Analyse og forbedring af udfaldet af slukningsbobinen forårsaget af energilagringsfejl i højspændings SF6-kredsløbsbryder
Højspændings SF₆ brydere er trefasede AC 50Hz udendørs højspændings elektriske udstyr. De anvender en selvenergi bukserende kammers struktur og er udstyret med fjederdrivmekanismer. Disse brydere har en simpel struktur, nem operation og høj sikkerhed og pålidelighed. Derfor bruges de bredt til kontrol og beskyttelse af transmissions- og distributionslinjer og kan også fungere som forbindelsesbrydere.
En 110kV system i en vis understation anvender denne type bryder. Men med øget driftstid kommer de utilstrækkeligheder i sekundærkredsløbet gradvist til syne. Især forekommer fejl, hvor slukningsbobinen brænder ud på grund af problemer i energilagringskredsløbet, ofte. Denne artikel tager et specielt fejl, der opstod under drift af denne type bryder, som eksempel for at gennemføre en analyse og foreslå tilsvarende forbedringsforanstaltninger.
1 Fejl Fænomen
En 110kV SF₆ bryder i en 220kV understation anvender en fjederdrivmekanisme som energilagringsenhed. Når bryderen er i åben position og lukningsekretsindikationen er normal, sender driftsmedarbejderne et lukningssignal. Imidlertid lukkes bryderen ikke kun ikke, men dens lukningsbobin brænder også ud. Hvorfor opstår denne specielle fejl, når alle lukningsbetingelser er opfyldt? For at forhindre gentagelsen af lignende fejl skal der gennemføres en alvorlig undersøgelse og analyse.
2 Fejl Analyse
I lukningskontrolkredsløbet for denne type bryder er YF den "lokale/remote" overførselskontakt (som vist på figur 1). Når remote lukning er nødvendig, går den positive pol af driftsstrømforsyningen gennem C7→YF kontakter 3 - 4→de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af antisluknings bistandskontaktrelæ 52Y→de normalt lukkede kontakter 21 - 22 af fjederenergilagringsrelæ 99CN→de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af relæ 49MX→de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af lukningsspændingsstatus overvågningsrelæ 33HBX→de normalt lukkede bistandskontakter 1 - 2 og 5 - 6 af bryderen→lukningsbobin 52C→de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af SF₆ gas lavspændings låserelæ 63GLX→den negative pol af driftsstrømforsyningen. Når spændingen påføres lukningsbobin 52C, virker elektromagnet til at lukke bryderen.
Baseret på ovenstående kredsløbsanalyse, skal følgende fire betingelser være opfyldt for at lukningsbobin 52C kan blive aktiveret:
Bobinerne af 52Y, 49MX og 33HBX er ikke aktiveret, og deres normalt lukkede kontakter 31 - 32 er forbundet i lukningskontrolkredsløbet;
Bobinen af 99CN er ikke aktiveret, og dets normalt lukkede kontakter 21 - 22 er forbundet til lukningskontrolkredsløbet;
52B er i åben position, og dets normalt lukkede bistandskontakter 1 - 2 og 5 - 6 er forbundet til lukningskontrolkredsløbet;
De normalt lukkede kontakter 31 - 32 af SF₆ gas relæ 63GLX er lukket, forbinder lukningskontrolkredsløbet.
Gennem analysen kan det ses, at når alle de ovenstående betingelser er opfyldt, kan kontrolspændingen blive påført bobinen, hvilket resulterer i brand i lukningsbobinen. Ved den initielle inspektion af chassiet viser det sig, at SF₆ gas trykmåleren indikerer normalt, mens mekanisk indikation af lukningsspænding viser ingen energilagring. Hvorfor kan lukningskredsløbet blive ledet, når der ikke er energilagring? Derfor kræves yderligere inspektion af lukningsspændings energilagringskredsløbet.
Som kan ses fra motor energilagringskredsløbet på figur 1, når lukningsspændingen for denne bryder ikke er aktiveret, kontrollerer den normalt lukkede kontakt C - NC af energilagringsgrænseswitch 33HB installeret på bagsiden af brydermekanismen 99CN og 33HBX relæer samtidigt, forbinder den positive pol af DC kontrolstrømforsyningen:
Fjederenergilagringsrelæ 99CN aktiveres og fungerer, og dets strømforsyning forbinder motorkredsløbet, og lukningsspændingen bliver elektrisk aktiveret for energilagring; samtidigt afbrydes de normalt lukkede kontakter 21 - 22 af 99CN i lukningskontrolkredsløbet, undgår bryderen at lukke ved en fejl under energilagringsprocessen.
Når bobinen af lukningsspændingsstatus overvågningsbistandsrelæ 33HBX aktiveres, afbrydes de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af 33HBX forbundet i lukningskontrolkredsløbet. Dette sikrer, at under energilagringsprocessen er sekundær lukningskredsløbet for bryderen i åben position, har en pålidelig dobbelt låsning funktion med de normalt lukkede kontakter 21 - 22 af 99CN.
Når energilagringsprocessen er fuldført, afbryder de mekaniske komponenter af energilagringsmekanismen den normalt lukkede kontakt C - NC af energilagringsgrænseswitch 33HB. Bobinerne af 99CN og 33HBX mister strøm, og energilagringsprocessen er slut. De normalt lukkede kontakter 21 - 22 af 99CN og de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af 33HBX forbinder lukningskontrolkredsløbet. Fra funktionen af kontakterne i komponentledningsdiagrammet, kan lukningskredsløbet kun låses, når 99CN og 33HBX relæer er aktiveret. Derfor, baseret på ovenstående analyse, konkluderes det, at mislykket af den normalt lukkede kontakt C - NC af energilagringsgrænseswitch 33HB muligvis er årsagen til, at motoren ikke kan lagre energi.
