Έλεγχος Στην Τόπο SF6 Gas Density Relays: Σχετικά Θέματα

Εισαγωγή

Το αέριο SF6 χρησιμοποιείται ευρέως ως μέσο απομόνωσης και σβήσιμου της φλογός σε υψηλή και εξαιρετικά υψηλή τάση λόγω των εξαιρετικών του ιδιοτήτων απομόνωσης, σβήσιμου της φλογός και χημικής σταθερότητας. Η δύναμη απομόνωσης και η δυνατότητα σβήσιμου της φλογός των ηλεκτρικών εξοπλισμών εξαρτάται από τη πυκνότητα του αερίου SF6. Μια μείωση της πυκνότητας του αερίου SF6 μπορεί να οδηγήσει σε δύο βασικά κίνδυνα:

• Μείωση της ηλεκτροστατικής αντοχής του εξοπλισμού;

• Μείωση της δυνατότητας διακοπής των στροφορτών.

Επιπλέον, η διαρροή αερίου συχνά οδηγεί σε εισροή υγρασίας, αυξάνοντας το ποσοστό υγρασίας του αερίου SF6 και περαιτέρω επιβαρύνοντας την απομονωτική απόδοση. Συνεπώς, η παρακολούθηση της πυκνότητας του αερίου SF6 είναι απαραίτητη για την εγγύηση της ασφάλειας της λειτουργίας του εξοπλισμού.

Ένας διακοπτικός πυκνότητας αερίου SF6 (επίσης γνωστός ως μονίτορ, ελεγκτής ή μέτρητρος πυκνότητας) εγκαταστάται σε ηλεκτρικό εξοπλισμό SF6 για να αντικατοπτρίζει τις αλλαγές στην εσωτερική πυκνότητα του αερίου. Ανιχνεύει τις μεταβολές στην πίεση για να δείξει τις αλλαγές στην πυκνότητα, εκδίδοντας ένα σήμα προειδοποίησης όταν η πυκνότητα μειωθεί σε προκαθορισμένο επίπεδο προειδοποίησης, και κλείνοντας τις επιχειρήσεις στροφορτών αν μειωθεί περαιτέρω σε επίπεδο κλειδώματος. Δεδομένου ότι η απόδοσή του επηρεάζει άμεσα την ασφάλεια του εξοπλισμού, η τακτική δοκιμή της αξιοπιστίας και ακρίβειάς του είναι κρίσιμη.

1. Τύποι και λειτουργικά αρχής των διακοπτικών πυκνότητας αερίου SF6

1.1 Μηχανικοί διακοπτικοί πυκνότητας

Οι μηχανικοί διακοπτικοί μπορούν να ταξινομηθούν με βάση τη δομή σε διακοπτικούς με φυσαλίδα και διακοπτικούς με σωλήνα Bourdon, και με βάση τη λειτουργία σε εκείνους με εμφάνιση πίεσης και χωρίς. Και οι δύο τύποι χρησιμοποιούν θερμοαποζυγνωστική αντιστάθμιση για την παρακολούθηση της πυκνότητας του αερίου.

Παίρνοντας ως παράδειγμα τον τυπικό διακοπτικό με φυσαλίδα (βλέπε Σχήμα 1):

• Ένας προπληρωμένος χώρος είναι γεμάτος με αέριο SF6 στην ίδια πίεση με τον παρακολουθούμενο χώρο;

• Μια μεταλλική φυσαλίδα είναι συνδεδεμένη με τον παρακολουθούμενο χώρο;

• Όταν συμβεί διαρροή, η εσωτερική πίεση στη φυσαλίδα μειώνεται, δημιουργώντας μια διαφορά πίεσης που συμπιέζει τη φυσαλίδα. Αυτή η κίνηση ενεργοποιεί ένα μικρό τελεστή μέσω μηχανικής σύνδεσης, εκτελώντας ένα σήμα προειδοποίησης ή κλειδώματος.

Επειδή ο προπληρωμένος χώρος βρίσκεται στο ίδιο περιβάλλον, οι αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζουν ίσως και τα δύο πλευρά, επιτρέποντας αυτόματη θερμοαποζυγνωστική αντιστάθμιση.

Σχήμα 1. Λειτουργική αρχή του μηχανικού διακοπτικού πυκνότητας αερίου
(Σημείωση: 4—μικρός τελεστής; 3—δίμεταλλο πλάκα; 2—μεταλλική φυσαλίδα; 1—προπληρωμένος χώρος)

1.2 Διακοπτικοί πυκνότητας ψηφιακής τεχνολογίας

Αυτοί οι διακοπτικοί εκμεταλλεύονται την ισχυρή ηλεκτρονεγατικότητα των μορίων SF6. Μια πηγή αλφά σωματιδίων σε έναν ιονισμένο χώρο ιονίζει το αέριο, και υπό εφαρμοσμένη DC ηλεκτρική πεδίο, δημιουργείται ένας ιονικός ροής. Αυτή η ροή είναι ανάλογη με την πυκνότητα του αερίου. Καθώς η πυκνότητα μειώνεται, η εξόδια ροή μειώνεται, επιτρέποντας πραγματική χρονική παρακολούθηση.

