Analīze un uzlabojumi aizvēršanas spūļa iznīcināšanās problēmai, ko izraisījusi augstsprieguma SF6 līdzekļa akumulācijas kļūda

Augstsprieguma SF₆ šķēršanas ierīces ir trīs fāzes 50Hz āraugām piemērotas augstsprieguma elektriskas ierīces. Tās izmanto savtīklo energijas loku nomiršanas kameru un ir aprīkotas ar spraugoperācijas mehānismiem. Šīs šķēršanas ierīces raksturo atvieglojums konstrukcijā, viegla operācija, liela drošība un uzticamība. Tāpēc tās plaši tiek izmantotas pārvades un apgādes līniju kontrolē un aizsardzībā, kā arī var kalpot kā saites veida šķēršanas ierīces.

Kādā pārveidošanas stacijā 110kV sistēmā tiek izmantota šāda veida šķēršanas ierīce. Tomēr, palielinoties darbības gadiem, sekundārās šķērsnes defekti kļūst par labāk redzamiem. Vienīgi, kad enerģijas krājuma šķērsne rod problēmas, tostarp, noslāpju spēka dzestris bieži sastopami bojājas. Šajā rakstā, balstoties uz specifisko defektu, kas radās šāda veida šķēršanas ierīces darbībā, tiek veikta analīze un piedāvāti atbilstoši uzlabojumi.

1 Defekta parādība

220kV pārveidošanas stacijā 110kV SF₆ šķēršanas ierīce izmanto spraugoperācijas mehānismu kā enerģijas krājuma ierīci. Kad šķēršanas ierīce atrodas atvērtā stāvoklī un slēgšanas elektroshēma rāda normālu, operatīvais personāls nosūta slēgšanas signālu. Tomēr šķēršanas ierīce ne tikai nespēj slēgt, bet arī slēgšanas dzestris tiek bojāts. Kāpēc notiek šis specifiskais defekts, ja visi slēgšanas nosacījumi ir apmierināti? Lai novērstu līdzīgu defektu atkārtošanos, jāveic nopietna pētījuma un analīze.

2 Defekta analīze

Šāda veida šķēršanas ierīces slēgšanas kontrolshēmā YF ir "vietējais/attālais" pārslēgšanas kontakts (kā redzams attēlā 1). Ja nepieciešama attālā slēgšana, operācijas piegādes pozitīvā polārizācija iet caur C7→YF kontaktiem 3 - 4→anti-trip palīgreleja 52Y normāli slēgtie kontakti 31 - 32→spraugoperācijas enerģijas krājuma releja 99CN normāli slēgtie kontakti 21 - 22→releja 49MX normāli slēgtie kontakti 31 - 32→slēgšanas spraugas statusa monitoringa releja 33HBX normāli slēgtie kontakti 31 - 32→šķēršanas ierīces normāli slēgtie palīgkontakti 1 - 2 un 5 - 6→slēgšanas dzestris 52C→SF₆ gāzes zema sprieguma bloķējošā releja 63GLX normāli slēgtie kontakti 31 - 32→operācijas kontrolpārvaldības piegādes negatīvā polārizācija. Kad piegādes spriegums tiek uzlikts slēgšanas dzestrim 52C, elektromagnēts darbojas, lai slēgtu šķēršanas ierīci.

Pamatojoties uz minēto shēmu, lai slēgšanas dzestris 52C saņemtu enerģiju, jāievēro šādi četri nosacījumi:

•  52Y, 49MX un 33HBX dzestri nav uzenergo, un to normāli slēgtie kontakti 31 - 32 ir savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu;

• 99CN dzestris nav uzenergo, un tā normāli slēgtie kontakti 21 - 22 ir savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu;

• 52B atrodas atvērtā stāvoklī, un tā normāli slēgtie palīgkontakti 1 - 2 un 5 - 6 ir savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu;

• SF₆ gāzes releja 63GLX normāli slēgtie kontakti 31 - 32 ir savienoti, savienojot slēgšanas kontrolshēmu.

