Stutt greining á aðalpunktum við starfsemi og viðhaldi í hágildis SF6 straumskilum

1 Yfirlit

Stöðvarbrot mun tengja og skipta tengingum eftir því hvernig verkefnið er stjórnað undir venjulegum aðstæðum. Þau geta einnig flýtlega skipt úr mögulegum vandamálum með tilliti til aðstoðarmerkjana sem koma í veg fyrir að vandamál kemur upp, eða tengt straumi til að endurtaka gagnfræði eftir að brottfall hefur verið orðað. Þannig hafa þau tvíverk af stýringu og tryggind. Nú eru yfir hundrað stöðvar í Pingdingshan svæðinu. Í hverri stöðu er nauðsynlegt að hafa stöðvarbrot fyrir hverja útferð, fyrir inntakssíðu og tengingu tveggja móðurmóta. Hágildis SF₆ stöðvarbrot eru víðtæklega notað í 110 kV og 220 kV stöðvum vegna kostanna eins og sterkt brytingargildi, flýtileg aðgerð, auðvelt viðhald og há staðfestni.

Hágildis stöðvarbrot eru aðallega samsett af færilegum snertipunktum, ófærilegum snertipunktum, brytingarlokum og leiddreifingareiningum. Færilegir og ófærilegir snertipunktar eru staðsettir innan brytingarloksins og notuð til að skipta úr straumi. Ófærilegur snertipunktur er stilltur, en færilegur snertipunktur er dreifinn af virkniarmekinanum til að leyfa stöðvarbrotinu að ljúka opnun og lokun. Virkniarmekkinu er tengt við færilegan snertipunkt með millibirtingarvirkni og ógefinn dregur.

Þrátt fyrir að algengu hágildis SF₆ stöðvarbrotin hafi nú fullkomna gildi, geta villur ennþá komist upp á meðan stöðvarbrotin eru í gangi vegna breytinga á rafkerfi, ytri umhverfi og innri ástæðum. Með hágildis SF₆ stöðvarbrot sem notað eru í 220 kV stöðvum sem dæmi, er í þessu ritum fjallað um algengustu vandamál sem koma upp á meðan þau eru í gangi og samsvarandi aðgerðir til að meðhöndla þau.

2 Vanskilningur af tilgangnum og mikilvægustu punktum starfs- og viðhalds

Fleiri hlutar af hágildis SF₆ stöðvarbrotinu eins og virkniarmekki, millibirtingarvirkni, brytingarlök og leiddreifingareiningar eru líkleg að komast í brott fyrir ýmis villur á meðan þau eru í gangi. Áður í starfi stöðva í Pingdingshan svæðinu hafa eftirfarandi atburðir komist upp:

• Hágildis SF₆ stöðvarbrot voru tvungin að hætta að vinna vegna SF₆ loftslékkjar.

• Tryggindarhlutleysa kom upp vegna alvarlegs olíulekkjar í vatnshydraulíska mekananum, eða geymsla mistók vegna óeiginleika í fjörlamakanum, sem leiðaði til að hágildis SF₆ stöðvarbrotin geti ekki skipt úr straumi á réttan hátt.

• Stöðvarbrotin höfðu brott komist vegna aðstæða innan virkniarmekkinsins sjálfs, eins og brotnaður stýringarhraði, sem hindraði þau að uppfylla kröfur fyrir opnun og lokun.

• Hágildis SF₆ stöðvarbrot voru skemmt vegna brotnaðar porseinsulsu.

• Ofhitt vegna leiddreifingarafla leidde til að hágildis SF₆ stöðvarbrotin geti ekki vinnað á réttan hátt.

• Stöðvarbrotin fengu mismunandi skemmdir og geti ekki haldað áfram að vinna á réttan hátt vegna áhrifa ytri umhverfis eða skemmdar á ofangreindri hlutinu.

Þessi vandamál geta valdið skemmdir á hágildis SF₆ stöðvarbrotinum í mismunandi mogni og áhrif á þeirra rétta starfsemi. Í daglegri athugun og viðhaldi ætti að leggja mikið af merki á að athuga þessa hluti af hágildis SF₆ stöðvarbrotin til að bæta gagnfræði rafkerfisins. Eftirfarandi er sérstakt greining á ofangreindum vandamálum.

2.1 Brytingarlök

Hágildis SF₆ stöðvarbrot verða að hafa nógu stórt brytingargildi og dielectric endurheimtustyrk til að efektískt forðast brytingarfjölgun við núllgildi. Brytingarferlið fyrir hágildis SF₆ stöðvarbrot fer fram í brytingarlokinu, sem er aðallega samsett af færilegum og ófærilegum aðalpunkti, færilegum og ófærilegum ark punkti, stórum og litlum blástöngum, smjörpunarskálum og stökkum. Sérstaklega:

• Aðalpunktar bera straum á meðan stöðvarbrotin eru í gangi.

