Σύντομη Ανάλυση των Κλειδίων Σημείων για τη Λειτουργία και Συντήρηση Υψηλής Τάσης Εναπόστημων Παρακαμπτήρων SF6

1 Επισκόπηση

Οι προστατικοί σωλήνες μπορούν να συνδέουν και να αποσυνδέουν διατάξεις σύμφωνα με τον τρόπο λειτουργίας υπό κανονικές συνθήκες. Μπορούν επίσης να κόψουν γρήγορα εσφαλμένη εξοπλισμό βασιζόμενοι σε δευτερεύουσες σήματα προστασίας όταν παρουσιάζεται σφάλμα, ή να συνδέσουν τη διατάξη για να επαναφέρουν την παροχή ρεύματος μετά την εξάλειψη ενός προσωρινού σφάλματος. Έτσι, έχουν διπλή λειτουργία ελέγχου και προστασίας. Σήμερα, υπάρχουν περισσότερες από εκατόν υποσταθμοί στην περιοχή Pingdingshan. Σε κάθε υποσταθμό, απαιτούνται προστατικοί σωλήνες για κάθε εξερχόμενη γραμμή, κάθε πλευρά εισερχόμενης γραμμής και τη σύνδεση διπλών μητρών. Οι υψηλής τάσης SF₆ προστατικοί σωλήνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε 110 kV και 220 kV υποσταθμούς λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η ισχυρή δύναμη διακοπής, η γρήγορη ενέργεια, η εύκολη συντήρηση και η υψηλή σταθερότητα.

Οι υψηλής τάσης προστατικοί σωλήνες αποτελούνται κυρίως από κινούμενα επαφές, σταθερές επαφές, διατμητικές καμίνες και ρυθμιστικές μονάδες. Τα κινούμενα και σταθερά επαφές βρίσκονται μέσα στη διατμητική κάμινα και χρησιμοποιούνται για τη διακοπή του ρεύματος. Η σταθερή επαφή παραμένει στη θέση της, ενώ το κινούμενο επαφή ενεργοποιείται από το μηχανισμό λειτουργίας για να επιτρέπει στον προστατικό σωλήνα να ολοκληρώσει τις λειτουργίες ανοίγματος και κλεισίματος. Ο μηχανισμός λειτουργίας συνδέεται με το κινούμενο επαφή μέσω ενός μηχανισμού μεταφοράς και ενός απομονωτικού κολόνου.

Παρ' όλο που η απόδοση των κοινώς χρησιμοποιούμενων υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων είναι σχετικά ολοκληρωμένη, μπορεί να παρουσιαστούν αποτυχίες κατά τη λειτουργία λόγω αλλαγών στο δίκτυο, εξωτερικού περιβάλλοντος και εσωτερικών παραγόντων. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τους υψηλής τάσης SF₆ προστατικούς σωλήνες που χρησιμοποιούνται σε 220 kV υποσταθμούς, αυτό το άρθρο συνοψίζει τα κοινά προβλήματα κατά τη λειτουργία τους και τα αντίστοιχα μέτρα επιχείρησης.

2 Ανάλυση Υπάρχων Προβλημάτων και Κλειδιά Λειτουργίας και Συντήρησης

Πολλές συνιστώσες των υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων, όπως οι μηχανισμοί λειτουργίας, μηχανισμοί μεταφοράς, διατμητικές μονάδες και ρυθμιστικές μονάδες, είναι ευάλωτες σε διάφορες αποτυχίες κατά τη λειτουργία. Στην προηγούμενη λειτουργία των υποσταθμών στην περιοχή Pingdingshan, έχουν σημειωθεί τα εξής περιστατικά:

• Οι υψηλής τάσης SF₆ προστατικοί σωλήνες υποχρεωτικά σταμάτησαν τη λειτουργία τους λόγω διαρροής αερίου SF₆.

• Η πίεση κλείστηκε λόγω σοβαρής διαρροής λάδιου στον υδραυλικό μηχανισμό, ή η αποθήκευση ενέργειας απέτυχε λόγω ανωμαλιών στον ελαστικό μηχανισμό, εμποδίζοντας τους υψηλής τάσης SF₆ προστατικούς σωλήνες να διακόπτουν φυσικά το ρεύμα.

