Analiza przyczyn awarii i kroków obsługi obwodników SF6

W obwodzie wyłącznika SF₆ gaz SF₆ może rozłożyć się na toksyczne i korodujące gazy oraz wodę w środowisku o wysokiej temperaturze, co może uszkodzić warstwę izolacyjną. Aby zapobiec tej sytuacji, należy skutecznie wzmocnić ochronę elementów elektrycznych, a także poprawić poziom izolacji. Ponadto powinny być analizowane usterki, a odpowiednie środki powinny być podjęte do ich naprawy.

1 Analiza przypadku

Przełącznik napięcia 110 kV w stacji transformatorowej został trafiony piorunem, powodując problem z ponownym zamknięciem w przedziale przełącznika. Na podstawie wyglądu przełącznika nie było widocznych anomalii. Jednak po przetestowaniu obwodu wyłącznika okazało się, że prąd fazy A jest znacznie wyższy niż prądy fazy B i C. Pracownicy klasy testowej w stacji transformatorowej sprawdzili obwód wyłącznika. Badanie przeprowadzono poprzez eksperymenty, a jego treści obejmowały opór izolacyjny, charakterystyki pracy przełącznika, opór pętli i próba wytrzymałości na napięcie przemiennego prądu. Dzięki tej metodzie detekcji można sprawdzić wewnętrzne uszkodzenia łuku w przełączniku, a także przetestować skład gazu SF₆ w obwodzie wyłącznika. Obwód wyłącznika w tym przedziale został wyprodukowany przez SIEMENS w Hangzhou, a jego model to 3AP1FG. Wyniki testów uzyskane w wyniku kontroli przełącznika w przedziale obwodu wyłącznika są następujące:

• Opór izolacyjny przełącznika podłączonego do CT: faza A wynosi 22,5 G, faza B wynosi 17,4 G, a faza C wynosi 17,8 G.

• Charakterystyki pracy obwodu wyłącznika, według zawartości raportu produkcyjnego, czas zamykania wynosi 65 ms; czas otwierania wynosi 18 ms. Wyniki uzyskane w wyniku detekcji są następujące: dla fazy A, czas zamykania wynosi 61,1 ms, a czas otwierania 16,8 ms; dla fazy B, czas zamykania wynosi 61,1 ms, a czas otwierania 16,1 ms; dla fazy C, czas zamykania wynosi 58,9 ms, a czas otwierania 16,4 ms. Synchroniczność zamykania wynosi 1,2 ms; synchroniczność otwierania wynosi 0,3 ms.

• Wynik próby wytrzymałości na napięcie przemiennego prądu na odłączniku przełącznika: 75 kV, 1 minuta, zaliczone.

• Test składu gazów w SF₆ przełącznika pokazuje, że dla fazy A, dwutlenek siarki wynosi 4,13 l/L, a siarkowodor wynosi 3,15 l/L; dla fazy B, dwutlenek siarki wynosi 0 l/L, a siarkowodor wynosi 0 l/L; dla fazy C, dwutlenek siarki wynosi 0 l/L, a siarkowodor wynosi 0 l/L. Zgodnie z odpowiednimi przepisami w procedurach profilaktycznych dla sprzętu elektrycznego, zawartość dwutlenku siarki powinna być niższa niż 3 l/L, a zawartość siarkowodoru niższa niż 2 l/L. Wyniki testu składu gazu SF₆ dla przełącznika fazy A wskazują, że przekroczył on dopuszczalną wartość, dlatego testerzy muszą zwrócić na to uwagę.

• Test oporu pętli obwodu wyłącznika. Zgodnie z odpowiednimi przepisami w procedurach testowych, pomierzona wartość powinna być niższa niż 120% wartości określonej przez producenta. Do tego testu użyto testera oporu pętli, a dane uzyskane w trzech testach są następujące: wynik pierwszego testu: faza A wynosi 1368 μΩ; faza B wynosi 694 μΩ; faza C wynosi 579 μΩ; wynik drugiego testu: faza A wynosi 38 μΩ; faza B wynosi 36 μΩ; faza C wynosi 35 μΩ; wynik trzeciego testu: faza A wynosi 38 μΩ; faza B wynosi 39 μΩ; faza C wynosi 38 μΩ.