• Ark punktar eru tengdir í samsíðu við aðalpunkta, og ferð þeirra er stærri en ferð aðalpunkta. Þeir geta standið allar brytingar á meðan straum er skipt úr eða lokað, þannig að vernda aðalpunkta frá skemmdir.

• Blástöngurnar takmarka stefnu og hraða straums til að ná bestu brytingargildi.

• Stakkur smjörpur loft í smjörpunarskálunni þegar færilegur punktur færir sig, aukar þannig gildi í skálunni til að ná bestu brytingargildi.

Á meðan stöðvarbrotin eru í gangi, mun SF₆ loftslékkja beinlínis árekstur á öruggu starfsemi stöðvarbrotins. Þegar gildi loftslagsins fer niður undir markmið, mun stöðvarbrotið senda varskoð eða verða lokad vegna lágs gildis. Í þessari aðstæðu gæti komið upp að vandamál, sem getur aukað rafmagnsloka svæði.

2.2 Verkþáttur

Verkþáttur hágildis SF₆ stöðvarbrotins árekstur beint á þeirra brytingargildi og áhrif á opnun og lokun. Verkþátturinn má erfitt skipta í virkniarmekkin og millibirtingarvirkni. Samkvæmt tölfræðigögnum um stöðvarbrotavillur, eru 63,2% af stöðvarbrotavillunum í Kína valin af virkniarmekkinu.

Virkniarmekkin hágildis SF₆ stöðvarbrotin sem notað eru í 110 kV og hærri stöðvum í Pingdingshan svæðinu eru erfitt skipt í vatnshydraulíska mekananum og fjörlamakanum. Fjörlamakanum er víðtæklega notað vegna kostanna eins og einfaldur verkþáttur, auðvelt viðhald, flýtilegt svar, umhverfisvenjuleiki og læsir kostnaður. En eftir að stund hækkar, mun fjörlan skemma. Gætu verið tilfelli þar sem stöðvarbrotin geta ekki skipt úr vandamálströmu vegna mistóks á opnunar fjörlan, eða endurteknings mistóks vegna lokunar fjörlans.

Vatnshydraulíska mekanan hafa kosti eins og stærri öruggi, hærra öryggi og lengri notkunartími. Þegar vatns gildi fer niður undir markmið, mun núlltryggindarhlutleysa vera virk til að forðast hægar opnun vegna gildimistóks. Stýringarkerfið byrjar á að hækka gildi með hjálp af motor, og eftir ákveðinn tíma mun tímaröð skipta úr stýringarhraðinu til að hætta að hækka gildi.

Í viðbót eru millibirtingarvirkni eins og tengingar, skammbylingar og snúningarásar spurningar í opnun og lokun. Þegar tekar opnun og lokunarsignala, opnar og lokar fjörlan skipta út af og keyra snertipunkt til að ljúka opnun og lokunarverkefnum með millibirtingarvirkni eins og tengingar og skammbylingar. Ef tengingar, skammbylingar eða snúningarásar eru skekur eða brottnir, mun áhrifa normalega millibirting á opnun og lokun stöðvarbrotins.

2.3 Starfsúrvals

Útvarps SF₆ stöðvarbrot ætti að leggja mikið af merki á áhrifi breytinga á starfsúrvalinu á meðan þau eru í gangi. Til dæmis, í sterkum vindur, munu lead wires swing significantly or foreign objects may get caught on them. When lightning strikes the power grid or the grounding system, over-voltage surges may occur, causing the circuit breaker to trip. In rainy or snowy conditions, the surface of the circuit breaker is prone to moisture, which may form corona discharge. If the surface is contaminated, more serious pollution flashover may occur. In the case of snow accumulation or icing, the joints may overheat. When the temperature changes suddenly, the oil level and gas pressure of the circuit breaker may also change suddenly, resulting in a decrease in insulation performance and affecting its opening and closing speed.

2.4 Insulation Part

The insulation part serves to isolate the equipment from the air. Commonly-used insulation materials include porcelain insulators, composite insulators, and silicone rubber insulators. Currently, the external insulation of SF₆ circuit breakers in the Pingdingshan area is mostly made of porcelain.

During operation, the insulation performance of porcelain insulators may severely decline or even be lost due to factors such as their own poor quality, unqualified installation, sudden temperature changes, or excessive over-voltage surges. If the external insulation of high-voltage SF₆ circuit breakers is unevenly stressed during installation, the damage to the external insulation will worsen during long-term operation. In severe cases, cracks or breakages may occur on the surface of the porcelain.

