Ποιες είναι οι μέθοδοι για τη μείωση του ποσοστού αποτυχίας των εξωτερικών ρευστομετρών;

1. Έρευνα Λόγων και Φόντου
1.1 Η Σημασία των Μετατροπέων Ρεύματος

Οι μετατροπείς ρεύματος παίζουν τον ρόλο της μετατροπής του ρεύματος και της ηλεκτρικής απομόνωσης. Μετατρέπουν το μεγάλο ρεύμα του πρωτογενούς συστήματος σε ανάλογο μικρό δευτερογενές ρεύμα, το οποίο εφοδιάζει τα μέτρησης, την προστασία με ρελέ και τα αυτόματα μηχανήματα. Στο ηλεκτρικό σύστημα, ο ρόλος των μετατροπέων ρεύματος είναι αναντικατάστατος και έχει άμεση σημασία για την ασφάλεια και τη σταθερότητα λειτουργίας του δικτύου.

1.2 Αυστηρό Περιβάλλον Εργασίας των Εξωτερικών Μετατροπέων Ρεύματος

Οι εξωτερικοί μετατροπείς ρεύματος συχνά αντιμετωπίζουν ανόμοια ηλεκτρικά και φυσικά περιβάλλοντα, γι' αυτό η ποσοστώση αποτυχιών τους είναι υψηλή. Λόγω των πρακτικών συνθηκών, η ελεγχοπαρακολούθηση των ηλεκτρικών και φυσικών περιβάλλοντος είναι περιορισμένη. Επομένως, είναι ακόμη πιο αναγκαίο να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία της σύνδεσής τους στο πρωτογενές σύστημα, ώστε να προσαρμοστούν καλύτερα στο περιβάλλον.

1.3 Ανεπαρκής Παραδοσιακή Τεχνολογία των Εξωτερικών Μετατροπέων Ρεύματος

Η σύνδεση μεταξύ της κορυφής στήλης των εξωτερικών μετατροπέων ρεύματος και των χάλκινων λωρίδων δεν είναι επαρκής. Κατά την μακροχρόνια εξωτερική λειτουργία, η καλή και αξιόπιστη σύνδεση επηρεάζει άμεσα την ικανότητα φόρτισης της γραμμής. Μικρή επιφάνεια επαφής, κακή επαφή και υπερβολική αντίσταση επαφής μπορεί να προκαλέσει θερμοπαραγωγή. Εάν δεν ανακαλυφθεί και δεν αντιμετωπιστεί εγκαίρως, θα καίγεται η κορυφή στήλης και η συνδεδεμένη χάλκινη λωρίδα. Μακροχρόνια υπερφόρτιση και υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μπορούν ακόμη και να καίνε τον εξωτερικό μετατροπέα ρεύματος.

2. Κατάσταση Αποτυχιών των Μετατροπέων Ρεύματος σε Υπογραμμικά Υπό τη Διοίκηση Μιας Συγκεκριμένης Διανομής Ρεύματος

Υπάρχουν συνολικά πέντε εξωτερικά υπογραμμικά υπό τη διοίκηση μιας συγκεκριμένης διανομής ρεύματος. Στις 10kV εξόδους και την χαμηλή πλευρά του κύριου μετατροπέα του 35kV Υπογραμμικού 1 και 2, υπάρχουν 33 ξηροί εξωτερικοί μετατροπείς ρεύματος τύπου LBZW - 10. Οι κορυφές στήλης είναι τύπου βίτσα, και οι συνδεδεμένες αλουμινιού (χάλκινες) λωρίδες είναι σταθεροποιημένες στις βίτσες μέσω δύο πάνω και κάτω μεταλλικών δαχτυλιδίων. Έχουν σημειωθεί πολλές φορές αποτυχίες όπως θερμοπαραγωγή στις κορυφές στήλης και συνδεδεμένες αλουμινιού (χάλκινες) λωρίδες, και ακόμη και ομογένεια αλουμινίου και ζημία στους μετατροπείς ρεύματος.

