Analiza često pojavljujućih kvarova visokonaponskih prekidača sa SF6 u održavanju podstajica

1 Osnovna struktura i princip rada visokonaponskih SF₆ prekidnika

Visokonaponski SF₆ prekidnici, kao nezamenjivi ključni opremi u energetskom sistemu, njihova struktura i princip rada su temelji koji osiguravaju sigurno i stabilno funkcionisanje mreže. Sastoje se od mnogo preciznih komponenti, uključujući ali ne ograničavajući izolatore, vodne delove, komore za gasenje lukovi, mehanizme za pomicanje i kontrole okvire. Izolatori obično koriste materijale visoke čvrstoće kako bi izdržali elektrostatički stres u visokonaponskom okruženju; vodni delovi su izrađeni od metala sa visokom električnom provodljivošću kako bi se osiguralo gladko proticanje struje.

Komora za gasenje luka je srce prekidnika. Koristi reaktivne supstance generisane dekompozicijom SF₆ gasa pod dejstvom luke kako bi brzo ohladila luku i ubrzala oporavak izolacione snage, time ostvarujući brzo i sigurno prekid struje. SF₆ gas, kao šestični fluorid sumpora, njegove odlične izolacione i gasilne osobine su glavni razlozi njegove šire primene u visokonaponskim prekidnicima. U trenutku kada struja prolazi nul-točku, SF₆ gas može efektivno ugasi luku i sprečiti ponovno zapaljenje luke, osiguravajući da prekidnik može pouzdano završiti zadatak prekida. Takođe, SF₆ gas ima odlične sigurnosne osobine, koje mogu efektivno izolovati unutrašnje okruženje od vanjske vlage i zagađivača. To je od velike važnosti za održavanje čistoće i suhe unutrašnje sredine prekidnika, time osiguravajući da oprema može stabilno raditi dugi period vremena.

U pogledu dizajna, visokonaponski SF₆ prekidnici su takođe opremljeni naprednim mehanizmima za pomicanje i kontrolnim okvirima. Ove komponente rade u koordinaciji kako bi osigurali da prekidnik može odgovarati na razne složene operativne zahteve mreže. Mehanizam za pomicanje je odgovoran za izvršenje otvaranja i zatvaranja prekidnika, dok kontrolni okvir nadgleda i prilagođava radni status prekidnika kako bi se osigurala tačnost i pouzdanost njegovih akcija.

2 Česte greške visokonaponskih SF₆ prekidnika u održavanju transformatorne stanice
2.1 Curenje SF₆ gasa

Curenje SF₆ gasa je jedna od najčešćih grešaka u SF₆ prekidnicima. Takvo curenje dovede do smanjenja izolacionih performansi unutar prekidnika, što će uticati na njegov normalan rad. Razlozi za curenje mogu uključivati staranje i oštećenje sigurnosnih zatega, ili loše zategivanje tijekom instalacije. Curenje gasa ne samo smanjuje performanse prekidnika, već može uzrokovati i štetu životnoj sredini, jer je SF₆ gas koji ima značajan uticaj na globalno zagrevanje.

2.2 Greška u mehanizmu za pomicanje

Mehanizam za pomicanje je ključni deo prekidnika odgovoran za otvaranje i zatvaranje. Ako mehanizam za pomicanje ne radi, to može dovesti do nepravilnog funkcionisanja prekidnika. Takve greške mogu uključivati nedostatak energije u opruzi, curenje hidrauličnog ulja, curenje stisnutog zraka u pnevmatskom sistemu i druge probleme. Greška u mehanizmu za pomicanje ne samo utiče na performanse prekidnika, već može i opasno uticati na sigurno i stabilno funkcionisanje celog energetskog sistema.

2.3 Iznos kontakti

Kada prekidnik često funkcionira ili dugo radi, kontakti (vodni delovi) mogu se istrošiti, što će uticati na električnu provodljivost i sposobnost otvaranja i zatvaranja prekidnika. Kada istrošenje bude ozbiljno, to može dovesti do problema poput zagrijavanja i sagorevanja kontakata, a može čak dovesti i do nepravilnog funkcionisanja prekidnika, što će uticati na stabilno snabdevanje strujom energetskog sistema.