Analizując informacje dotyczące danych uzyskanych z testu, można zidentyfikować pewne cechy: Po pierwsze, wartość testu fazy A jest znacznie wyższa niż fazy B i C, a nawet przekracza 1000 μΩ, co poważnie przekracza normalną wartość oporu. Po drugie, z wyników trzech testów wynika, że wyniki testu fazy A różnią się bardzo mocno i są bardzo niestabilne, a powtarzalność w trzech testach jest prawie zerowa. Po trzecie, porównując wyniki testu między fazą A, B i C, wartości mają dużą różnicę. Po czwarte, wynik testu fazy A znacznie wzrósł w porównaniu z wcześniejszymi testami. Dzięki metodzie testowej i analizie uzyskanych informacji dotyczących danych, można ustalić, że efekt izolacji fazy A obwodu wyłącznika jest dobry, a charakterystyki pracy przełącznika zgodne z odpowiednimi przepisami. Jednak skład gazu SF₆ fazy A przełącznika poważnie przekracza standard, a opór pętli przekracza normę. Dlatego po rozmontowaniu i analizie, cechy obwodu wyłącznika są następujące: Po pierwsze, na kontaktach fazy A jest przyklejony czarny proszek. Chociaż ilość nie jest duża, kolce i futerko na powierzchni są bardzo widoczne. Po drugie, na ruchomych kontaktach znaleziono ślady spalania łuku.

2 Usterki obwodu wyłącznika SF₆ i przyczyny usterki

Powyższy przypadek to usterka przełącznika obwodu wyłącznika SF₆, która manifestuje się jako problem z ponownym zamykaniem. Gdy uszkodzony obwód wyłącznika nadal jest używany, istnienie takiej usterki przełącznika może prowadzić do odmowy działania, błędów działania i usterki izolacji, co jest bardzo szkodliwe.

2.1 Usterki odmowy działania i błędów działania obwodu wyłącznika SF₆

Odmowa działania obwodu wyłącznika SF₆, tzn. odmowa otwarcia i zamknięcia, oznacza, że obwód wyłącznika nie wykonuje odpowiednich działań po wysłaniu sygnału otwarcia lub zamknięcia. Błąd działania obwodu wyłącznika oznacza, że obwód wyłącznika wykonuje działania otwarcia lub zamknięcia bez otrzymania polecenia działania, a możliwe jest również, że działania obwodu wyłącznika nie są zgodne z poleceniem działania. Obwód wyłącznika SF₆ może również mieć problem z "nieautoryzowanym odłączeniem", tzn. urządzenie ochronne nie wysyła sygnału działania, a obwód wyłącznika automatycznie odłącza się bez ręcznej operacji. Istnieje wiele przyczyn odmowy działania lub błędów działania obwodu wyłącznika, takich jak usterki mechaniczne obwodu wyłącznika, usterki sprzętu elektrycznego i usterki urządzeń ochrony relacyjnej.

2.2 Usterki izolacji obwodu wyłącznika SF₆

Jeśli obwód wyłącznika ma usterki izolacji, wystąpi wyciek gazu SF₆, a także usterki mechaniczne, głównie manifestujące się jako wewnętrzne przewalenie izolacji do ziemi, przewalenie spowodowane przepięciem z powodu piorunu, przewalenie izolatora kondensatorowego, zewnętrzne przewalenie izolacji do ziemi, a także przewalenie izolatorów porcelanowych i prętów izolacyjnych.

2.3 Główne przyczyny odmowy działania i błędów działania

Mechaniczna przyczyna odmowy działania obwodu wyłącznika polega na brakach w produkcji, montażu, kalibracji lub konserwacji technicznej obwodu wyłącznika, co prowadzi do problemów jakościowych. Odmowa działania obwodu wyłącznika spowodowana takimi usterkami mechanicznymi stanowi ponad 60% wszystkich usterek odmowy działania obwodu wyłącznika. Usterki obwodu wyłącznika spowodowane przyczynami elektrycznymi objawiają się głównie problemami w drutach wtórnych, zakleszczeniem rdzeni otwarcia i zamknięcia, spaleniem cewek, spaleniem oporu pętli otwarcia, usterkami urządzenia ochronnego blokady, usterkami źródła zasilania i usterkami przełączników pomocniczych.

