Obwodnik zewnętrzny 10kV przepalił się a silnik akumulacyjny uległ uszkodzeniu

Opis usterki

W pewnym miejscu, do obwodu 10kV używany jest typowy obciążnik próżniowy na zewnątrz ZWG - 12. 29 września 2015 roku, podczas próby zdalnego zamknięcia obciążnika w przedziale linii Zhakou 172, stwierdzono, że operacja zdalnego zamknięcia nie powiodła się. Gdy personel operacyjny przybył na miejsce i przeprowadził inspekcję, odkrył rozrzucone odłamki żelaza bezpośrednio pod obciążnikiem. Po ręcznym zaenergetyzowaniu obciążnika, okazało się, że funkcje ręcznego otwierania i zamykania były sprawne, ale obciążnik nie mógł wykonać operacji magazynowania energii elektrycznej. Personel obsługi sprzętu natychmiast zgłosił usterkę do działu konserwacji. Po otwarciu pokrywy obciążnika, pracownicy konserwacji odkryli małą kupkę odłamków żelaza zgromadzonych na dnie skrzyni mechanizmu obciążnika, a koło magazynujące energię w mechanizmie przełącznika było silnie zużyte.

Analiza przyczyn

Na podstawie zjawiska, że silnik nie mógł wykonać magazynowania energii elektrycznej, pracownicy konserwacji początkowo podejrzewali awarię zasilania silnika. Jednak po pomiarach ta hipoteza została wykluczona. Biorąc pod uwagę zużyty mechanizm magazynujący energię na miejscu, pracownicy konserwacji doszli do wniosku, że silnik magazynujący energię spalił się. Pomiar oporu obwodu cewek silnika na miejscu wyniósł 247 MΩ, co potwierdziło spalenie się silnika.

Co do przyczyn spalenia się silnika, ogólnie mówiąc, istnieją dwie możliwe sytuacje: awaria mechaniczna i awaria elektryczna. Awaria mechaniczna dotyczy głównie zakleszczenia mechanizmu magazynującego energię obciążnika. To powoduje, że silnik zatrzymuje się podczas procesu magazynowania energii, prowadząc do spalenia się silnika. W systemie energetycznym niektóre obciążniki rzadko są poddawane operacjom wyłączenia z powodu wysokich obciążeń. W rezultacie mechanizmy pozostają nieruchome przez długi czas. Zardzewienie i nagromadzenie kurzu może prowadzić do silnego zakleszczenia mechanizmu. Gdy osiągnie pewien stopień, moment obrotowy silnika magazynującego energię nie jest w stanie pokonać oporu mechanizmu, co prowadzi do spalenia się silnika.

Awaria elektryczna występuje głównie w obwodzie silnika. Kiedy magazynowanie energii jest zakończone, mikroprzełącznik połączony szeregowo w obwodzie magazynującym energię nie rozłącza się w odpowiednim czasie. Silnik kontynuuje pracę, ale ze względu na przeszkodę w postaci zaczepu trzymającego energię, silnik zatrzymuje się i spala się z powodu przegrzania.

Obsługa usterek

Pracownicy konserwacji najpierw usunęli spalony silnik z rezerwowego obciążnika i zastąpili go nowym. Następnie ręcznie zaenergetyzowali sprężynę. Po procesie magazynowania energii zmierzono mikroprzełącznik, a pomiary pokazały, że kontakty mikroprzełącznika były w stanie otwartym, co wskazywało na prawidłowe działanie. Podczas wykonywania operacji otwierania i zamykania stwierdzono, że nie było zakleszczeń w mechanizmie magazynującym energię obciążnika.

Następnie pracownicy konserwacji zamknęli obciążnik i wykonali magazynowanie energii elektrycznej. Podczas procesu magazynowania energii stwierdzono, że sprężyna ukończyła magazynowanie energii, ale silnik nadal działał. Aby zapobiec ponownemu spaleniu się silnika, pracownicy konserwacji natychmiast otworzyli obciążnik. Z zaenergetyzowaną sprężyną wielokrotnie testowali stan włączony/wyłączony mikroprzełącznika. Wyniki testów pokazały, że niezależnie od stanu mikroprzełącznika, obwód silnika pozostał połączony. Dalsza inspekcja obwodu wykluczyła możliwość obecności obwodu pasożytniczego.

Podczas kolejnego magazynowania energii elektrycznej, pracownicy konserwacji delikatnie nacisnęli mikroprzełącznik śrubokrętem, a silnik zatrzymał się. Na tej podstawie doszli do wniosku, że mikroprzełącznik był uszkodzony. Pracownicy konserwacji zastąpili go nowym oryginalnym mikroprzełącznikiem. Po wymianie, gdy silnik po raz pierwszy był używany do magazynowania energii, ponownie zauważyli, że silnik nadal działał, gdy sprężyna ukończyła magazynowanie energii. Pracownicy konserwacji poluzowali dwa śruby mocujące mikroprzełącznika, przesunęli przełącznik graniczny jak najbliżej koła, które go naciska, a następnie go zafiksowali. Po tym, operacja magazynowania energii elektrycznej wróciła do normy.

Połączywszy proces obsługi, pracownicy konserwacji doszli do następującego wniosku dotyczącego usterki: Gdy sprężyna ukończyła magazynowanie energii, z powodu małej tolerancji montażowej samego mikroprzełącznika i silnego zużycia główki naciskowej mikroprzełącznika, przebieg kompresji mikroprzełącznika przez mechanizm magazynujący energię został zmniejszony. Mikroprzełącznik znajdował się w krytycznym stanie "wirtualnego otwarcia". Gdy obciążnik był zamknięty, prąd AC 220 V przebił powietrze między punktami wirtualnego otwarcia kontaktów, łącząc obwód magazynujący energię, a silnik nadal działał. Po otwarciu obciążnika i pomiarze oporu multimetrem, napięcie baterii multimetru było niewystarczające, aby przebić lukę. Dlatego pomiary pokazywały, że mikroprzełącznik był w stanie otwartym.

Kontrolne środki i sugestie

Dla tego rodzaju usterki zaleca się wzmocnienie kontroli tego typu obciążników zewnętrznych i jak najszybszą wymianę mocno zużytych mikroprzełączników, aby uniknąć wypadków spalania się silników. Obecnie projekt obciążników zewnętrznych brakuje mechanizmu łączącego sygnał przekroczenia limitu czasu magazynowania energii, a brakuje monitoringu nietypowych sytuacji magazynowania energii. Sugeruje się, aby w miarę możliwości sygnał przekroczenia limitu czasu magazynowania energii był podłączony do systemu alarmowego w tle.