Driftsmedarbejdere åbnede bagpladen af brydermekanismen på stedet og fjernede energilagringsgrænseswitch. Efter inspektion og måling fandt man, at interne kontakter i energilagringsgrænseswitch 33HB blev skadet under energilagringsprocessen, hvilket forhindrede strømforsyningen i at passere gennem dens normalt lukkede kontakt C - NC. Derved kunne bobinerne af 99CN og 33HBX ikke modtage strøm. 99CN kontaktor aktiviteredes ikke, og strømforsyningen kunne ikke forbinder til energilagringsmotor. Samtidig var de normalt lukkede kontakter 21 - 22 af 99CN og de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af 33HBX forbundet til lukningskredsløbet i lang tid. Da bryderens fjedermechanisme ikke var aktiveret, og sekundær lukningskredsløbet var ledet, kunne bryderen ikke lukke normalt, og lukningsbobinen ville også blive brændt ud.
3 Behandling og Ændring
Kun at erstatte energilagringsgrænseswitch kan ikke i væsentlig grad løse den specielle fejl, der er beskrevet i denne artikel. På grund af den urimelige design og utilstrækkelig låsning mekanisme, vil enhver skade på energilagringsgrænseswitch føre til en fejl i lukningskredsløbet. Derfor foretages følgende ændringer i energilagrings- og lukningskontrolkredsløbet:
(1) Energilagringsgrænseswitch 33HB består af et par normalt lukkede kontakter og et par normalt åbne kontakter, med de to par kontakter mekanisk låst sammen. Ifølge rejseskiftets karakteristikker foretages følgende ændringer: Forbinde den normalt lukkede kontakt C - NC af 33HB til bobinen af 99CN, som vist på figur 2. Denne ændring beholder funktionen af, at bryderens lukningskredsløb er afbrudt og ikke kan lukke under energilagringsprocessen. Forbinde den normalt åbne kontakt O - NO af 33HB til bobinen af 33HBX. Efter energilagringsprocessen er fuldført, lukkes den normalt åbne kontakt O - NO af 33HB for at forbinde bobinen af 33HBX. Samtidig fjernes de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af relæ 33HBX forbundet i lukningskontrolkredsløbet og erstattes med de normalt åbne kontakter 43 - 44 af 33HBX. Ovenstående ændring ændrer fra et par kontakter, der kontrollerer to relæer, til hvert par kontakter, der kontrollerer ét relæ. Dette sikrer, at lukningskontrolkredsløbet ikke kan blive ledet under ikke-energilagrings- og energilagringsprocesser. Kun efter energilagringsprocessen er fuldført, når bobinen af 33HBX aktiveres, og de normalt åbne kontakter 43 - 44 lukkes, kan lukningskontrolkredsløbet blive forbundet. Samtidig reducerer dette den lange belastning på energilagringsgrænseswitch og forlænger dens levetid.
(2) Tilføj en tidsrelæ T. Forbind de normalt lukkede kontakter 31 - 32 af relæ 33HBX i serie med bobinen af tidsrelæ, og sæt driftstidsgrænsen for tidsrelæ til 15s, som er lidt længere end bryderens energilagrings tid. Tilføjelsen af tidsrelæ kan opnå følgende: Under de 15s, hvor fjeder ikke er aktiveret, og under energilagringsprocessen, er bobinen af 33HBX ikke aktiveret, de normalt lukkede kontakter 31 - 32 er lukket, og tidsrelæ sender et signal om ingen energilagring. Efter energilagringsprocessen er fuldført, aktiveres 33HBX og fungerer, de normalt lukkede kontakter 31 - 32 afbrydes, og tidsrelæ stopper med at sende ingen energilagrings signal, indikerer, at energilagringsprocessen er lykkedes.
4 Konklusion
Denne artikel fokuserer på at rette de defekter i kontrolkredsløbet for en 110kV SF₆ bryder. Den normalt åbne kontakt af energilagringsgrænseswitch er forbundet i serie med motor kontrolkredsløbet af 99CN, og de normalt lukkede kontakter af 33HBX relæ, der er forbundet i serie i lukningskontrolkredsløbet, er erstattet med en normalt åben kontakt. Dette sikrer, at kun når de mekaniske komponenter trykker på energilagringsgrænseswitch 33HB, det vil sige, efter energilagringsprocessen er fuldført, og 33HBX relæ aktiveres, kan lukningskontrolkredsløbet blive forbundet.
Samtidig giver tilføjelsen af en tidsrelæ en alarmfunktion for energilagrings signal. Det modificerede lukningskontrolkredsløb for bryderen har ikke bare en enkel og pålidelig ledning, men hjælper også driftsmedarbejdere hurtigt med at fastslå, om energilagringsprocessen er foretaget, og effektivt forhindrer brand i bobinen på grund af manglende energilagring. Efter modification og indkørsel, opererer alle indikatorer for sekundærkredsløbet for denne type bryder normalt, parametertests er korrekte, og der opstår ingen anormale fejl under åbning og lukning.