Μέσω της στατιστικής ανάλυσης των αποτυχιών και των ελλείψεων των κυρίων πρωτογενών εξοπλισμών του Υπογραμμικού 1 το 2008, 2009 και 2010: Στα πέντε είδη κυρίων πρωτογενών εξοπλισμών, δηλαδή μετατροπείς ρεύματος, κύριοι μετατροπείς, αποσυνδέστες και μετατροπείς τάσης, η αναλογία αποτυχιών των μετατροπέων ρεύματος είναι 28%, που είναι η υψηλότερη. Αυτό δείχνει ότι, υπό τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας, οι μετατροπείς ρεύματος είναι πιο ευάλωτοι σε αποτυχίες από άλλο εξοπλισμό. Αναλυτική ανάλυση δείχνει ότι ο αριθμός αποτυχιών σε αυτά τα τρία χρόνια είναι άμεσα συνδεδεμένος με το χρόνο. Οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες εμφανίζονται στο παρακάτω πίνακα.

Μπορεί να παρατηρηθεί οπτικά από τον πίνακα ότι οι αποτυχίες εστιάζονται στην περίοδο της πλημμύρας από Μάιο έως Αύγουστο (ειδικά στον Ιούνιο). Ο μέσος αριθμός αποτυχιών ανά μήνα σε τρία χρόνια φτάνει στο 1,17, όπου δείχνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η φορτία της γραμμής, τόσο πιο ευάλωτοι είναι οι μετατροπείς ρεύματος σε αποτυχίες.

Αναλυτική ανάλυση του αριθμού των αποτυχιών δείχνει ότι οι κύριοι παράγοντες αποτυχίας είναι: από το 2008 έως το 2010, 14 αποτυχίες προκλήθηκαν από παραλλαγές στις συνδέσεις των μετατροπέων ρεύματος, και 2 αποτυχίες προκλήθηκαν από κεραυνούς και άλλους παράγοντες. Εκτός από τις δύο περιπτώσεις άμεσης ζημίας από κεραυνό το 2008 και 2009, οι άλλες σημεία αποτυχίας είναι στις συνδέσεις μεταξύ των κορυφών στήλης και των αλουμινιού (χάλκινων) λωρίδων.

Οι κύριες μέθοδοι αντιμετώπισης των αποτυχιών είναι: επανασφίξη των βιτσών και αντικατάσταση των κατεστραμμένων μεταλλικών δαχτυλιδίων και διαφράξεων; αντικατάσταση των κατεστραμμένων αλουμινιού λωρίδων; αντικατάσταση του μετατροπέα ρεύματος (όταν η κορυφή στήλης έχει ζημιαστεί και η δοκιμή απομόνωσης αποτυγχάνει). Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν μπορούν να εξαλείψουν ουσιαστικά τέτοιες αποτυχίες.

3. Ανάλυση των Αιτιών των Αποτυχιών των Μετατροπέων Ρεύματος και Αντιμετώπιση

Μέσω ανάλυσης, πιστεύεται ότι υπάρχουν τέσσερις κύριοι λόγοι αποτυχιών στους εξωτερικούς 10kV μετατροπείς ρεύματος:

3.1 Λόγοι Εξοπλισμού

Η δομή του μετατροπέα ρεύματος ουσιαστικά είναι ανόητη.

3.2 Ανθρώπινοι Λόγοι

Το τεχνικό επίπεδο της διατήρησης του προσωπικού δεν είναι υψηλό, και η καθημερινή διατήρηση δεν είναι αρκετά καλή.

3.3 Προβλήματα Μεθόδων

Επίλυση αποτυχιών με βάση την εμπειρία, χωρίς στοχευμένες μεθόδους.

3.4 Παράγοντες Συνδέσεων

Οι μετατροπείς ρεύματος λειτουργούν υπό υψηλή φορτία για μεγάλο χρονικό διάστημα, και το υπογραμμικό βρίσκεται σε ένα υγρό ορεινό περιβάλλον, οπότε οι συνδέσεις είναι ευάλωτες σε διάβρωση και οξείδωση.

