Анализа и подобрување на изгорењето на бобината за затварање поради грешка во складирањето на енергија на високонапонскиот SF6 прекинувач

Високонапонските SF₆ прекинувачи се трифазни наизменични уреди за надворешко користење со фреквенција од 50Hz. Тие го применуваат структурата на самопоставување на арка и се опремани со магачки оперативни механизми. Овие прекинувачи имаат едноставна структура, лесна управа и висока безбедност и надежност. Затоа, широко се користат за контрола и заштита на преносни и распределителни линии и исто така можат да служат како поврзувачки прекинувачи.

Системот од 110кВ на една одредена подстанција го користи овој тип прекинувач. Меѓутоа, со зголемувањето на годините на работа, недостатоците во вторичната кружница постепено доаѓаат на светло. Посебно, често се случуваат повреди при кои се изгори јамката за затварање поради проблеми во кружницата за складирање на енергија. Оваа статија го анализира специјален случај на повреда што се случила во време на работа на овој тип прекинувач и предлажа соодветни мерки за подобрување.

1 Феномен на повреда

Прекинувачот од 110кВ SF₆ во 220кВ подстанција користи магачки оперативен механизм како уред за складирање на енергија. Кога прекинувачот е во отворено состојба и електричната кружница за затварање покажува нормално, оперативните лица испраќаат сигнал за затварање. Меѓутоа, прекинувачот не само што не се затвора, туку и јамката за затварање се изгорува. Защо се случува оваа специјална повреда кога се исполнети сите услови за затварање? За да се спречи повторувањето на слични повреди, потребно е да се направи сериозна истражување и анализа.

2 Анализа на повредата

Во контролната кружница за затварање на овој тип прекинувач, YF е преклопувачот "локално/оддалечно" (како што е прикажано на Слика 1). Кога е потребно оддалечно затварање, позитивниот пол на напонот на операцијата минува низ C7→YF контакти 3 - 4→нормално затворени контакти 31 - 32 на помошен реле 52Y→нормално затворени контакти 21 - 22 на реле 99CN→нормално затворени контакти 31 - 32 на реле 49MX→нормално затворени контакти 31 - 32 на реле 33HBX→нормално затворени помошни контакти 1 - 2 и 5 - 6 на прекинувач→јамка за затварање 52C→нормално затворени контакти 31 - 32 на реле 63GLX→негативниот пол на напонот на контролата. Кога напонот на напонот на операцијата се приложи на јамката за затварање 52C, електромагнетот делува за затворање на прекинувачот.

Според горенаведената анализа на кружницата, за да се напоји јамката за затварање 52C, мора да се исполнат следниве четири услови:

• Коилите на 52Y, 49MX и 33HBX не се напојени, и нивните нормално затворени контакти 31 - 32 се поврзани во контролната кружница за затварање;

• Коилата на 99CN не е напојена, и нивните нормално затворени контакти 21 - 22 се поврзани со контролната кружница за затварање;

• 52B е во отворено состојба, и нивните нормално затворени помошни контакти 1 - 2 и 5 - 6 се поврзани со контролната кружница за затварање;

• Нормално затворените контакти 31 - 32 на реле 63GLX се затворени, поврзувајќи контролната кружница за затварање.

Со анализа може да се види дека кога се исполнети сите горенаведени услови, контролниот напон може да се приложи на јамката, што резултира со изгарување на јамката за затварање. Кога се извршува првично прегледување на шасието, се установува дека индикаторот на притисокот на SF₆ гас покажува нормално, додека механичкиот индикатор на магачкиот механизам покажува дека нема складирана енергија. Зошто може да се проводи кружницата за затварање кога нема складирана енергија? Затоа, потребно е дополнително прегледување на кружницата за складирање на енергија на магачкиот механизам.

Како што може да се види од моторната кружница за складирање на енергија на Слика 1, кога магачкиот механизам на овој прекинувач не е напојен, нормално затворениот контакт C - NC на лимитскиот преклопувач 33HB инсталиран на задната страна на механизмот на прекинувачот контролира едновремено реле 99CN и 33HBX, поврзувајќи позитивниот пол на DC контролниот напон:

• Реле 99CN е напојено и функционира, и неговата напонска кружница поврзува моторната кружница, и магачкиот механизам е електрично напојен за складирање на енергија; истовремено, нормално затворените контакти 21 - 22 на 99CN се одсечени во контролната кружница за затварање, избегнувајќи случајно затварање на прекинувачот во време на процесот на складирање на енергија.

• Кога коилата на реле 33HBX е напојена, нормално затворените контакти 31 - 32 на 33HBX поврзани во контролната кружница за затварање се одсечени. Ова осигурува дека во време на процесот на складирање на енергија, вторичната кружница за затварање на прекинувачот е во отворено состојба, имајќи надежна двострана блокада со нормално затворените контакти 21 - 22 на 99CN.

