ประเภทและปัญหาทั่วไปของสวิตช์เกียร์แรงสูง

อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญในระบบพลังงานไฟฟ้า การเสื่อมสภาพของสภาพการทำงานของสวิตช์เกียร์เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการขัดข้องของระบบพลังงานไฟฟ้า แล้ว ข้อผิดพลาดทั่วไปในสวิตช์เกียร์แรงดันสูงคืออะไร?

I. การจำแนกประเภทของสวิตช์เกียร์แรงดันสูง

(1) ประเภทภายนอกและภายใน

ตามสถานที่ติดตั้ง สวิตช์เกียร์แรงดันสูงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทภายนอกหรือภายใน สวิตช์เกียร์ภายในมักใช้สำหรับระบบที่มีแรงดัน 10 kV หรือน้อยกว่า ตามการกำหนดวงจรหลัก สามารถแบ่งย่อยได้เป็นสวิตช์เกียร์สายเข้า/ออก สวิตช์เกียร์เชื่อมโยง สวิตช์เกียร์ส่วนบัส ฯลฯ ในสวิตช์เกียร์สายเข้า/ออก 10 kV มักจะติดตั้งเบรกเกอร์แบบแช่น้ำมันหรือแบบสุญญากาศ เบรกเกอร์เหล่านี้มักจะมาพร้อมกับกลไกการทำงานแบบสปริงหรือแม่เหล็กไฟฟ้า แต่บางแห่งอาจใช้กลไกการทำงานแบบมือหรือแม่เหล็กถาวร การออกแบบสวิตช์เกียร์ที่แตกต่างกันมีโครงสร้างที่แตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งส่งผลต่อการเลือกและติดตั้งเซ็นเซอร์

(2) ประเภทตรึงและดึงออกได้

ตามการใช้งาน สวิตช์เกียร์แรงดันสูงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทตรึงและดึงออกได้ (draw-out) ในอดีตโรงไฟฟ้ามักชอบใช้สวิตช์เกียร์แบบดึงออกได้สำหรับระบบบริการสถานี ในขณะที่ประเภทตรึงนั้นพบมากกว่าในระบบจ่ายไฟฟ้าสาธารณะ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ แนวทางปฏิบัติแบบดั้งเดิมกำลังเปลี่ยนแปลง เช่น สวิตช์เกียร์โลหะแบบดึงออกได้ได้พัฒนามาจากสวิตช์เกียร์แบบตรึงดั้งเดิม ประเภทนี้มีการออกแบบที่ปิดสนิทและมีช่องแยกทำงาน ทำให้มีความปลอดภัยในการทำงานเพิ่มขึ้น มีการล็อคป้องกันการผิดพลาดที่ดีขึ้น การบำรุงรักษาง่ายขึ้น และมีความน่าเชื่อถือในการทำงานเพิ่มขึ้นอย่างมาก

(3) การพัฒนาสวิตช์เกียร์แรงดันสูง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาและการแพร่หลายของเบรกเกอร์สุญญากาศขนาดกะทัดรัด สวิตช์เกียร์ติดกลาง (หรือเรียกว่าสวิตช์เกียร์ที่มีเบรกเกอร์ติดอยู่ในช่องกลาง) ได้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในฐานะสวิตช์เกียร์โลหะปิด ป้องกันด้วยเกราะ และดึงออกได้ประเภทใหม่ สวิตช์เกียร์ติดกลางมีข้อดีหลายประการ ที่สำคัญที่สุดคือ การลดขนาดของหน่วยดึงออกและการกลั่นกรองกระบวนการผลิตให้เป็นเครื่องจักร ทำให้มีความเที่ยงตรงในการผลิตรถเข็นและรางนำสูงขึ้น

บางผู้ผลิตยังส่งรถเข็น (รวมถึงเบรกเกอร์หลัก) และตู้สวิตช์เกียร์แยกกัน ทำให้สามารถประกอบและทดสอบที่หน้างานได้ง่าย โดยมั่นใจได้ว่าการใส่และดึงออกจะราบรื่น ด้วยการแลกเปลี่ยนที่ดี ประสิทธิภาพจะไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพพื้นที่ไม่เรียบ สวิตช์เกียร์โลหะปิดแบบดึงออกได้ประเภทนี้มีการดำเนินงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ตลอดจนการบำรุงรักษาง่าย นำไปสู่การยอมรับเพิ่มขึ้นในระบบจ่ายไฟฟ้า

II. การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดทั่วไปในสวิตช์เกียร์แรงดันสูง

การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดแสดงให้เห็นว่าข้อผิดพลาดส่วนใหญ่ของสวิตช์เกียร์มาจากปัญหาด้านฉนวน ด้านการนำไฟฟ้า และด้านกลไก

(1) ไม่สามารถทำงานหรือทำงานผิดพลาด

นี่เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในสวิตช์เกียร์แรงดันสูง สาเหตุมีสองหมวด หมวดแรกคือการเสียหายทางกลไกในระบบควบคุมและระบบส่งผ่าน เช่น การติดของกลไก การเปลี่ยนรูป การเคลื่อนย้ายหรือการชำรุดของส่วนประกอบ โซลินอยด์ทริป/คลอสที่หลวมหรือติด หมุดที่หักหรือหลวม และการล็อคที่เสียหาย หมวดที่สองเกิดจากวงจรควบคุมและวงจรเสริม รวมถึงการติดต่อที่ไม่ดีในสายไฟรอง ปลายสายที่หลวม การต่อสายที่ผิดพลาด คอยล์คลอส/ทริปที่ไหม้ (เนื่องจากการติดของกลไกหรือสวิตช์เลือกที่เสียหาย) การทำงานที่ไม่คล่องของสวิตช์เสริม และการเสียหายในแหล่งจ่ายไฟควบคุม คอนแทคเตอร์คลอส และสวิตช์จำกัด

(2) ข้อผิดพลาดในการเปิดและปิดวงจร

ข้อผิดพลาดเหล่านี้มาจากเบรกเกอร์เอง ในเบรกเกอร์แช่น้ำมัน ปัญหาทั่วไปคือการพ่นน้ำมันเมื่อเกิดวงจรสั้น การเสียหายของห้องอาร์ก การขาดความสามารถในการตัดวงจร และการระเบิดเมื่อปิดวงจร ในเบรกเกอร์สุญญากาศ ปัญหาทั่วไปคือการรั่วไหลของอินเทอร์รัปเตอร์สุญญากาศหรือกระบอกสูบ การลดระดับสุญญากาศ การฟื้นฟูเมื่อสลับธนาคารคอนเดนเซอร์ และการแตกของโคมเซรามิก

(3) ข้อผิดพลาดด้านฉนวน

สมรรถนะด้านฉนวนเกี่ยวข้องกับการดุลยภาพระหว่างแรงดันต่างๆ (รวมถึงแรงดันการทำงานปกติและแรงดันชั่วคราว) มาตรการป้องกัน (เช่น อาร์เรสเตอร์) และความแข็งแรงของฉนวน เพื่อให้ได้การออกแบบที่ปลอดภัยและประหยัด ข้อผิดพลาดด้านฉนวนส่วนใหญ่ปรากฏเป็น: การแฟลชโอเวอร์ภายนอกไปยังพื้น การแฟลชโอเวอร์ภายในไปยังพื้น การแฟลชโอเวอร์ระหว่างเฟส การแฟลชโอเวอร์แรงดันฟ้าผ่า การแฟลชโอเวอร์ การแฟลชโอเวอร์โดยฝุ่นละออง การเจาะหรือการระเบิดของอุปกรณ์ป้อนน้ำมันหรือคอนเดนเซอร์บุชชิ่ง การแฟลชโอเวอร์ของโพสต์ฉนวน การแฟลชโอเวอร์ การเจาะ หรือการระเบิดของเครื่องแปลงกระแส (CTs) ตลอดจนการแตกของฉนวนเซรามิก

(4) ข้อผิดพลาดด้านการนำไฟฟ้า

สำหรับสวิตช์เกียร์ที่มีแรงดัน 7.2–12 kV สาเหตุหลักของข้อผิดพลาดด้านการนำไฟฟ้าคือการติดต่อที่ไม่ดีที่ปลั๊กแยก ทำให้เกิดการร้อนและการหลอมละลายของตัวต่อ

(5) แรงภายนอกและข้อผิดพลาดอื่นๆ

รวมถึงแรงกระแทกจากวัตถุแปลกปลอม ภัยธรรมชาติ การเกิดวงจรสั้นจากสัตว์เล็กๆ และข้อผิดพลาดภายนอกหรืออุบัติเหตุที่ไม่คาดคิดอื่นๆ