Mitä menetelmiä on olemassa ulkoisten virtasensorien vikaantumisasteen pienentämiseksi

1. Tutkimuksen syyt ja tausta
1.1 Nykyisten muuntajien tärkeys

Nykyiset muuntajat toimivat sähkövirran muunnoksessa ja sähkollisessa eristämisessä. Ne muuntavat ensimmäisen järjestelmän suuren sähkövirran verrannolliseksi pieneksi toissijaiseksi sähkövirraksi, joka toimitetaan mittalaitteille, relaissuojaukselle ja automaattilaitteille. Sähköjärjestelmässä nykyisten muuntajien rooli on korvaamaton ja ne ovat suoraan keskeinen osa sähköverkon turvallista ja vakautettua toimintaa.

1.2 Ulkoisten nykyisten muuntajien kova työympäristö

Ulkoiset nykyiset muuntajat usein kestävät epänormaaleja sähköisiä ja luonnollisia ympäristöolosuhteita, minkä vuoksi niiden vikaantumisaste on usein korkea. Käytännön olosuhteiden vuoksi sähköisten ja luonnollisten ympäristöjen hallittavuus on rajoitettua. Siksi on vieläkin tärkeämpää varmistaa niiden yhteyden luotettavuus ensimmäisessä järjestelmässä, jotta ne sopeutuisivat paremmin ympäristöön.

1.3 Epätäydellinen perinteinen teknologia ulkoisten nykyisten muuntajien käsittelyssä

Ulkoisten nykyisten muuntajien pylvään päähän ja kuparin levyn välisen yhteyden kosketuspinta-ala ei ole riittävä. Pitkäaikaisessa ulkoisessa käytössä yhteyden hyvä ja luotettava toiminta vaikuttaa suoraan linjan sähkövirran kantokykyyn. Pieni kosketuspinta-ala, huono kosketus ja liian suuri kosketusvastus voivat aiheuttaa lämmitystä. Jos sitä ei havaita ja käsitellä ajoissa, se voi tuhota pylvään pään ja kytketyn kuparin levyn. Pitkäaikainen ylikuormitus ja liian korkea lämpötila saattavat jopa tuhota ulkoisen nykyisen muuntajan.

2. Nykyisten muuntajien vika-tila tietyssä sähköverkkoyhtiön alueella sijaitsevissa alustissa

Tietyssä sähköverkkoyhtiön alueella on yhteensä viisi ulkoista alusta. Niistä 35kV-alusten 1 ja 2 10kV-ulospainoissa ja päämuuntajan alavolttilaidassa on 33 LBZW - 10 -mallista kuivatyypin ulkoista postityyppistä nykyistä muuntajia. Kytkentäpylvään päät ovat ruuvityyppisiä, ja kytketyt alumiini- (kupari)levyt kiinnitetään ruuviin kahdella ylä- ja alaruuvilla. Pylvään päihin ja kytkettyihin alumiini- (kupari)levyiin on tapahtunut useita lämpöongelmia, joissa on jopa sulanut alumiinilevyjä ja vaurioitunut nykyisiä muuntajia.

Alusta 1:n pääasiallisen ensimmäisen laitteiston vikoiden ja puutteiden tilastollisessa analyysissä vuosina 2008, 2009 ja 2010: Viidestä pääasiallisesta ensimmäisestä laitteesta, eli nykyisistä muuntajista, päämuuntajista, erottimista ja jännite-muuntajista, nykyisten muuntajien vikaosuus on 28%, mikä on korkein. Tämä osoittaa, että samankeskustelujen ollessa sama, nykyiset muuntajat ovat alttiimpia virheille kuin muut laitteet. Syvempi analyysi osoittaa, että näiden kolmen vuoden vika-ilmenevien määrä on suoraan sidoksissa aikaan. Yksityiskohdat on esitetty alla olevassa taulukossa.

Taulukosta voidaan nähdä, että vikat keskittyvät toukokuun ja elokuun tulvakauteen (erityisesti kesäkuussa). Kolmen vuoden keskiarvona vikojen määrä on 1,17 kertaa kuukaudessa, mikä osoittaa, että mitä suurempi linjan sähkövirran kanta, sitä alttiimpia nykyiset muuntajat ovat vikoille.

Syvempään analyysiin vika-ilmenevien määrässä voidaan nähdä, että pääasialliset vika-tekijät ovat: vuosina 2008–2010 14 vikaa johtui nykyisten muuntajien kytkentäpisteiden vikoista, ja 2 vikaa johtui salamaosuudesta ja muista tekijöistä. Lukuun ottamatta kahdesta suorasta salaman aiheuttamasta vahingosta vuonna 2008 ja 2009, muut vikapisteet sijaitsevat pylvään päiden ja alumiini- (kupari)levyjen välisessä yhteydessä.

Pääasialliset vika-käsittelymenetelmät ovat: ruuvien uudelleenkiristäminen ja vaurioituneiden ruuvien ja välimuiden vaihtaminen; vaurioituneiden alumiinilevyjen vaihtaminen; nykyisen muuntajan vaihtaminen (kun pylvään pää on vaurioitunut ja eristystesti on epäonnistunut). Nämä menetelmät eivät kuitenkaan pysty poistamaan sellaisia vikoja perinpohjaisesti.

3. Nykyisten muuntajien vika-syiden analyysi ja toimenpiteet

Analyysin perusteella uskotaan, että ulkoisten 10kV-nykyisten muuntajien vika-syinä on neljä pääasiallista tekijää:

3.1 Laite-syinä

Nykyisen muuntajan itsensä rakenne on epäjärkevä.

