Arten und häufige Fehleranalyse von Hochspannungsschaltanlagen

Arten und häufige Fehleranalysen von Hochspannungsschaltanlagen

Hochspannungsschaltanlagen sind kritische elektrische Geräte in Energieversorgungssystemen. Eine Verschlechterung der Betriebsbedingungen von Schaltanlagen ist eine der Hauptursachen für Ausfälle in Energieversorgungssystemen. Welche sind die häufigen Fehler bei Hochspannungsschaltanlagen?

(1) Außen- und Inneninstallationstypen

Basierend auf der Installationsumgebung können Hochspannungsschaltanlagen in Außen- oder Innentypen unterteilt werden. Ausrüstungen mit einer Spannung von 10 kV und darunter werden meist innen installiert. Laut den Primärkreis-Konfigurationen können sie weiter unterteilt werden in Eingangs-/Ausgangs-Schaltanlagen, Verbindungsschaltanlagen, Bussektionsschaltanlagen usw.

Inneneinrichtungen von 10-kV-Eingangs-/Ausgangsschaltanlagen beherbergen in der Regel Mindestöl- oder Vakuumschaltgeräte. Diese Schaltgeräte sind normalerweise mit Feder- oder elektromagnetischen Antriebssystemen ausgestattet, obwohl einige manuelle oder Permanentmagnetsysteme verwenden. Die Struktur verschiedener Schaltanlagenvarietäten unterscheidet sich erheblich, was direkt die Auswahl und Installation von Sensoren beeinflusst.

(2) Fest- und Ziehbar-Typen

Basierend auf Nutzung und Design können Hochspannungsschaltanlagen in feste und ziehbare (ziehbar) Typen unterteilt werden. Historisch bevorzugten Kraftwerke ziehbare Schaltanlagen für Stationsdienstsysteme, während feste Typen in Versorgungsnetzen häufiger waren.

Mit Fortschritten in Technologie und der Entwicklung neuer Produkte ändern sich traditionelle Praktiken. Zum Beispiel entwickelte sich die metallverkleidete gepanzerte ziehbare Schaltanlage aus festen Schaltanlagentypen. Dieser Typ zeichnet sich durch ein vollständig geschlossenes Design mit funktional getrennten Abteilungen aus. Er bietet verbesserte Betriebssicherheit, verbesserte Fehlbedienungssperren und einfachere Wartung, was die Betriebssicherheit erheblich erhöht.

(3) Entwicklung von Hochspannungsschaltanlagen

In den letzten Jahren hat sich mit dem Fortschritt und der weit verbreiteten Nutzung kompakter Vakuumschaltgeräte die mittig montierte Schaltanlage (auch bekannt als "Schaltanlage mit ziehbarer Einheit im mittleren Fach") als neue Art von metallverkleideten gepanzerten ziehbaren Schaltanlagen schnell entwickelt.

Mittig montierte Schaltanlagen bieten mehrere Vorteile, wobei der wichtigste die Miniaturisierung der ziehbaren Einheit und mechanisierte Fertigungsprozesse sind, die eine präzisere Ausrichtung zwischen dem Rollwagen und den Führungen ermöglichen. Einige Hersteller liefern sogar den Schaltgerätewagen und den Schrank separat, was eine einfache Montage und Inbetriebnahme vor Ort mit hoher Zuverlässigkeit ermöglicht.

Dank ihrer exzellenten Austauschfähigkeit sind diese Schaltanlagen weniger von der Bodengleichheit am Installationsort abhängig. Mit hoher Betriebssicherheit und bequemer Wartung finden mittig montierte metallverkleidete ziehbare Schaltanlagen zunehmend Anwendung in Versorgungssystemen.

II. Häufige Fehleranalyse von Hochspannungsschaltanlagen

Fehler in Hochspannungsschaltanlagen resultieren hauptsächlich aus Problemen in Isolation, Stromleitung und mechanischen Systemen.

(1) Fehlfunktion oder Fehlbetrieb

Dies ist der häufigste Typ von Fehlern in Hochspannungsschaltanlagen und kann auf zwei Hauptgründe zurückgeführt werden:

• Mechanische Fehler im Antriebssystem und in der Übertragung, wie z.B. Klemmungen im Mechanismus, Verformungen, Verschiebungen oder Beschädigungen von Komponenten; lose oder steckengebliebene Schließ- oder Trennstifte; gebrochene oder lockere Bolzen; und Riegelversagen.

• Elektrische Fehler in Steuer- und Hilfskreisen, einschließlich schlechter Kontakte in Sekundärleitungen, loser Anschlüsse, falscher Verkabelung, ausgebrannter Schließ- oder Trennspulen (aufgrund von Mechanismusklemmungen oder defekten Umschalttasten), fehlerhafter Hilfsschalter und Fehlfunktionen in der Steuerstromversorgung, Schließkontaktoren oder Endstellern.

(2) Schalt- und Schließfehler

Diese Fehler stammen vom Schaltgerät selbst.

• Bei Mindestölschaltgeräten gehören häufige Probleme zum Beispiel zu Kurzschlüssen, Bogenraumbeschädigungen, unzureichender Trennkraft und Explosionen beim Schließen.

• Bei Vakuumschaltgeräten sind typische Fehler Lecks im Bogenraum oder im Glockenbalg, reduzierte Vakuumstufe, Wiederentzündungen beim Schalten von Kondensatorenbänken und Keramikrohrbrüche.

(3) Isolationsfehler

Die Isolationsleistung muss die verschiedenen an die Isolierung angewandten Spannungen (einschließlich Normalbetriebsspannung und transitorische Überspannungen), Schutzmaßnahmen (wie Blitzableiter) und die diëlektrische Festigkeit des Isoliermaterials richtig ausbalancieren. Das Ziel ist es, ein sicheres, wirtschaftliches und kosteneffektives Design zu erreichen.

Gängige Isolationsfehler umfassen:

• Externe Isolationsflimmersprünge zur Erde

• Interne Isolationsflimmersprünge zur Erde

• Phasen-zu-Phasen-Flimmersprung

• Blitzüberspannungsinduzierte Flimmersprünge

• Flimmersprung, Verschmutzungsflimmersprung, Durchschlag oder Explosion von Porzellan- oder Kondensatorbuchsen

• Flimmersprung von Stützstäben

• Flimmersprung, Durchschlag oder Explosion von Stromtransformatoren (CTs)

• Porzellanisolatorbruch

(4) Stromführende Fehler

Bei Spannungen von 7,2–12 kV sind stromführende Fehler hauptsächlich auf schlechte Kontakte an den Isolationsabtrennern (Verbindungen) zurückzuführen, was zu Überhitzung und Schmelzen der Kontakte führt.

(5) Externe Kräfte und andere Fehler

Hierzu gehören Fehler, die durch Fremdkörper, Naturkatastrophen, tierbedingte Kurzschlüsse und andere unvorhersehbare externe oder zufällige Faktoren verursacht werden.