Typy i analiza typowych usterek wysokiego napięcia
Typy i typowe analizy awarii wysokiego napięcia
Urządzenia przełączające wysokiego napięcia są kluczowymi elementami elektrycznymi w systemach energetycznych. Deterioracja działania urządzeń przełączających jest jednym z głównych powodów awarii systemów energetycznych. Jakie są typowe usterki w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia?
(1) Typy zewnętrzne i wewnętrzne
W zależności od środowiska instalacji, urządzenia przełączające wysokiego napięcia mogą być klasyfikowane jako zewnętrzne lub wewnętrzne. Urządzenia o napięciu 10 kV i poniżej są najczęściej instalowane wewnątrz. W zależności od konfiguracji obwodów pierwotnych, można je dalej podzielić na urządzenia wejściowe/wyjściowe, sprzęgi olejowe, sekcje magistrali itp.
Wewnętrzne urządzenia wejściowe/wyjściowe 10 kV zazwyczaj zawierają przerywacze małonapołowe lub próżniowe. Te przerywacze są zwykle wyposażone w mechanizmy sprężynowe lub elektromagnetyczne, choć niektóre używają ręcznych lub magnetycznych mechanizmów. Różne konstrukcje urządzeń przełączających znacznie różnią się strukturą, co bezpośrednio wpływa na wybór i montaż czujników.
(2) Typy stałe i wyciągane
W zależności od zastosowania i projektu, urządzenia przełączające wysokiego napięcia można podzielić na stałe i wyciągane (wyciągane). Historycznie, elektrownie preferowały urządzenia wyciągane dla systemów stacjonarnych, podczas gdy typy stałe były bardziej popularne w systemach zaopatrzenia w energię.
Z postępem technologii i rozwojem nowych produktów, tradycyjne praktyki ewoluują. Na przykład, metalowe obudowy chronione z wyciąganym modułem wyewoluowały z urządzeń stałych. Ten typ cechuje się całkowicie zamkniętą konstrukcją z funkcjonalnie oddzielonymi komorami. Zapewnia to zwiększoną bezpieczeństwo operacyjne, lepsze zabezpieczenia przed błędami obsługi i łatwiejszą konserwację, co znacznie zwiększa niezawodność operacyjną.
(3) Rozwój urządzeń przełączających wysokiego napięcia
W ostatnich latach, dzięki rozwojowi i szerokiemu zastosowaniu kompaktowych przerywaczy próżniowych, szybko rozwija się nowy typ metalowych obudów chronionych z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze, znany również jako "urządzenia przełączające z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze".
Urządzenia przełączające z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze oferują wiele zalet, najważniejszą z nich jest miniaturyzacja wyciąganego modułu i zmechanizowany proces produkcji, który pozwala na bardziej precyzyjne dopasowanie wózka do prowadnic. Niektórzy producenci wysyłają nawet wózek przerywacza i szafę osobno, umożliwiając łatwe montaż i uruchomienie na miejscu z wysoką niezawodnością.
Ze względu na doskonałą wymienność, te urządzenia przełączające mniej są dotknięte poziomem podłogi na miejscu instalacji. Dzięki wysokiej niezawodności operacyjnej i łatwej konserwacji, metalowe obudowy chronione z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze są coraz częściej stosowane w systemach zaopatrzenia w energię.
II. Typowe analizy awarii urządzeń przełączających wysokiego napięcia
Awarie w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia wynikają głównie z problemów z izolacją, przeprowadzaniem prądu i systemami mechanicznymi.
(1) Brak działania lub błędy działania
To jest najbardziej typowy rodzaj awarii w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia i może być przypisany do dwóch głównych przyczyn:
Usterki mechaniczne w mechanizmie i systemie przekazywania, takie jak zakleszczenie mechanizmu, deformacja, przemieszczenie lub uszkodzenie elementów; luźne lub zacięte tłoki zamknięcia/otwarcia; złamane lub luźne szpindelki; i awaria zatrzasków.
Usterki elektryczne w obwodach sterujących i pomocniczych, w tym słabe kontakty w przewodach wtórnych, luźne zaciski, błędy w przewodzeniu, spalone cewki zamknięcia/otwarcia (z powodu zakleszczenia mechanizmu lub defektów przełączników selekcyjnych), awarie przełączników pomocniczych i usterki w zasilaniu sterującym, kontaktorach zamknięcia lub przełącznikach granicznych.
(2) Usterki przy przełączaniu i zamykaniu
Te usterki pochodzą z samego przerywacza.
W przerywaczach małonapołowych, typowe problemy obejmują tryskanie oleju podczas krótkiego spięcia, uszkodzenie komory łukowej, niewystarczającą zdolność przerywania i eksplozje podczas zamykania.
W przerywaczach próżniowych, typowe usterki obejmują przecieki w komorze łukowej lub fałdce, obniżenie poziomu próżni, ponowne zapalanie przy przełączaniu banków kondensatorów i pękanie rur ceramicznych.
(3) Awarie izolacji
Właściwości izolacji muszą prawidłowo równoważyć różne napięcia działające na izolację (w tym normalne napięcie pracy i przejściowe nadnapięcia), środki ochronne (takie jak ograniczniki napięcia) i wytrzymałość dielektryczną materiału izolacyjnego. Celem jest osiągnięcie bezpiecznego, ekonomicznego i kosztosprawiedliwego projektu.
Typowe awarie izolacji obejmują:
Przekroczenie izolacji zewnętrznej do ziemi
Przekroczenie izolacji wewnętrznej do ziemi
Przekroczenie między fazami
Przekroczenie spowodowane nadnapięciem błyskawicznym
Przekroczenie, przekroczenie zanieczyszczone, przebijanie lub eksplozja izolatorów porcelanowych lub kondensatorów
Przekroczenie prętów nośnych
Przekroczenie, przebijanie lub eksplozja transformatorów prądowych (CT)
Pęknięcie izolatorów porcelanowych
(4) Usterki przeprowadzania prądu
Przy napięciach 7,2–12 kV, usterki przeprowadzania prądu są głównie spowodowane słabym kontaktem w odłącznikach izolacyjnych (polaczeniach), co prowadzi do nagrzewania i topnienia styków.
(5) Zewnętrzne siły i inne usterki
Obejmują one usterki spowodowane uderzeniami obcych obiektów, klęskami żywiołowymi, krótkimi spojeniami spowodowanymi zwierzętami i innymi nieprzewidywalnymi zewnętrznymi lub przypadkowymi czynnikami.