2.4 Greška pomoćnog prekidača i zaštitnog okvira

Pomoćni prekidač se koristi za praćenje statusa prekidnika, a zaštitni okvir zaštiti prekidnik od oštećenja uzrokovanog greškama. Ako ove komponente ne rade, to može dovesti do toga da prekidnik ne može ispravno reagovati na zahtjeve za zaštitom sistema, što će uticati na sigurnost celog energetskog sistema.

2.5 Problem preopterećenja

Preopterećenje može nastati kada prekidnik vrši akciju otvaranja, a takva situacija može dovesti do oštećenja okružujuće električne opreme. Da bi se smanjio ovaj uticaj, obično se instaliraju uređaji za zaštitu od preopterećenja, kao što su ograničivači. Mjere zaštite od preopterećenja su ključne za osiguranje stabilnog funkcionisanja energetskog sistema i sigurnosti opreme.

2.6 Staranje ili oštećenje mehaničkih komponenti

Tijekom dugotrajnog rada ili u teškim uslovima, mehaničke komponente prekidnika mogu se istrošiti, deformirati itd., što će uticati na njihove mehaničke performanse. Oštećenje mehaničkih komponenti može dovesti do toga da prekidnik ne može normalno raditi, a može čak dovesti i do sigurnosnih incidenta.

3 Mjere održavanja i popravke čestih grešaka visokonaponskih SF₆ prekidnika u održavanju transformatorne stanice
3.1 Održavanje i popravka curenja SF₆ gasa

Da bi se osiguralo sigurno funkcionisanje opreme sa SF₆ gasom, preporučljivo je koristiti ultrazvučne detektore curenja ili halogen detektore. Obje su efikasne alate za otkrivanje curenja SF₆ gasa. Redovni pregledi mogu vremenski otkriti potencijalne tačke curenja, a odgovarajuće mjere mogu se poduzeti kako bi se spriječilo curenje gasa da bi nanijelo štetu životnoj sredini i opremi.

U svakodnevnom održavanju, status sigurnosnih zatega treba pažljivo pratiti. Kada se otkriju znaci staranja ili oštećenja sigurnosnih zatega, oni moraju biti odmah zamenjeni. Tijekom zamene sigurnosnih zatega, treba strogo praviti prema zahtjevima za zategivanjem koji su navedeni od strane proizvođača kako bi se osiguralo da novi sigurnosni zategovi ispravno postavljeni i da ispunjavaju svoju funkciju, osiguravajući zategivanje i bezbednost rada opreme.

Tijekom procesa nadzora, ako se otkrije smanjenje pritiska SF₆ gasa, što može biti znak curenja gasa, trebaju se odmah poduzeti mjere da se dopuni gas kako bi se osiguralo da oprema održava normalni radni pritisak. Kada se dopunjuje gas, treba koristiti visoko čisti SF₆ gas koji ispunjava standarde kako bi se spriječilo uticaj na izolacione performanse opreme zbog nedostatka čistoće gasa. Takođe, tijekom procesa punjenja gasa, treba strogo kontrolirati uvodljivost zagađivača kako bi se osigurala čistoća gasa, time osiguravajući stabilno funkcionisanje opreme i produžavajući njen vremenski život.

3.2 Održavanje i popravka grešaka u mehanizmu za pomicanje

Da bi se osiguralo normalno funkcionisanje mehanizma za pomicanje, treba redovno provjeravati situaciju skupljanja energije u opruzi kako bi se osiguralo da opruga ima dovoljno rezervisanu energiju. Za opremu sa hidrauličkim mehanizmom za pomicanje, nivo hidrauličnog ulja mora biti pažljivo provjeravan kako bi se vidjelo da li je na odgovarajućem nivou, a kvalitet ulja treba procijeniti kako bi se osiguralo da ispunjava standardne zahtjeve. Kada se otkrije da nivo ulja nije dovoljan ili da se kvalitet ulja pogoršao, trebaju se odmah poduzeti mjere da se dopuni ili zameni hidraulični ulj, kako bi se održao normalan rad sistema.