• Ο προστατικός σωλήνας αρνήθηκε να λειτουργήσει λόγω προβλημάτων μέσα στον μηχανισμό, όπως ένας σπασμένος ελεγκτικός κύκλος, που εμποδίζει την εκπλήρωση των απαιτήσεων ανοίγματος και κλεισίματος.

• Οι υψηλής τάσης SF₆ προστατικοί σωλήνες καταστράφηκαν λόγω καταστροφής εισόδους από πορσελάνη.

• Η υπερθέρμανση που προκλήθηκε από προβλήματα ρυθμιστικής μονάδας οδήγησε στην αδυναμία των υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων να λειτουργήσουν φυσικά.

• Ο προστατικός σωλήνας υπέστη διάφορες βαθμίδες καταστροφής και δεν μπόρεσε να διατηρήσει τη φυσική λειτουργία του λόγω της επιρροής του εξωτερικού περιβάλλοντος ή της καταστροφής της μονάδας απομόνωσης.

Αυτά τα προβλήματα μπορούν να προκαλέσουν σημαντική καταστροφή σε διάφορες βαθμίδες στους υψηλής τάσης SF₆ προστατικούς σωλήνες και να επηρεάσουν τη φυσική λειτουργία τους. Κατά την καθημερινή επιθεώρηση και συντήρηση, πρέπει να δοθεί περισσότερη προσοχή στην επιθεώρηση αυτών των συνιστωσών των υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων για τη βελτίωση της αξιοπιστίας παροχής ρεύματος στο δίκτυο. Στη συνέχεια, παρέχεται μια ξεχωριστή ανάλυση των παραπάνω προβλημάτων.

2.1 Διατμητική Μονάδα

Οι υψηλής τάσης SF₆ προστατικοί σωλήνες πρέπει να έχουν αρκετή δύναμη αναπνέουσας αρκετής ανάκτησης διελκτικής ισχύος για να εμποδίσουν αποτελεσματικά την επαναφορά της αρκετής αρκετής σταθεράς ροής. Η διαδικασία διατμητικής των υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων λαμβάνει χώρα στη διατμητική κάμινα, η οποία αποτελείται κυρίως από κινούμενα και σταθερά κύρια επαφές, κινούμενα και σταθερά αρκετά επαφές, μεγάλα και μικρά διαφύλαξη, έναν συμπιέζοντα κύλινδρο και έναν κύλινδρο. Συγκεκριμένα:

• Τα κύρια επαφές μεταφέρουν το ρεύμα όταν ο προστατικός σωλήνας λειτουργεί φυσικά.

• Τα αρκετά επαφές είναι συνδεδεμένα παράλληλα με τα κύρια επαφές, και ο δρόμος τους είναι μεγαλύτερος από αυτόν των κυρίων επαφών. Μπορούν να αντέξουν όλη την αρκετή έρεση κατά τη διακοπή ή σύνδεση του ρεύματος, έτσι προστατεύοντας τα κύρια επαφές από καταστροφή.

• Τα διαφύλαξη περιορίζουν την κατεύθυνση και την ταχύτητα ροής του αερίου για να επιτευχθεί η καλύτερη αναπνέουσα αρκετής.

• Ο κύλινδρος συμπιέζει το αέριο στον συμπιεζόμενο κύλινδρο όταν το κινούμενο επαφή κινείται, αυξάνοντας την πίεση του αερίου στον κύλινδρο για να φτάσει στην τελική αναπνέουσα αρκετής.

Κατά τη λειτουργία, η διαρροή αερίου SF₆ θα επηρεάσει άμεσα τη σταθερή λειτουργία του προστατικού σωλήνα. Όταν η πίεση του αερίου πέφτει κάτω από το όριο, ο προστατικός σωλήνας θα εκδώσει ένα σήμα ειδοποίησης ή θα κλειδωθεί λόγω χαμηλής πίεσης. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να παρουσιαστεί σφάλμα, πιθανώς επεκτείνοντας την περιοχή της διακοπής ρεύματος.

