A magasfeszültségű SF6 átkötő zárócsomó kifáradásának elemzése és javítása az energia-tárolási hiba miatt

A magasfeszültségű SF₆ áramkörzetválasztók háromfázisú 50 Hz-es külső magasfeszültségű elektromos berendezések. Ők önaenergiás ívkioltó kamrás szerkezetet használnak, és rugóvezényű működési mechanizmussal vannak felszerelve. Ezek az áramkörzetválasztók egyszerű szerkezettel, kényelmes működéssel, valamint magas biztonsággal és megbízhatósággal rendelkeznek. Ezért széles körben használják az átadási és elosztási vonalak irányítására és védelmére, illetve kapcsoló típusú áramkörzetválasztókként is.

Egy adott alátámasztó 110 kV rendszere ezen típusú áramkörzetválasztót alkalmaz. Azonban a működési évek során a másodlagos áramkörök hiányosságai egyre nyilvánvalóbbá válnak. Különösen gyakran fordul elő, hogy a táplálási áramkör hibái miatt a bezáró teherhurok megsemmisül. Ez a cikk egy speciális hibát vesz alapul, amely ezen típusú áramkörzetválasztó működése közben jelentkezett, és elemzi, valamint javaslatokat tesz a fejlesztésre.

1 Hiba jelensége

Egy 220 kV alátámasztó 110 kV SF₆ áramkörzetválasztója rugóvezényű működési mechanizmust használ energia-tároló eszköznek. Amikor az áramkörzetválasztó nyitva áll, és a bezáró elektrikus áramkör normális, a működő személyzet bezáró műveleti jelet küld. Azonban az áramkörzetválasztó nem csak nem zár be, hanem a bezáró teherhuroka is megsemmisül. Mivel fordul elő ez a speciális hiba, ha minden bezáró feltétel teljesül? A hasonló hibák ismétlődésének megelőzése érdekében komoly kutatást és elemzést kell végezni.

2 Hibaelemzés

Ezen típusú áramkörzetválasztó bezáró vezérlő áramkörében YF a "helyi/távoli" átváltó (lásd: 1. ábra). Távoli bezárás esetén a működőenergia pozitív pólusa áthalad C7->YF 3-4-as kontaktjain >az anti-lekapcsoló segédrelé 52Y 31-32-as normálisan zárt kontaktjain>a rugóenergia-relé 99CN 21-22-es normálisan zárt kontaktjain>a relé 49MX 31-32-es normálisan zárt kontaktjain>a bezáró rugó állapotmonitorozó relé 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktjain>az áramkörzetválasztó 1-2 és 5-6-os normálisan zárt segédkontaktjain>a bezáró teherhurokon 52C>az SF₆ gáz alacsony feszültségű zároló relé 63GLX 31-32-es normálisan zárt kontaktjain>a működő-irányítóenergia negatív pólusán. Amikor a működőenergia feszültséget alkalmaz a bezáró teherhurok 52C-en, az elektromos működési erő zárja az áramkörzetválasztót.

A fenti áramkör-elemzés alapján, hogy a bezáró teherhurok 52C energiát kapjon, a következő négy feltételnek kell teljesülnie:

•  A 52Y, 49MX és 33HBX tekercsei nincsenek energiázva, és 31-32-es normálisan zárt kontaktjaik csatlakoztatva vannak a bezáró vezérlő áramkörben;

• A 99CN tekercse nincs energiázva, és 21-22-es normálisan zárt kontaktja csatlakoztatva van a bezáró vezérlő áramkörben;

• A 52B nyitva áll, és 1-2 és 5-6-os normálisan zárt segédkontaktja csatlakoztatva van a bezáró vezérlő áramkörben;

• Az SF₆ gázrelé 63GLX 31-32-es normálisan zárt kontaktja zárt, és csatlakoztatva van a bezáró vezérlő áramkörben.

