Navorsing oor Opsporings- en Gasvullings- en Aanvullingsapparate vir Niet-ontmantelde SF6 Skakelaars

Hoëspanningskringbrekers word gebruik om laai stroom te verbind of af te breek tydens normale operasie. Wanneer 'n kortsluitfout of ernstige oorbelasting in elektriese toerusting of lyns voorkom, beheer 'n relaibesluittoestel hulle om die foutstroom outomaties en vinnig af te breek, die toerusting of lyns met die kortsluitfout te isoleer om die uitbreiding van die ongelukomvang te verhoed.

Gedurende die ontwikkeling van hoëspanningskringbrekers, van olievulde kringbrekers en gekompresseerde lug kringbrekers tot SF₆ kringbrekers en vakuum kringbrekers, was elke stap 'n groot innovasie in boogblusprinsipes. Daarvan het SF₆ kringbrekers voordele soos sterke onderbreekvermoë, lank elektriese lewe, hoë isolasieniveau en goeie sealprestasie, en word dit tans die meeste in hoëspanningsomgewings gebruik.

SF₆ kringbrekers (hieronder verwys as kringbrekers) is belangrike toerusting in hoëspanningskragoorsending. Isolasieprestasie en onderbreekprestasie is die hoof tegniese aanwysers vir die evalueer van kringbrekers. SF₆ kringbrekers is 'n tipe kringbreker wat 'n isolerende medium gebruik. Saam met lug-kringbrekers behoort hulle tot gasblast kringbrekers en vertrou op SF₆ gas vir isolasie. SF₆ gas het 'n hoë termiese geleidbaarheid, kan na dekomposisie hergroepeer, en bevat nie skadelike isolerende stowwe soos koolstof nie. Wanneer die waterinhoud streng beheer word, is die dekomposisieprodukte nie-korrosief. Die isolasieprestasie van SF₆ gas daal nie met gebruik nie, dus behou dit goeie isolasieprestasie selfs na verskeie onderbrekinge.

Puur SF₆ gas is 'n uitsonderlike boogblusmedium. As gevolg van sy superieure boogblus- en isolasieeienskappe, is dit suksesvol toegepas op hoë- en ekstra-hoëspannings-elektriese toerusting in die 20ste eeu. Tans is SF₆ die optimale gas-isolerende medium, veral in hoë- en ekstra-hoëspanningsbere, waar dit die enigste isolerende en boogblusmedium is. Om die stabiele onderbreekprestasie van kringbrekers te verseker, word vereis dat die SF₆ gas binne kringbrekers 'n puurheid van 99.99% moet hê.

Omdat die gasvertrek van SF₆ kringbrekers relatief groot is, is daar baie verbindingspype, en is daar talryke sealvlakke binne die kringbrekers. Tydens operasie kan probleme soos onvoldoende SF₆ druk as gevolg van sealprobleme of temperatuurveranderinge voorkom. In praktiese toepassings, as gevolg van faktore soos operasie-trillinge en swak seal, oorskryg die waarskynlikheid van gaslekkage in kringbrekers die fabriek-gestelde jaarlikse lekkagerate van 1%. Daarom moet kringbrekers dikwels met gas gevul word.

Hierdie artikel stel 'n nuut soort non-ontleding SF₆ kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling toestel voor. Dit kan mikro-wateropsporing van kringbrekers en kalibrering van digtheidrelais deur instrumente sonder kragafsnitting uitvoer. Dit kan ook lug, waterdamp en vervuiling in die gasvullingspype tydens gasvulling en gasaanvulling prosesse uitspoel. Daarby kan dit outomaties druk verlig en 'n alarm gee wanneer die gasdruk die gestelde waarde oorskryf tydens die gasvulling proses.

1 Huidige situasie in China

Tans beteken gasaanvullingstoestelle vir kringbrekers tipies die installasie van 'n gekombineerde ventiel op die kringbreker. Hierdie gekombineerde ventiel, wat bestaan uit 'n ventielkorpus, 'n gasaanvullingsgrens, 'n kringbrekergrens en 'n digtheidrelaisgrens, kan verbonden word aan 'n mikrowatermeter en 'n digtheidrelaiskalibreerder. Dit handhaaf effektief die probleem van kragafsnitting wanneer die mikrowaterinhoud van die kringbreker gemeet word en die digtheidrelais gekalibreer word, wat werkdoeltreffendheid verhoog en skade aan die kringbreker tydens ontleding verminder.