2.4 Przyczyny usterki izolacji

Przyczyny wewnętrznych usterki izolacji obwodu wyłącznika obejmują obecność metalowych obiektów wewnątrz obwodu wyłącznika, co prowadzi do usterki przewodzenia i rozładowania; obecność potencjału pływającego wewnątrz obwodu wyłącznika, co powoduje usterki rozładowania; usterki przewalenia wzdłuż powierzchni części izolacyjnych obwodu wyłącznika, a także niedoskonałe projektowanie części izolacyjnych. Przyczyny zewnętrznych usterki izolacji obwodu wyłącznika polegają na tym, że odległość pełzania zewnętrznej izolacji izolatora porcelanowego nie spełnia określonego standardu, a pod względem wyglądu, specyfikacja nie spełnia wymagań, co może prowadzić do zewnętrznej przewale izolacji izolatora porcelanowego. Jeśli występują problemy jakościowe w produkcji izolatora porcelanowego i środowisko pracy jest brudne, może dojść do przewalenia izolacji.

3 Metody leczenia usterki obwodu wyłącznika SF₆
3.1 Pomiar oporu głównego obwodu

Gdy przełącznik obwodu wyłącznika jest w stanie zamkniętym, zmierz opór głównego obwodu między wejściem a wyjściem. Prąd może wynosić dowolną wartość między 100 A a nominalnym prądem. Jeśli obudowa przewodnika obwodu uziemienia może być skutecznie odizolowana od izolacji, można zmierzyć równoległy opór obudowy przewodnika, a także DC opór obudowy przewodnika.

3.2 Wykonanie próby wytrzymałości na napięcie przemiennego prądu na obwodzie wyłącznika

Wykonanie próby wytrzymałości na napięcie przemiennego prądu na obwodzie wyłącznika może ujawnić wady próbki. Symuluj działanie próbki, aby zrozumieć jej zdolność do wytrzymywania przepięć. Podczas kontroli różnych zanieczyszczeń wolnych cząstek przewodzących, wrażliwość napięcia przemiennego jest bardzo wysoka.

3.3 Przeprowadzanie rutynowych kontroli i badań eksperymentalnych

Aby uniknąć usterki podczas działania obwodu wyłącznika, należy przeprowadzać rutynowe kontrole i badania eksperymentalne, w tym sprawdzanie nominalnego napięcia pracy obwodu wyłącznika i testowanie jego charakterystyk czasowych. Podczas kontroli charakterystyk mechanicznych obwodu wyłącznika, wszystkie komponenty mechaniczne powinny być sprawdzane, a także powinien być sprawdzany wygląd mechanizmu działania, aby upewnić się, że cewki otwarcia i zamknięcia są w dobrym stanie.

3.4 Testowanie obwodu wyłącznika za pomocą metody demontażu i chemicznej

Gdy obwód wyłącznika działa normalnie, SF₆ nie reaguje chemicznie z materiałami metalicznymi i organicznymi materiałami stałymi. Rozładowanie łuku może pełnić rolę katalizatora, prowadząc do reakcji chemicznych. Podczas wykrywania produktów rozkładu gazu SF₆, główne składniki chemiczne, które należy wykryć, obejmują dwutlenek siarki, siarkowodór, metan i tlenek węgla. Analizując stężenie gazu, można ocenić potencjalne ukryte usterki obwodu wyłącznika SF₆.

4 Wniosek

Podsumowując, obwód wyłącznika SF₆ odgrywa coraz ważniejszą rolę w systemie energetycznym. Skuteczne utrzymanie prawidłowego działania obwodu wyłącznika SF₆ jest kluczowe dla bezpiecznej pracy systemu. Dla personelu eksploatacyjnego i serwisowego zrozumienie charakterystyk obwodu wyłącznika, rozpoznawanie przyczyn usterki i znajdowanie rozsądnych metod leczenia zgodnie z przyczynami stało się niezbędne umiejętności zawodowe, aby zapewnić bezpieczną pracę systemu energetycznego.