Az elemzésből látható, hogy amikor a fenti feltételek teljesülnek, a vezérlő feszültség a tekercsre hat, ami a bezáró teherhurok megsemmisülését okozza. Kezdeti vizsgálat során a tartóban azt találjuk, hogy az SF₆ gáznyomásmérő normális értéket mutat, míg a bezáró rugó mechanikai jelzője nem tárol energia. Mivel tud lezárni, ha nincs energia tárolva? Ezért további vizsgálatra van szükség a bezáró rugó energia-tároló áramkörén.

A 1. ábrán látható motor energia-tároló áramkörből látható, hogy ha az áramkörzetválasztó bezáró rugója nincs energiázva, akkor az energia-tároló határszerkesztő 33HB normálisan zárt C-NC kontakta, amely az áramkörzetválasztó mechanizmus hátulján van telepítve, egyszerre vezényli a 99CN és 33HBX relék DC-irányítóenergia pozitív pólusán:

• A rugóenergia-relé 99CN energiázódik és működik, és a motor áramkörének tápegélyét kapcsolja, és a bezáró rugó elektromosan energiát tárol; ugyanakkor a 99CN 21-22-es normálisan zárt kontaktja leválasztja a bezáró vezérlő áramkört, így elkerülve, hogy az áramkörzetválasztó véletlenül bezáródjon a rugó energia-tárolása során.

• Amikor a bezáró rugó állapotmonitorozó segédrelé 33HBX tekercse energiázódik, a 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktja, amely a bezáró vezérlő áramkörben van csatlakoztatva, leválasztja. Ez garantálja, hogy a rugó energia-tárolása során az áramkörzetválasztó másodlagos bezáró áramköre nyitva áll, és a 99CN 21-22-es normálisan zárt kontaktjával megbízható kétszeres záró funkcióval rendelkezik.

Amikor a rugó energia-tárolása sikeres, az energia-tároló mechanizmus mechanikus részei leválasztják az energia-tároló határszerkesztő 33HB normálisan zárt C-NC kontaktját. A 99CN és 33HBX tekercsei elveszítik a tápegélyüket, és az energia-tárolás befejeződik. A 99CN 21-22-es normálisan zárt kontaktja és a 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktja csatlakoztatva vannak a bezáró vezérlő áramkörben. A komponens áramkörben lévő kontaktok funkciója alapján csak akkor lehet lezárni, ha a 99CN és 33HBX relék energiázva és aktiválva vannak. Ezért a fenti elemzés alapján úgy ítéljük, hogy az energia-tároló határszerkesztő 33HB normálisan zárt C-NC kontaktjának hibája lehet az oka annak, hogy a motor nem tud energia-tárolást végezni.

A karbantartási személyzet megnyitotta az áramkörzetválasztó mechanizmus hátlapját, és eltávolította az energia-tároló határszerkesztőt. A vizsgálat és mérés után kiderült, hogy az energia-tároló határszerkesztő 33HB belső kontaktjai sérültek az energia-tárolás során, így a tápegély nem tudott áthaladni a normálisan zárt C-NC kontaktján. Ennek eredményeként a 99CN és 33HBX tekercsei nem kaptak energiát. A 99CN kontaktor nem működött, és a tápegély nem kapcsolódott az energia-tároló motornak. Ugyanakkor a 99CN 21-22-es normálisan zárt kontaktja és a 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktja hosszú ideig csatlakoztatva volt a bezáró áramkörben. Mivel az áramkörzetválasztó rugóműszaki része nem volt energiázva, és a másodlagos bezáró áramkör vezető volt, az áramkörzetválasztó nem csak nem záródott be normálisan, de a bezáró teherhurok is megsemmisült.