Za opremu sa pnevmatskim mehanizmom za pomicanje, redoviti pregledi su nužni. To uključuje praćenje pritiska stisnutog zraka kako bi se osiguralo da je u sigurnoj i efektivnoj granici, kao i provjeru integriteta sigurnosnih komponenti kako bi se spriječilo curenje zraka, što može dovesti do smanjenja performansi opreme ili operativnog neuspjeha. Putem ovih preventivnih mjera, može se osigurati stabilnost i pouzdanost pnevmatskog sistema.

Da bi se održala efikasna radnja mehanizma za pomicanje, redovita čišćenja i smariranja mehaničkih komponenti su od velike važnosti. Čišćenje može ukloniti nakupljenu prljavštinu i zagađivače kako bi se spriječilo njihovo uzrokovano istrošenje ili blokiranje opreme; odgovarajuće smariranje može smanjiti trenje između komponenti i smanjiti rizik od operativnih neuspjeha.

3.3 Održavanje i popravka istrošenja kontakata

Da bi se osiguralo sigurno i stabilno funkcionisanje električne opreme, stanje istrošenja kontakata mora biti pažljivo provjereno tijekom svakog održavanja. Tijekom pregleda, trebaju se koristiti precizni merni alati za merenje debljine kontakata kako bi se osiguralo da je unutar određene dozvoljene granice. Kada se otkrije da je količina istrošenja kontakata premašila određenu dozvoljenu granicu, radi spriječavanja mogućih neuspjeha i opasnosti, istrošeni kontakti moraju biti odmah zamenjeni.

Za kontakte s malim istrošenjem, ravnoteža površine može biti vraćena kroz profesionalne metode obrade. Međutim, tijekom obrade, dubina i sila obrade moraju biti strogo kontrolirane kako bi se spriječilo previše gubitka materijala kontakata zbog pretjerane obrade, što bi moglo uticati na normalno performanse i vremenski život kontakata. Stoga, rad obrade treba da se izvodi od strane iskusnih tehničara kako bi se osigurala preciznost i bezbednost operacije.

Da bi se efikasno produžio vremenski život kontakata, preporučljivo je optimizirati frekvenciju radnje prekidnika kako bi se smanjila neophodnost čestih operacija. Česte operacije ne samo ubrzavaju istrošenje kontakata, već mogu i dovesti do prekasnog staranja drugih komponenti električne opreme. Stoga, razumno planiranje i prilagođavanje frekvencije radnje i izbjegavanje neophodnih operacija su važne mere za poboljšanje vremenskog života kontakata i osiguranje stabilnog funkcionisanja opreme.

3.4 Održavanje i popravka grešaka pomoćnog prekidača i zaštitnog okvira

① Pregled pomoćnih prekidača
Da bi se osiguralo normalno funkcionisanje i bezbednost opreme, redoviti i detaljni pregledi pomoćnih prekidača su od velike važnosti. Taj proces uključuje temeljito pregledanje stanja kontakta prekidača kako bi se osiguralo dobro dodirivanje i da nema oštećenja ili korozije. Ako se tokom pregleda otkriju problemi poput lošeg dodira ili istrošenja, trebaju se odmah poduzeti mjere da se prilagodi ili zameni prekidač kako bi se spriječili mogući neuspjehi opreme ili sigurnosni incidenti.

② Testiranje zaštitnih okvira
Zaštitni okvir je ključni element za osiguranje sigurnog funkcionisanja električne opreme. Stoga, redovito i kompleksno testiranje zaštitnog okvira je neophodno. Taj test ima za cilj da se osigura da zaštitni okvir pouzdano i na vreme funkcioniše, i da brzo prekida struju u slučaju neobičnih situacija kako bi se spriječilo oštećenje opreme ili ljudska ozbiljna poštenja. Ako rezultati testa pokazuju da postoje problemi sa zaštitnim okvirom, poput odstupa kalibracije ili oštećenja komponenti, trebalo bi odmah izvršiti kalibraciju ili zameniti oštećene komponente kako bi se osigurala normalna funkcija okvira.

3.5 Održavanje i popravka problema preopterećenja

Da bi se osiguralo sigurno i stabilno funkcionisanje energetskog sistema, preporučljivo je instalirati ograničivače blizu prekidnika. To može efikasno sprečiti oštećenje opreme uzrokovanje preopterećenja prilikom radnje prekidnika zbog udara munje ili drugih razloga, time produžujući vremenski život opreme i osiguravajući njeno normalno funkcionisanje.