Кога е исполнето складирањето на енергија, механичките компоненти на механизмот за складирање на енергија одсечуваат нормално затворениот контакт C - NC на лимитскиот преклопувач 33HB. Коилите на 99CN и 33HBX губат напон, и складирањето на енергија завршува. Нормално затворените контакти 21 - 22 на 99CN и нормално затворените контакти 31 - 32 на 33HBX поврзуваат контролната кружница за затварање. Од функцијата на контактите во схемата на поврзување на компонентите, само кога реле 99CN и 33HBX се напојени и активирани, кружницата за затварање може да биде заблокирана. Затоа, според горенаведената анализа, се заклучува дека нефункционалноста на нормално затворениот контакт C - NC на лимитскиот преклопувач 33HB може да биде причината за невозможноста на моторот да складира енергија.

Одржувачкиот персонал отвори задната капа на механизмот на прекинувачот на местото и го демонтирал лимитскиот преклопувач. Потоа, со преглед и мерење, се установи дека интерниот контакт на лимитскиот преклопувач 33HB бил повреден во време на процесот на складирање на енергија, што го спречило преливањето на напон низ неговиот нормално затворен контакт C - NC. Како резултат, коилите на 99CN и 33HBX не можеле да добијат напон. Контактерот 99CN не функционирал, и напонот не можел да се поврзе со моторот за складирање на енергија. Исто така, нормално затворените контакти 21 - 22 на 99CN и нормално затворените контакти 31 - 32 на 33HBX биле поврзани со кружницата за затварање за долг период. Бидејќи магачкиот механизам на прекинувачот не бил напојен и вторичната кружница за затварање била проводна, прекинувачот не само што не можел да се затвори нормално, туку и јамката за затварање се изгорела.

3 Лечење и модификација

Едноставната замена на лимитскиот преклопувач за складирање на енергија не може основно да реши специјалната повреда описана во оваа статија. Збогу неразумната дизајн и непотполниот механизам за взаемна блокада, еднаш кога лимитскиот преклопувач е повреден, тоа доведува до повреда во кружницата за затварање. Затоа, следните модификација се направени на кружниците за складирање на енергија и контрола на затварање:
(1) Лимитскиот преклопувач 33HB се состои од пар нормално затворени контакти и пар нормално отворени контакти, со два парови контакти механички поврзани. Со оглед на карактеристиките на преклопувачот, следните модификација се направени: Приклучете нормално затворениот контакт C - NC на 33HB на коилата на 99CN, како што е прикажано на Слика 2. Оваа модификација го задржува функционалитетот на кружницата за затварање на прекинувачот да биде одсечен и да не може да се затвори во време на складирање на енергија. Приклучете нормално отворениот контакт O - NO на 33HB на коилата на 33HBX. Кога складирањето на енергија е завршено, нормално отворениот контакт O - NO на 33HB се затворува и поврзува коилата на 33HBX. Исто така, отстранете нормално затворените контакти 31 - 32 на реле 33HBX поврзани во контролната кружница за затварање и заменете ги со нормално отворените контакти 43 - 44 на 33HBX. Оваа модификација го менува управувањето од еден пар контакти за два реле на секој пар контакти за едно реле. Ова осигурува дека контролната кружница за затварање не може да биде проводна во време на неконачно складирање на енергија. Само кога складирањето на енергија е завршено, и кога коилата на 33HBX е напојена и нормално отворените контакти 43 - 44 се затворени, тогаш контролната кружница за затварање може да биде поврзана. Исто така, ова намалува долгосрочната наглас на лимитскиот преклопувач и проширува неговиот временски живот.
(2) Додадете времески реле T. Приклучете нормално затворените контакти 31 - 32 на реле 33HBX во серија со коилата на времеското реле, и поставете оперативниот временски ограничител на времеското реле на 15s, што е мало подолго од времето на складирање на енергија на прекинувачот. Додавањето на времеското реле може да го постигне следново: Во 15s кога магачкиот механизам не е напојен и во време на складирање на енергија, коилата на 33HBX не е напојена, нормално затворените контакти 31 - 32 се затворени, и времеското реле испраќа сигнал за недостиг на енергија. Кога складирањето на енергија е завршено, 33HBX е напојен и функционира, нормално затворените контакти 31 - 32 се одсечени, и времеското реле спира со испраќањето на сигналот за недостиг на енергија, индикирајќи дека складирањето на енергија е успешно.

4 Заклучок

Оваа статија се фокусира на модификација на дефектите во контролната кружница на 110кВ SF₆ прекинувач. Нормално отворениот контакт на лимитскиот преклопувач за складирање на енергија е поврзан во серија со моторната контролна кружница на 99CN, а нормално затворениот контакт на реле 33HBX поврзан во серија во контролната кружница за затварање е заменет со нормално отворен контакт. Ова осигурува дека само кога механичките компоненти притиснат лимитскиот преклопувач 33HB, односно кога складирањето на енергија е завршено и реле 33HBX функционира, тогаш контролната кружница за затварање може да биде поврзана.

Исто така, додавањето на времеското реле обезбедува алармна функција за сигналот за складирање на енергија. Модифицираната контролна кружница за затварање на прекинувачот не само што има едноставна и надежна поврзување, туку и помогнува на оперативните лица брзо да определат дали е извршено складирање на енергија, ефективно спречувајќи повредата на јамката за затварање поради недостиг на енергија. Последно, по модификација и тестiranje, сите индикатори на вторичната кружница на овој тип прекинувач функционираат нормално, параметрите на тестот се точни, и не се случуваат аномални повреди во време на отварање и затварање.