2.2 Μηχανική Μονάδα

Η μηχανική απόδοση των υψηλής τάσης SF₆ προστατικών σωλήνων καθορίζει άμεσα την δυναμική τους διατμητικής και επηρεάζει την ταχύτητα και το χρόνο ανοίγματος και κλεισίματος. Η μηχανική μονάδα μπορεί να χωριστεί περίπου σε μηχανισμό λειτουργίας και μηχανισμό μεταφοράς. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία για αποτυχίες προστατικών σωλήνων, το 63.2% των αποτυχιών προστατικών σωλήνων στην Κίνα προκαλείται από τον μηχανισμό λειτουργίας.

Οι μηχανισμοί λειτουργίας SF₆ προστατικών σωλήνων που χρησιμοποιούνται σε 110 kV και άνω υποσταθμούς στην περιοχή Pingdingshan χωρίζονται περίπου σε υδραυλικούς μηχανισμούς και ελαστικούς μηχανισμούς. Οι ελαστικοί μηχανισμοί χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η απλή μηχανική δομή, η εύκολη συντήρηση, η γρήγορη ανταπόκριση, η φιλικότητα προς το περιβάλλον και η χαμηλή κόστος. Ωστόσο, ως περνάει ο χρόνος, η ελαστικότητα της ελαστικής μπορεί να αδυναμώσει. Μπορεί να υπάρξει κατάσταση όπου ο προστατικός σωλήνας αποτυγχάνει να κόψει το ρεύμα σφάλματος λόγω της αδυναμίας της ελαστικής να αποθηκεύσει ενέργεια, ή η επανάληψη αποτυγχάνει επειδή η ελαστική δεν αποθηκεύει ενέργεια κατά την επανάληψη.

Οι υδραυλικοί μηχανισμοί έχουν τα πλεονεκτήματα της ισχυρότερης αξιοπιστίας, της υψηλότερης ασφάλειας και της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής. Όταν η υδραυλική τιμή πέφτει κάτω από το όριο, η ενεργοποίηση της μηδενικής πίεσης θα ενεργοποιηθεί για να αποφύγει την βραδύτητα του ανοίγματος λόγω απώλειας πίεσης. Το σύστημα ελέγχου θα ενεργοποιήσει τον κινητήρα για να αυξήσει την πίεση, και μετά από ένα προσδιορισμένο χρονικό διάστημα, ο χρονοδιακόπτης θα κόψει τον ελεγκτικό κύκλο για να σταματήσει την αύξηση της πίεσης.

Επιπλέον, οι μηχανισμοί μεταφοράς, όπως οι σύνδεσεις, τα κρανιά και οι περιστρεφόμενες άξονες, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία ανοίγματος και κλεισίματος. Κατά τη λήψη σημάτων ανοίγματος και κλεισίματος, οι ελαστικές αποθηκεύουν ενέργεια και οδηγούν τις επαφές να ολοκληρώσουν τις λειτουργίες ανοίγματος και κλεισίματος μέσω μηχανισμών μεταφοράς, όπως οι σύνδεσεις και τα κρανιά. Εάν οι σύνδεσεις, τα κρανιά ή οι περιστρεφόμενες άξονες είναι καμπυλωμένες ή σπασμένες, θα επηρεάσει την κανονική μεταφορά κατά τη διαδικασία ανοίγματος και κλεισίματος του προστατικού σωλήνα.

2.3 Λειτουργικό Περιβάλλον

Οι εξωτερικοί υψηλής τάσης SF₆ προστατικοί σωλήνες πρέπει επίσης να προσέξουν την επίδραση των αλλαγών στο λειτουργικό περιβάλλον κατά τη λειτουργία. Για παράδειγμα, σε συνθήκες ισχυρού ανέμου, οι συνδεσμοί μπορεί να κυμαίνονται σημαντικά ή ξένα αντικείμενα μπορεί να πιάσουν. Όταν οι καταιγίδες πλήττουν το δίκτυο ή το σύστημα καθαρίσματος, μπορεί να προκληθεί ένα σημαντικό σημάντρο υπερτάσης, που θα προκαλέσει την απόσυρση του προστατικού σωλήνα. Σε συνθήκες βροχής ή χιονιού, η επιφάνεια του προστατικού σωλήνα είναι ευάλωτη στην υγρασία, η οποία μπορεί να δημιουργήσει μια διακριτή αποδοχή. Εάν η επιφάνεια είναι μολυσμένη, μπορεί να προκύψει ένα πιο σοβαρ