Dit fokus egter nie op die probleem van lug, waterdamp en vervuiling in die gasvullingspype wat die kringbreker tydens die gasvulling en gasaanvulling prosesse binnetrekt nie. Tydens die gasvulling en gasaanvulling operasies van bestaande kringbrekers, word die SF₆ gasvullings silinder direk via 'n drukverlaagventiel en 'n gasaanvullings slang aan die kringbreker gekoppel. Dit lei tot die feit dat die SF₆ gas lug, waterdamp en vervuiling van die slang in die kringbreker neem. Dit verlaag die puurheid van die SF₆ gas, vermindert sy isolasieprestasie, beskadig die kringbreker en verkort sy leeftyd.

As 'n beskermtoestel vir die kragstelsel, is streng regulasies en vereistes op SF₆ gas wat in hoëspanningselektriese toerusting gebruik word, opgeleg. Wanneer die waterinhoud in SF₆ kringbrekers 'n sekere vlak bereik, kan dit ernstige negatiewe gevolge veroorsaak. Waterdamp kan die dekomposisieprodukte van SF₆ gas laat chemiese reaksies ondergaan, giftige verbindinge produseer; dit kan chemiese korrosie van toerusting veroorsaak; dit is nadelig vir die isolasie van toerusting; dit beïnvloed die onderbreekprestasie van skake; en dit verlaag die meganiese prestatie van skake.

Tans, wanneer mikro-wateropsporing en digtheidrelaiskalibrering op kringbrekers gedoen word, moet die kringbreker ná kragafsnitting ontled word. Dit beïnvloed nie net produksie nie, maar dit beïnvloed ook die sealprestasie van die kringbreker. Frekwente ontleding beïnvloed ook die akkuraatheid van die relais.

2 Werkprinsip en strukturele ontwerp

Die SF₆ kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling toestel sluit in 'n ventielkorpus, 'n self-sealventiel, 'n selfbeheerde terugdrukventiel en 'n beheerswit, soos aangedui in die struktuurdiagram. Hierdie toestel organies integreer die ventielkorpus met die self-sealventiel, die selfbeheerde terugdrukventiel en die beheerswit. Een kant van die ventielkorpus is vasgerig met 'n kringbrekerverbindingplaat, die ander kant is vasgerig met 'n beheerswit. Die ventielkorpus is ook vasgerig met 'n self-sealventiel, 'n selfbeheerde terugdrukventiel en 'n digtheidrelaisgrens. Die beheerswit beheer die oop- en toe-stelling van hierdie ventiele.

Die SF₆ kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling toestel wat in hierdie artikel bekendgestel word, deur die organiese integrasie van die ventielkorpus met die self-sealventiel, die selfbeheerde terugdrukventiel en die beheerswit, integreer mikro-watermeting, digtheidrelaiskalibrering, en gasvulling en gasaanvulling operasies van kringbrekers sonder kragafsnitting. Voordat gasvulling en gasaanvulling operasies begin, kan dit outomaties lug, waterdamp en vervuiling in die gasaanvullingsstelsel uitspoel. Tydens die gasvulling en gasaanvulling operasies van die kringbreker, kan dit drukopsporing en drukverligting-alarm bereik. Dit is van toepassing op ingevoerde SF₆ kringbrekers met 'n spanning bo 110 kV, Alstom FXT11-tipe kringbrekers uit Frankryk, en inheemse SF₆ kringbrekers met 'n spanning bo 110 kV. Dit kan hoë druk, van 0.5 tot 16 MPa, hanteer, en is veilig en betroubaar.

Hoofwerkstappe van die SF₆ Kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling Toestel

• Verwyder Onpuur Gas: Sluit die SF₆ gas silinder aan by die self-sealventiel van hierdie toestel deur 'n drukverlaagventiel, 'n gasaanvullings slang en 'n verbinder. Sluit die beheerswit en open die ventiel van die SF₆ gas silinder. SF₆ gas gaan die toestel binne deur die gasaanvullings slang. Op hierdie tydstip gaan impuriteite soos lug in die slang saam met die SF₆ gas die kringbreker binne. Die gas in die toestel is 'n mengsel van SF₆ gas en lugimpuriteite. Wanneer die druk in die toestel die ingestelde druk van die selfbeheerde terugdrukventiel oorskryf, open die selfbeheerde terugdrukventiel outomaties en ontslaan gas vir 8-10 sekondes. Tydens hierdie uitlaatproses, word al die lug en impuriteite in die hele stelsel verwyder. Sluit dan die ventiel van die SF₆ gas silinder. Wanneer die druk in die stelsel ooreenstem met die ingestelde druk, sluit die selfbeheerde terugdrukventiel outomaties, voltooi die lug en impuriteite-verwydering operasie. Op hierdie punt is die puurheid van die SF₆ gas in die stelsel dieselfde as in die gas silinder, en dit is gekwalifiseerde gas.