Moreover, sudden changes in the external temperature can significantly reduce the bending and tensile strength of insulation materials. If mechanical forces are applied at this time, the insulation part may be damaged or even punctured. When the external insulation is subjected to over-voltage, partial discharge may be triggered. If there is dust or dirt on the surface of the external insulation, and the environment is humid, pollution flashover may occur under the action of a high-voltage electric field.

3 Countermeasures

Since there are many outgoing lines in 220 kV substations, and accordingly, a large number of SF₆ circuit breakers, to reduce the occurrence of the above-mentioned problems, a reasonable inspection cycle and maintenance cycle should be formulated, a complete defect handling process and equipment acceptance standard should be established, focusing on accident prevention, and a complete closed-loop management system should be established.

3.1 Formulating a Reasonable Inspection Cycle

The normal operation of circuit breakers depends on the daily inspection by operation and maintenance personnel. By formulating a reasonable inspection cycle, defects in circuit breakers can be detected in a timely manner, preventing the defects from expanding and causing accidents. The following briefly describes the key points to be noted during the inspection of 220 kV high-voltage SF₆ circuit breakers.

• Routine inspections should be carried out at least once a week. This mainly involves routine inspections of the appearance of the circuit breaker, abnormal sounds, equipment leakage, operating environment, and tracking and inspection of defects and potential hazards. Special attention should be paid to checking whether the pressure value and oil level of the high-voltage SF₆ circuit breaker are within the normal range, recording the pressure value, observing whether the oil color is normal, and whether energy storage can be carried out normally.

• Comprehensive inspections should be carried out at least once a month. Based on routine inspections, the cabinet doors of equipment in the substation are opened for inspection. Operating data such as the gas pressure value and oil level value of the circuit breaker are recorded; it is checked whether the cabinet doors of the circuit breaker are tightly closed, whether the holes are well-blocked, and whether the dehumidification and temperature-control devices can operate normally; whether the opening and closing coils have discoloration, abnormal odors, or signs of burning; whether the operating mechanism and transmission mechanism of the circuit breaker are normal; and whether the secondary wiring has overheating, looseness, or breakage.

• Inspection in the dark should be carried out at least once a month. This refers to inspections carried out at night with the lights off, focusing on checking whether the lead wires, joints, and clamps are overheating, and whether there is any discharge on the external insulation.

• Special inspections are carried out to prevent the circuit breaker from malfunctioning, refusing to operate, deforming in structure, suffering insulation damage, discharging, or experiencing pollution flashover due to changes in the external environment or the operation mode of the system, which may affect the normal operation of the circuit breaker. Specific situations have different inspection cycles.

3.2 Formulating a Reasonable Maintenance Cycle

Regular inspections are aimed at better detecting problems, while regular maintenance can better prevent small defects from developing into major accidents. The following are several common maintenance items for circuit breakers.

• Cabinet maintenance is carried out once every six months. It focuses on checking whether the sealing strips, cabinet door hinges, and handles are damaged, whether the cabinet is rusted, and whether the grounding marks are intact.

• Blocking maintenance is carried out once a month. Fire-resistant blocking materials should be used for blocking, and insulating materials such as fire-resistant boards should be used if necessary to ensure tight blocking and prevent the blocking material from collapsing.

• Maintenance of dehumidification and heating devices and lighting devices is carried out once a quarter. It is determined whether the dehumidification and heating devices are operating normally according to environmental changes. At the same time, it is checked whether the lighting devices inside the cabinet are normal, and whether their contact switches and circuit wiring are loose.

3.3 Establishing a Defect Handling Process

Defects found during inspections and maintenance should be recorded, and reported in a timely manner according to their severity. Later, maintenance personnel should promptly conduct experiments and maintenance work. After maintenance, operation and maintenance personnel are responsible for equipment acceptance, and the equipment is put into operation only after it passes the acceptance. Through the whole-process closed-loop management of discovery-filing-reporting-handling-acceptance, not only can the service life of equipment be extended, but also the occurrence of accidents can be reduced, and high-quality electric energy can be better provided to users.

3.4 Precautions for Acceptance

Circuit breakers should be accepted and pass the inspection before being put into operation after new installation or maintenance. During acceptance, it should be ensured that there are no remnants from maintenance on the circuit breaker; the porcelain insulators are clean and undamaged; the SF₆ gas pressure gauge and oil level gauge are normal; the hydraulic mechanism or spring mechanism can store energy normally; the cabinet is well-sealed, and the joints are not loose or deformed; and the position signals and abnormal alarm signals can operate correctly.

4 Conclusion

The operation and maintenance management of circuit breakers is a dynamic process. In daily work, the sense of responsibility of operation and maintenance personnel should be strengthened. They should strictly follow the regulations for corresponding inspections and maintenance, and a reasonable closed-loop management system for equipment should be formulated to ensure the normal operation of equipment and the stable operation of the power grid.