Επιβεβαιώνεται ότι ο πρωταρχικός λόγος είναι η ανόητη δομή του μετατροπέα ρεύματος. Η επιφάνεια επαφής μεταξύ της κορυφής στήλης τύπου βίτσα και της χάλκινης λωρίδας είναι πολύ μικρή, που είναι ο κύριος λόγος για την ομογένεια της αλουμινίου και την θερμική ζημία του μετατροπέα ρεύματος. Η βελτίωση της συνδεσιμότητας μεταξύ της κορυφής στήλης του εξωτερικού μετατροπέα ρεύματος και της χάλκινης λωρίδας, η αύξηση της επιφάνειας επαφής και η μείωση της αντίστασης επαφής έχουν γίνει οι κατευθύνσεις βελτίωσης. Αρχικά, προβλέπεται να σχεδιαστεί ένα συνδεσμός συνδέσεων για να επιτευχθεί αυτό.

4. Συγκεκριμένη Εφαρμογή
4.1 Καθορισμός του Προτύπου του Συνδεσμού

Σύμφωνα με τον εξωτερικό διάμετρο της βίτσας (12mm, παχύ θραύσμα) της κορυφής στήλης του 10kV εξωτερικού μετατροπέα ρεύματος στο Υπογραμμικό 1, προσδιορίστηκε ένας διπλός τρύπας πόλος-συνδεσμός από τον κατασκευαστή, με τον τύπο M - 12.

4.2 Προσωρινή Εγκατάσταση και Επαλήθευση

Εγκαταστάθηκε ο βελτιωμένος συνδεσμός που ανταποκρίνεται στο πρότυπο GB - 2314 - 2008 στην εργαστηριακή περιοχή του τμήματος στον δοκιμαστικό μετατροπέα ρεύματος. Βρέθηκε ότι μπορεί να είναι σε στενή επαφή με την κορυφή στήλης και να επεκτείνει την επιφάνεια επαφής.

4.3 Πλήρης Εγκατάσταση στο Υπογραμμικό

Εντάχθηκε ο διπλός τρύπας χάλκινος πόλος-συνδεσμός στη βίτσα του μετατροπέα ρεύματος, και σφιχτάρηκε ο συνδεσμός σφραγίδας για να εξασφαλίσει την επιφάνεια επαφής και την ασφάλεια σύνδεσης, και να μειώσει την αντίσταση επαφής. Πραγματοποιήθηκε μια πλήρης δοκιμή στο Υπογραμμικό 1 για τη βελτίωση της σύνδεσης μεταξύ της κορυφής στήλης του εξωτερικού μετατροπέα ρεύματος και της χάλκινης λωρίδας.

5. Έλεγχος Αποτελεσμάτων

Μετά από μισή χρονιά πραγματικής λειτουργίας, παρατήρησης και ανάλυσης της εγκατάστασης του διπλού τρύπας πόλου-συνδεσμού στις κορυφές στήλης των 10kV εξωτερικών μετατροπέων ρεύματος σε ολόκληρο το Υπογραμμικό 1, οι ακόλουθες συμπεράσματα έχουν αναδειχθεί:

5.1 Βελτίωση της Επιφάνειας Επαφής

Πριν τη βελτίωση, η επιφάνεια επαφής μεταξύ της κορυφής στήλης και της χάλκινης λωρίδας ήταν 2.26cm². Μετά τη βελτίωση, είναι 15cm², και η αύξηση είναι 563.7%.

5.2 Μείωση της Αντίστασης Επαφής

Μετρημένη με ένα μέτρημα τροχιακής αντίστασης, η αντίσταση επαφής όταν η κορυφή στήλης στηρίζει άμεσα την αλουμινιού λωρίδα πριν τη βελτίωση ήταν 608μΩ. Μετά τη βελτίωση (στηρίζεται με έναν διπλό τρύπας χάλκινο πόλο-συνδεσμό), είναι 460μΩ, και η μείωση είναι 24.3%.

5.3 Μείωση της Θερμοκρασίας

Κάτω από την ίδια φορτία (150A), η τιμή μέτρησης θερμοκρασίας με εικονική θερμοκρασία πριν τη βελτίωση ήταν 52°C, και μετά τη βελτίωση, είναι 46°C, και η μείωση της θερμοκρασίας είναι 11.5%.

5.4 Μείωση της Ποσοστώσης Αποτυχιών

Επιτήρηση και έρευνα των βελτιωμένων μετατροπέων ρεύματος. Οι στατιστικές αποτυχιών κατά την περίοδο της πλημμύρας (Μάιο έως Αύγουστο) δείχνουν ότι: ο συν