3.2 Ihmisen syyt

Henkilöstön huoltotaito ei ole korkea, ja päivittäinen huolto ei ole asianmukaista.

3.3 Menetelmäongelmat

Vikojen ratkaiseminen kokemuksen perusteella, kohdennettuja menetelmiä puuttuu.

3.4 Linkitysfaktorit

Nykyiset muuntajat toimivat pitkään korkealla kuormituksella, ja alusta sijaitsee kosteassa vuorella, joten kytkentäpisteet ovat alttiita korroodinnalle ja oksidoinnille.

On vahvistettu, että ensisijainen syy on nykyisen muuntajan itsensä epäjärkevä rakenne. Ruuvityyppisen kytkentäpylvään päällä ja kuparin levyn välillä oleva kosketuspinta-ala on liian pieni, mikä on pääasiallinen syy alumiinilevyn sulamiseen ja nykyisen muuntajan lämpövahingoitumiseen. Ulkoisen nykyisen muuntajan pylvään pään ja kuparin levyn välisen yhteyden parantaminen, kosketuspinta-alan lisääminen ja kosketusvastuksen vähentäminen ovat parannusehdotukset. Alustavasti suunnitellaan, että kytkentäklempan suunnittelulla tämä voitaisiin saavuttaa.

4. Konkreettinen toteutus
4.1 Määritä klemman mitta

Mukautettu kaksireikäinen polttopylväsklemma valmistetaan valmistajalta 10kV-ulkopuolelle sijoitetun nykyisen muuntajan pylvään päälle, jonka ruuvin ulkopuolella on 12 mm (karkea nauta), malli M - 12.

4.2 Koekäyttö ja varmistus

Asenna paranneltu klemma, joka vastaa GB - 2314 - 2008 -standardia, osaston testialueella koekäytettävälle nykyiselle muuntajalle. Havaitaan, että se voi olla tiiviissä yhteydessä pylvään päähän ja laajentaa kosketuspinta-alaa.

4.3 Kokonalustan testauskäyttö

Kierrä kaksireikäinen kuparin polttopylväsklemma nykyisen muuntajan ruuviin, kirista kiinnitysruuvi, varmista kosketuspinta-ala ja yhteyden tiivisyys, ja vähennä kosketusvastus. Suorita kokonalustan testaus alustalla 1, jotta parannetaan ulkoisen nykyisen muuntajan pylvään pään ja kuparin levyn välisen yhteyden olosuhteita.

5. Tulosten tarkastelu

Puolen vuoden todellisen käytön, havainnoinnin ja analyysin jälkeen, kun kaksireikäinen polttopylväsklemma on asennettu 10kV-ulkopuolelle sijoitetun nykyisen muuntajan pylvään päälle koko alustalla 1, on tehty seuraavat päätelmät:

5.1 Kosketuspinta-alan parantaminen

Parannuksen ennen pylvään pään ja kuparin levyn välillä oleva kosketuspinta-ala oli 2,26 cm². Parannuksen jälkeen se on 15 cm², ja laajennusaste on 563,7 %.

5.2 Kosketusvastuksen vähentäminen

Silmukan vastuksen mittalaitteen avulla mitattuna pylvään päällä suoraan kiinnitetyn alumiinilevyn kosketusvastus ennen parannusta oli 608 μΩ. Parannuksen jälkeen (kiinnitetty kaksireikäisellä kuparin polttopylväsklemmalla) se on 460 μΩ, ja vähennyssuhde on 24,3 %.

5.3 Lämpötilan vähentyminen

Saman kuorman (150 A) ollessa, infrapunaspektri-kuvausmittauksen arvo ennen parannusta oli 52 °C, ja parannuksen jälkeen se on 46 °C, ja lämpötilan vähennyssuhde on 11,5 %.

5.4 Vikaantumismäärän vähentyminen

Seurataan ja tutkitaan paranneltuja nykyisiä muuntajia. Tulvakauden (toukokuu–elokuu) aikana tapahtuneiden vikoiden tilastoissa on havaittu, että: vikoiden kokonaismäärä ennen parannusta oli 14 kertaa (keskimäärin 3,67 kertaa kuukaudessa), ja vikoiden kokonaismäärä parannuksen jälkeen on 1 kerta (aiheutunut salamasta kesäkuussa). Tulvakauden aikana vikaantumisten määrä on vähentynyt noin 1,17 kertaa kuukaudessa 0,25 kertaa kuukaudessa.

Muutoksen jälkeen, lukuun ottamatta salamasta aiheutunutta vikaa, ei ole ilmennyt lämpövahingoituksia tai paloja. Nykyisten muuntajien vikaantumisten määrä pääasiallisten ensimmäisten laitteiden joukossa on vähentynyt alle 15 %. Kaksireikäisen kuparin polttopylväsklemman asentaminen 10kV-ulkopuolelle sijoitetun nykyisen muuntajan pylvään päälle koko alustalla 1 lisää kosketuspinta-alaa, vähentää kosketusvastusta ja onnistuu vähentämään ulkoisten nykyisten muuntajien vikaantumismäärää.Laskenta perustuu 10kV-linjan sähkölaiton ollessa 12 tunnin ajan, sähkövirran olevan 200 A, ja sähkön hintan olevan 0,5 yuan, joka vähentää sähkölaiton kertoja lisää sähkömaksun noin yli 20 000 yuania. Kahdeksan kertaa se voi saavuttaa yli 200 000 yuania, mikä ei ainoastaan paranna sähköntoimituksen luotettavuutta, mutta myös tuo suuria taloudellisia etuja yritykselle.