Analizējot, redzams, ka, ja visi minētie nosacījumi ir apmierināti, kontrolvoltage tiek uzlikts dzestrī, ko rezultātā slēgšanas dzestris tiek bojāts. Pirmajā apskatei korpusa iekšpusē konstatēts, ka SF₆ gāzes spiediena rādītājs rāda normālu, bet mehāniskā rādītāja dēļ slēgšanas spraugas enerģijas krājums nav. Kāpēc slēgšanas šķērsne var strādāt, ja enerģijas krājums nav? Tāpēc nepieciešama papildu inspekcija slēgšanas spraugas enerģijas krājuma shēmai.

No motora enerģijas krājuma shēmas, kā redzams attēlā 1, skaidrs, ka, kad šīs šķēršanas ierīces slēgšanas spraugas enerģijas krājums nav uzenergo, normāli slēgtie kontakti C - NC enerģijas krājuma robežkontakta 33HB, kas instalēts šķēršanas ierīces mehānisma aizmugurē, vienlaikus kontrolē 99CN un 33HBX relejas, savienojot DC kontrolpārvaldības piegādes pozitīvo polārizāciju:

• Spraugoperācijas enerģijas krājuma releja 99CN tiek uzenergo un darbojas, un tā piegāde savieno motora šķēršanu, un slēgšanas spraugas enerģijas krājums tiek elektriski uzenergo; vienlaikus 99CN normāli slēgtie kontakti 21 - 22 tiek atvērti slēgšanas kontrolshēmā, izvairot šķēršanas ierīces neplānotu slēgšanu enerģijas krājuma procesā.

• Kad slēgšanas spraugas statusa monitoringa palīgreleja 33HBX dzestris tiek uzenergo, 33HBX normāli slēgtie kontakti 31 - 32, kas savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu, tiek atvērti. Tas nodrošina, ka enerģijas krājuma procesā šķēršanas ierīces otrā slēgšanas šķērsne atrodas atvērtā stāvoklī, sniedzot uzticamu divkārtēju bloķēšanu kopā ar 99CN normāli slēgtajiem kontaktiem 21 - 22.

Kad enerģijas krājums ir veiksmīgs, enerģijas krājuma mehānismā atveras normāli slēgtie kontakti C - NC enerģijas krājuma robežkontakta 33HB. 99CN un 33HBX dzestri pazūd, un enerģijas krājums beidzas. 99CN normāli slēgtie kontakti 21 - 22 un 33HBX normāli slēgtie kontakti 31 - 32 savieno slēgšanas kontrolshēmu. No komponentu shēmas kontaktu funkcijām, tikai tad, kad 99CN un 33HBX relejas ir uzenergo un aktivizētas, slēgšanas šķērsne var tikt bloķēta. Tāpēc, balstoties uz minēto analīzi, secināts, ka enerģijas krājuma robežkontakta 33HB normāli slēgtie kontakti C - NC varētu būt defektā, kas varētu būt cēlonis motoram neatļaut enerģijas krājumu.

Uzraudzības personāls vietas vietā atvēra šķēršanas ierīces mehānismu muguras plāksni un noņēma enerģijas krājuma robežkontaktu. Pēc inspekcijas un mērījumiem konstatēts, ka enerģijas krājuma robežkontakta 33HB iekšējie kontakti bija bojājušies enerģijas krājuma procesā, neļaujot piegādei ieiet caur tā normāli slēgtajiem kontaktiem C - NC. Tā rezultātā 99CN un 33HBX dzestri neguva enerģiju. 99CN kontaktors nedarbojās, un piegāde netika savienota ar enerģijas krājuma motoru. Vienu laiku 99CN normāli slēgtie kontakti 21 - 22 un 33HBX normāli slēgtie kontakti 31 - 32 bija savienoti ar slēgšanas šķērsni. Tā kā šķēršanas ierīces mehānisms nebija uzenergo un sekundārā slēgšanas šķērsne strādāja, ne tikai šķēršanas ierīce nevarēja normāli slēgt, bet arī slēgšanas dzestris tika bojāts.