Da bi se dalje poboljšala efikasnost i bezbednost funkcionisanja energetskog sistema, preporučljivo je optimizirati modus radnje prekidnika. Posebno treba paziti da se izbegne radnja prekidnika kada sistemski napon značajno fluktuira ili kada se sistemski opterećenje značajno menja, kako bi se spriječili neuspjehi opreme ili sigurnosni incidenti zbog nepravilne radnje.

3.6 Održavanje i popravka staranja ili oštećenja mehaničkih komponenti

Treba izvršiti kompleksne pregledi mehaničkih komponenti prekidnika, uključujući ali ne ograničavajući prenosne vrene, spojnike, ležaje itd. Tijekom pregleda, posebna pažnja treba biti posvećena stepenu istrošenja, pukotinama, deformacijama i drugim fenomenima komponenti. Kada se otkriju znaci staranja ili oštećenja, trebaju se odmah izvršiti zamene ili popravke kako bi se spriječilo dalje proširenje neuspjeha.

Za ključne komponente poput prenosnih vreni i spojnica, trebalo bi redovito izvršiti smariranje kako bi se smanjilo istrošenje i produžio vremenski život. Takođe, za ranjive dijelove poput ležaja, njihov status rada treba redovito provjeravati kako bi se osiguralo gladko rotiranje i da nema anormalnih buka ili zagrijavanja. Kada je potrebno, trebaju se zameniti novi ležaji kako bi se osiguralo normalno funkcionisanje mehaničkih komponenti.

Za mehaničke komponente prekidnika, trebalo bi redovito izvršiti testove opterećenja kako bi se simulirale operacije u stvarnim radnim uslovima kako bi se testirale njihove performanse i pouzdanost. Kroz ove testove, mogu se vremenski otkriti potencijalni problemi, a odgovarajuće održavajuće mere mogu se poduzeti kako bi se osigurala stabilnost i bezbednost prekidnika u različitim radnim uslovima.

Za sve radove održavanja i popravke, trebaju se izraditi detaljne beleške, uključujući informacije poput modela zamenjenih komponenti, vremena održavanja i operatera. Ove beleške imaju važnu referentnu vrijednost za buduće radove održavanja i analizu neuspjeha, pomažući u poboljšanju efikasnosti održavanja i pouzdanosti funkcionisanja prekidnika.

3.7 Ostale mere održavanja

Da bi se osiguralo stabilno funkcionisanje energetskog sistema, treba redovito provjeravati radnu temperaturu prekidnika kako bi se spriječilo oštećenje opreme zbog previsoke temperature. Ovaj korak je ključan za osiguranje normalnog funkcionisanja opreme i produženje njenog vremenskog života.

Da bi se održao normalan radni status prekidnika, redovito čišćenje njegove kućišta je neophodno. Uklanjajući nagomilane prašine sa površine i sprečavajući koroziju i druge probleme, mogu se efikasno izbegnuti negativni uticaji ovih faktora na performanse opreme, osiguravajući bezbednost i pouzdanost energetskog sistema.

Sa stalnim napretkom tehnologije, vremenska tehnička modernizacija prekidnika je efikasan način da se poboljšaju njegove performanse i pouzdanost. Analizirajući radne uslove i historijske podatke opreme, potrebne tehničke nadogradnje mogu se izvršiti u ciljanom obliku kako bi se osiguralo da prekidnik može ispuniti zahteve modernih energetskih sistema.

4 Zaključak

U radu održavanja transformatorske stanice u energetskom sistemu, održavanje i otklanjanje grešaka visokonaponskih SF₆ prekidnika su od velike važnosti. Kroz redovite pregledi i odgovarajuće mere održavanja, mogu se efikasno spriječiti pojave neuspjeha, osiguravajući sigurno i stabilno funkcionisanje energetskog sistema. U tom procesu, tehničari trebaju strogo praviti prema procedurama rada, koristiti napredne alate za detektiranje i tehnologije, i neprekidno unapređivati kvalitet i efikasnost održavanja kako bi se osigurala pouzdana radnja energetskog sistema.