3 Kezelés és módosítás

Az energia-tároló határszerkesztő egyszerű cseréje nem oldja meg alapvetően ebben a cikkben leírt speciális hibát. A rossz tervezés és a nem tökéletes interlock mechanizmus miatt, ha az energia-tároló határszerkesztő sérül, ez vezet a bezáró áramkör hibájához. Ezért a következő módosításokat végezzük az energia-tároló és bezáró vezérlő áramkörökön:
(1) Az energia-tároló határszerkesztő 33HB egy pár normálisan zárt kontaktból és egy pár normálisan nyitott kontaktból áll, amelyek mechanikusan interlockolva vannak. A járda jellemzői alapján a következő módosításokat végezzük: Csatlakoztassuk a 33HB normálisan zárt C-NC kontaktját a 99CN tekercséhez, ahogy a 2. ábrán látható. Ez a módosítás megtartja, hogy az áramkörzetválasztó bezáró áramköre szakadott és nem zár be az energia-tárolás során. Csatlakoztassuk a 33HB normálisan nyitott O-NO kontaktját a 33HBX tekercséhez. Miután a rugó energia-tárolása sikeres, a 33HB normálisan nyitott O-NO kontakta zár, és csatlakoztatja a 33HBX tekercsét. Ugyanakkor távolítsuk el a 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktját a bezáró vezérlő áramkörből, és helyettesítsük a 33HBX 43-44-es normálisan nyitott kontaktjával. A fenti módosítás a két kontakt vezénylést két relére változtatja, mindegyik kontakt egy relét vezényel. Ez garantálja, hogy a bezáró vezérlő áramkör nem vezető lesz az energia-tárolás nélküli és az energia-tárolás során. Csak akkor lehet lezárni, ha a rugó energia-tárolása sikeres, a 33HBX tekercse energiázódik, és a 43-44-es normálisan nyitott kontakt zár. Ezzel egyidőben csökkentjük az energia-tároló határszerkesztő hosszú távú terhelését, és meghosszabbítjuk az élettartamát.
(2) Adjon hozzá időrelét T. Csatlakoztassa a 33HBX 31-32-es normálisan zárt kontaktját sorosan az időrelé tekercsével, és állítsa be az időrelé működési időtartamát 15 másodpercre, ami kissé hosszabb, mint az áramkörzetválasztó rugó energia-tárolási ideje. Az időrelé hozzáadásával a következőket érhetjük el: Az 15 másodperces rugó energia-tárolás nélküli idő alatt, és az energia-tárolás során, a 33HBX tekercse nem energiázódik, a 31-32-es normálisan zárt kontakt zár, és az időrelé jelez, hogy nincs energia tárolva. Miután a rugó energia-tárolása sikeres, a 33HBX energiázódik és működik, a 31-32-es normálisan zárt kontakt szakad, és az időrelé megszakítja a nincs energia tárolva jelzést, jelezve, hogy az energia-tárolás sikeres.

4 Következtetés

Ez a cikk a 110 kV SF₆ áramkörzetválasztó vezérlő áramkörének hibáinak módosítására összpontosít. Az energia-tároló határszerkesztő normálisan nyitott kontakta sorosan csatlakoztatva van a 99CN motor vezérlő áramkörhöz, és a 33HBX relé 31-32-es normálisan zárt kontakta, amely sorosan csatlakoztatva van a bezáró vezérlő áramkörhöz, helyettesítve van a 33HBX 43-44-es normálisan nyitott kontaktjával. Ez garantálja, hogy csak akkor lehet lezárni, ha a mechanikai részek nyomják az energia-tároló határszerkesztő 33HB kontaktpontját, azaz a rugó energia-tárolása sikeres, és a 33HBX relé működik.

Ugyanakkor az időrelé hozzáadása biztosítja az energia-tároló jelzés riasztási funkcióját. A módosított bezáró vezérlő áramkör egyszerű és megbízható, és segít a működő személyzetnek gyorsan megállapítani, hogy történt-e energia-tárolás, így hatékonyan elkerülve a bezáró teherhurok megsemmisülését az energia-tárolás hiánya miatt. A módosítás és a beüzemelés után ez a típusú áramkörzetválasztó másodlagos áramkörének minden mutatója normálisan működik, a paramétertesztek helyesek, és nincsenek atipikus hibák a nyitás és bezárás műveletek során.