3 Defekta labošana un izmaiņas

Vienkārši aizstājot enerģijas krājuma robežkontaktu, nevar esenciāli atrisināt šajā rakstā aprakstīto specifisko defektu. Tā kā dizains ir neraacionāls un interlock mehānisms ir nepilnīgs, reiz bojājusies enerģijas krājuma robežkontaktam, tas varēs izraisīt slēgšanas šķērsnes defektu. Tāpēc enerģijas krājuma un slēgšanas kontrolshēmai tika veiktas šādas izmaiņas:
(1) Enerģijas krājuma robežkontakts 33HB sastāv no pāri normāli slēgtajiem kontaktiem un pāri normāli atvērtajiem kontaktiem, ar abiem kontaktu pāriem mehāniski savienotiem. Atbilstoši ceļa kontakta īpašībām, tika veiktas šādas izmaiņas: Savienojiet 33HB normāli slēgtos kontaktus C - NC ar 99CN dzestri, kā redzams attēlā 2. Šī izmaiņa saglabā šķēršanas ierīces slēgšanas šķērsnes atvēršanu un neiespējamību slēgt enerģijas krājuma procesā. Savienojiet 33HB normāli atvērtos kontaktus O - NO ar 33HBX dzestri. Kad slēgšanas spraugas enerģijas krājums ir veiksmīgs, 33HB normāli atvērtie kontakti O - NO savieno 33HBX dzestri. Vienu laiku noņemiet 33HBX relē normāli slēgtos kontaktus 31 - 32, kas savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu, un aizstājiet tos ar 33HBX normāli atvērtajiem kontaktiem 43 - 44. Šīs izmaiņas maina no viena kontaktu pāra divu releju kontrolēšanu uz katru kontaktu pāru, kontrolējot vienu releju. Tas nodrošina, ka slēgšanas kontrolshēma nevar strādāt enerģijas krājuma procesā un bez enerģijas krājuma. Tikai tad, kad slēgšanas spraugas enerģijas krājums ir veiksmīgs, un 33HBX dzestris tiek uzenergo, un 33HBX normāli atvērtie kontakti 43 - 44 savieno, slēgšanas kontrolshēma tiek savienota. Tāpat tā samazina ilgstošo slodzi enerģijas krājuma robežkontaktam un paildzina tā darbības laiku.
(2) Pievienojiet laika releju T. Savienojiet 33HBX relē normāli slēgtos kontaktus 31 - 32 sērijā ar laika releja dzestri un iestatiet laika releja darbības laiku 15 sekundes, kas ir nedaudz garāks par šķēršanas ierīces enerģijas krājuma laiku. Laika relejas pievienošana ļauj panākt šādu: 15 sekunžu laikā, kad spraugas enerģijas krājums nav uzenergo un enerģijas krājuma procesā, 33HBX dzestris nav uzenergo, normāli slēgtie kontakti 31 - 32 ir savienoti, un laika releja sūta signālu, ka enerģijas krājums nav veiksmīgs. Kad slēgšanas spraugas enerģijas krājums ir veiksmīgs, 33HBX tiek uzenergo un darbojas, normāli slēgtie kontakti 31 - 32 tiek atvērti, un laika releja aptur signālu, norādot, ka enerģijas krājums ir veiksmīgs.

4 Secinājumi

Šajā rakstā tika veiktas izmaiņas 110kV SF₆ šķēršanas ierīces kontrolshēmā. Enerģijas krājuma robežkontakta normāli atvērtie kontakti tika savienoti sērijā ar 99CN motora kontrolshēmu, un 33HBX relē normāli slēgtie kontakti, kas savienoti ar slēgšanas kontrolshēmu, tika aizstāti ar normāli atvērtiem kontaktiem. Tas nodrošina, ka tikai tad, kad mehāniskie komponenti nospiež enerģijas krājuma robežkontaktu 33HB, t.i., kad slēgšanas spraugas enerģijas krājums ir veiksmīgs un 33HBX relē darbojas, slēgšanas kontrolshēma tiek savienota.

Lai gan laika relejas pievienošana nodrošina enerģijas krājuma signāla brīdināšanas funkciju, šķēršanas ierīces modificētā slēgšanas kontrolshēma ne tikai ir vienkārša un uzticama, bet arī palīdz operatīvajam personālam ātri noteikt, vai enerģijas krājums ir veiksmīgs, efektīvi novēršot slēgšanas dzestra bojāšanos enerģijas krājuma trūkuma dēļ. Pēc modificēšanas un testēšanas, šāda veida šķēršanas ierīces sekundārās šķērsnes visi rādītāji darbojas normāli, parametru pārbaudes ir pareizas, un atvēršanas un slēgšanas darbības laikā nekonstatēti nekādi neordināri defekti.