• Gasvulling en Drukaanvulling: Met die hele stelsel gevul met puur SF₆ gas na die impuriteite-verwydering proses, open die beheerswit van hierdie toestel, en dan open die ventiel van die SF₆ gas silinder om gas aan die kringbreker aan te vul. Wanneer die druk in die kringbreker die druk wat deur die selfbeheerde terugdrukventiel ingestel is, oorskryf, open die selfbeheerde terugdrukventiel outomaties, gee 'n alarm en ontslaan gas. Sluit dan die ventiel van die SF₆ gas silinder. Wanneer die druk die ingestelde waarde bereik, sluit die selfbeheerde terugdrukventiel outomaties, voltooi die gasaanvulling operasie. Nadat die operasie voltooi is, verwyder die verbinder wat aan die gas silinder gekoppel is, van die self-sealventiel van hierdie toestel.

• Outomatiese Alarm en Drukbeheer: Tydens die gasvulling proses speel die selfbeheerde terugdrukventiel 'n rol in die monitering van die druk. Sodra die druk die ingestelde waarde oorskryf, sal dit outomaties open, 'n alarm gee en gas ontslaan om te verseker dat die druk in die kringbreker nie die veilige omvang oorskryf nie.

• Gas-aanvulling en Drukmeting: Na die gasaanvulling operasie kan die druk in die kringbreker gemonster word om te verseker dat dit die vereiste waarde bereik.

Wanneer mikro-watermeting gedoen word, sluit die mikro-watermeetinstrument aan by die self-sealventiel. Open die skakelaar van die mikro-watermeetinstrument, laat die gas in die stelsel die mikro-watermeetinstrument binne gaan, sluit dan die skakelaar van die meetinstrument vir deteksie. Nadat die deteksie voltooi is, verwyder die mikro-watermeetinstrument om die mikro-watermeting operasie te voltooi. Dit is nie nodig om die krag af te snit tydens die deteksie proses nie.

Wanneer digtheidrelaiskalibrering gedoen word, sluit die beheerswit van die toestel, sluit die digtheidkalibreerder aan by die self-sealventiel vir kalibrering werk. Nadat die werk voltooi is, verwyder die digtheidkalibreerder en open die beheerswit. Dit is nie nodig om die krag af te snit tydens die deteksie proses nie.

Die non-ontleding SF₆ kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling toestel integreer mikro-watermeting, digtheidrelaiskalibrering, en gasvulling en gasaanvulling operasies van die kringbreker deur instrumente sonder kragafsnitting. Voordat gasvulling en gasaanvulling operasies begin, kan dit outomaties lug, waterdamp en vervuiling in die gasaanvullingsstelsel verwyder. Tydens die gasvulling en gasaanvulling operasies van die kringbreker, kan dit drukopsporing en drukverligting-alarm bereik. Dit is gerieflik en vinnig om te bedien en beïnvloed nie die normale operasie van die kringbreker nie.

3 Gevolgtrekking

Die non-ontleding SF₆ kringbreker-opsporing, -gasvulling en -gas-aanvulling toestel kan volledig lug, waterdamp en impuriteite in die gasaanvullingspyp en stelsel verwyder voordat gasaanvulling vir die kringbreker gedoen word. Bovendien, tydens die gasvulling proses, wanneer die gasdruk in die stelsel die gestelde waarde bereik, kan dit outomaties gas ontslaan en 'n alarm gee. Hierdie toestel is toegerus met 'n stelselbeheerswit, wat mikro-watermeting en digtheidrelaiskalibrering operasies sonder kragafsnitting moontlik maak. Dit is gerieflik en vinnig om te bedien en beïnvloed nie die normale operasie van die kringbreker nie. Dit is van toepassing op ingevoerde SF₆ kringbrekers met 'n spanning bo 110 kV, Alstom FXT11-tipe kringbrekers uit Frankryk, en inheemse SF₆ kringbrekers met 'n spanning bo 110 kV. Dit kan hoë druk, van 0.5 tot 16 MPa, hanteer, en is veilig en betroubaar.