплуатациядағы бірдей түрдегі коммутаторлардың үлгілерін алып, тесттеу жүргізілді:

• Электр түсіру және контурлық сопротив: Электр түсіру деңгейі қабылданған, контурлық сопротив 114μΩ (техникалық регламентке сәйкес );

• Жылуыну тесті: 30 минуттық токты арттыру тестінің деректері (Кесте 1) 400А-да 84.2℃, 630А-да 133.1℃, бұл 1 сағат ішінде жылуыну ≤ 1K немесе 3 сағат ішінде ≤ 2K болуға арналған халықаралық стандарттан әлі де көп.

(3) Негізгі себептерді анықтау

Жалпы тесттер және құрылымды талдау нәтижесінде, жұмысшылық контакт жүйесінің жоғалуынан пайда болғаны анықталды, конкретті түрде мысалы:

• Жылжымалылық жетіспеу: Алмұрт қалыбындағы контакттық айналып түйіп, контакттық айналып мен жылжулы контакттық тікілік арасындағы «беттік контакт» «түзу контакт»ға өзгеріп, контакт аймағы азайады;

• Изделовдеу дәлдігінің жетіспеуі: Алмұрт қалыбындағы контакттық айналыптың арқылы/жазықтықтың дәлдігінің жетіспеуі контакттың жақсы емес қосылуын күшейтеді;

• Оксидациялық көтеріс: Алмұрт қалыбындағы контакттық айналып және жылжулы контакттық тікілік ауыз қатынасына шығып, оксидация контакттық сопротивті арттырады → жылуыну артады → жылжымалылық жоғалады → контакттың жақсы емес қосылуы, соңында воздухты ионизациялау арқылы дуга кескіндіру және сызықтың өтуі пайда болады.

4. Техникалық түрлендіру және оптимизациялық шешімдер
(1) Технологиялық жаңарту: Контакттың сапасын дәл басқару

«Жақсы емес контакт» негізгі проблемасына бағытталған, материалды және изделовдеуді жақсарту жүргізілді:

• Жылжымалылық таңдау: Жоғары усталыққа ие жылжымалылықтарды қолдану, дизайның өмір мерзімі ішінде (Rated current-ды жою және ачу шартында) жылжымалылықтың стабильді қауіпсіздігін қамтамасыз ету, жылжымалылықтың жоғалуынан пайда болатын контакттық проблемаларды жою;

• Алмұрт қалыбындағы контакттық айналыптың изделовдеуі: Алмұрт қалыбындағы контакттық айналыптың арқылы/жазықтығын дәл басқару, алмұрт қалыбындағы контакттық айналыптың жылжулы контакттық тікілікпен толық сәйкестігін қамтамасыз ету, түзу контакт/нүктесінің жасыл аймағын жою, контакттердің токты өткізу қабілеті мен жылуыну нормасын сақтау.

(2) Дизайнды жақсарту: Толық процесс бойынша абалын басқару

Шкафтың құрылымына «онлайн басқару» функциясын интегралдау, визуалды абалды қамтамасыз ету:

• Жылуыну өлшерісі және өлшеріс: Комфортты жылуыну өлшерісін құру, статикалық контактта температуралық өлшеріс қою, шкафтың ішіндегі контакт бөлігінің температурасын панельдік прибор арқылы онлайн режимде көрсету;

• Деректерді сақтау және ескерту: Деректерді сақтау құрылғыларын қою, техникалық құрылғылардың қысқартуында да, деректер анализі арқылы аномалияларды алып, замена және қызмет көрсету процесін басқарту, пассивті тəмірлеуден активті қызмет көрсетуге өту.

(3) Қызмет көрсету және техникалық қызмет көрсетуді жақсарту: Динамикалық қателерді шешу

Эксплуатациядағы құрылғылар үшін қызмет көрсету және техникалық қызмет көрсету әдістерін жақсарту:

• Өзін-өзі көрсету терезесін өзгерту: Фиксацияланған өзін-өзі көрсету терезесін өзгерту, шкафтың ішіндегі температуралық өлшерісін қолайлы жүзеге асыру;

• Коммутаторлардың бөлік өткізу тестінің нормалаштыру: Жоғары заттеу уақыттарында коммутаторлардың бөлік өткізу тестін жүргізу, арқылы аймақтың диэлектрикалық қателерін бұрын анықтау, жұмысшылықтарды кеңейту.

5. Қолдану ауырсақтары және әрекет ету ұсыныстары

Электр энергиясының қолданылуының өсуімен, распределительные сетиның негізгі сызықтары 300-400㎡ көлемінің үлкен көлемді кабельдерге жаңартылған, электр станцияларының өсімдігі үнемі өседі. Ауырлауыштық коммутаторлардың бөлу қабілетінің жетіспеуі және контакттердің аз қауіпсіздігі көбірек көрінетін. Сонымен қатар, ұсынылады:

• Сценарийді өзгерту: Линиялық тармактық қолдануынан шығып, жоғары қуатты электр беру үшін соңғы трансформаторлық аймақтарға (трансформатордың өнерлік проекцияланған арналған мощностьы ≤ 630кВА), оның «қарапайым құрылым және төмен бағасы» өзара қолдануы;

• Технологиялық жаңарту: Линиялық тармактық сценарийлер үшін, жоғары қауіпсіздік және қатыс қабілеті бар коммутаторларды (мисалы, вакуумдық нагрузка коммутаторлары) таңдау, распределительные сетиның автоматтандыру және жоғары қауіпсіздік талаптарын қанағаттандыру;

• Маңыздылығын сақтау: «Технологиялық жаңарту + онлайн басқару» өзгертулерінен кейін, ауырлауыштық коммутаторлар соңғы қолдану ауырсақтарында қолданып, оның қалған құндылығын пайдалану.