Πλεονεκτήματα των διακοπτικών ψηφιακής τεχνολογίας πυκνότητας περιλαμβάνουν:

• Ψηφιακή εμφάνιση πίεσης, ισοδύναμη πίεση στους 20°C, και θερμοκρασία του εξοπλισμού;

• Συμβατότητα με υπολογιστικά συστήματα για την επισήμανση online;

• Δυνατότητα σχεδίασης καμπύλων τάσης διαρροής, υποστηρίζοντας την προσαρμοστική συντήρηση;

• Πλήρη μέτρηση χωρίς αλλαγή εύρους, με παραμέτρους που μπορούν να προσαρμοστούν στο πεδίο;

• Εξαγωγή σήματος προειδοποίησης για αναπλήρωση αερίου και επαφής κλειδώματος υπό πίεση.

Σχήμα 2. Λειτουργική αρχή του διακοπτικού πυκνότητας ψηφιακής τεχνολογίας
(Σημείωση: Τα αλφά σωματίδια στον ιονισμένο χώρο ιονίζουν το αέριο SF6; τα ηλεκτρόνια μετακινούνται προς την ανόδη, οι θετικοί ιόντες επιστρέφουν στον εκτοξευτή, δημιουργώντας μια ροή που επεκτείνεται και εξάγεται)

2. Ανάγκη επιτόπιας δοκιμής των διακοπτικών πυκνότητας

Οι διακοπτικοί πυκνότητας μπορούν να δοκιμαστούν είτε επιτόπια είτε σε εργαστήριο. Ενώ η δοκιμή σε εργαστήριο παρέχει υψηλότερη ακρίβεια, παρουσιάζει αρκετές αδυναμίες:

• Η αποσυναρμολόγηση σπάει την αρχική σφραγίδα, κάτι που καθιστά δύσκολη την επανασυναρμολόγηση και την εγγύηση της σφραγίδας;

• Τα προσεγμένα μέτρηματα μπορεί να χάσουν την εγκατάσταση λόγω των σοκ από τη μεταφορά;

• Οι στενοί χρονοδιαγράμματα συντήρησης καθιστούν την αποσυναρμολόγηση και την επανασυναρμολόγηση χρονοβόρες.

Συνεπώς, η επιτόπια δοκιμή είναι προτεινόμενη όταν είναι δυνατή, καθώς είναι πιο αποτελεσματική και ασφαλής.

3. Συσκευές χρησιμοποιούμενες για επιτόπια δοκιμή

Επειδή ο ηλεκτρικός εξοπλισμός SF6 δεν πρέπει να μολυνθεί με λάδι ή άλλα αέρια, μόνο το αέριο SF6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δοκιμαστικό μέσο. Ένα ιδανικό συστήμα καλιβρώσεως θα πρέπει να έχει:

• Ενσωματωμένη φιάλη αερίου SF6;

• Ρυθμίσιμη πίεση;

• Αυτόματη επιστροφή θερμοκρασίας και μετατροπή.

Αυτό το άρθρο παρουσιάζει το JMD-1A SF6 Gas Density Relay Calibration Unit, το οποίο διαθέτει:

• Ενσωματωμένη μπαλόνα SF6 και σύστημα ρύθμισης πίεσης;

• Απομόνωση του κύκλου αερίου της εξοπλισμού κατά τη δοκιμή, χρησιμοποιώντας τη δική του πηγή αερίου;

• Αυτόματη μετατροπή των μετρημένων τιμών σε πίεση πρότυπου στα 20°C;

• Απαιτεί ετήσια επανεπικύρωση στο εργοστάσιο για να εξασφαλίσει ακρίβεια;

• Κλάση ακρίβειας 0.5, πληρούμενη η απαίτηση ότι "η λάθος του προτύπου ειδικού μέτρημα δεν πρέπει να υπερβαίνει το ένα τρίτο της λάθος του δοκιμαζόμενου μέτρημα" (τα δοκιμαζόμενα ρελέ είναι συνήθως κάτω από την κλάση 1.5), πλήρως επαρκής για τις απαιτήσεις στο χώρο.

4. Περιεχόμενο Δοκιμών για Ρελέ Πυκνότητας Αερίων

4.1 Πρότυπα και Συχνότητα Δοκιμών

Σύμφωνα με το GB50150-1991 και το DL/T596-1996:

• Τα νέα εξοπλισμού πρέπει να υποβληθούν σε δοκιμές πυκνότητας πριν την εγκατάσταση;

• Τα εξοπλισμού σε λειτουργία πρέπει να δοκιμάζονται κάθε 1-3 χρόνια, ή μετά μεγάλη συντήρηση ή όταν είναι απαραίτητο;

• Οι τιμές ενεργοποίησης πρέπει να συμμορφώνονται με τις τεχνικές προδιαγραφές του κατασκευαστή;

• Η λάθος δείξης βαρόμετρου και η επιστροφή πρέπει να είναι εντός των επιτρεπτών ορίων για την καθορισμένη κλάση ακρίβειας.

4.2 Εξεταστέα Ενότητα

Οι κύριες εξεταστέες ενότητες περιλαμβάνουν:

• Πίεση ενεργοποίησης συναγερμού (αναπλήρωση αερίου);

• Πίεση ενεργοποίησης κλειδώματος;

• Πίεση επιστροφής κλειδώματος;

• Πίεση επιστροφής συναγερμού;

• Εάν είναι εξοπλισμένο με βαρόμετρο, η δείξη του πρέπει επίσης να δοκιμαστεί.

Απαιτήσεις δοκιμών βαρομέτρου:

• Τουλάχιστον 5 σημεία δοκιμής ομοιόμορφα κατανεμημένα στο φάσμα;

• Δύο πλήρεις κύκλοι εφαρμογής και αποσύνδεσης πίεσης;

• Η πίεση εφαρμόζεται αργά και σταθερά, με ανάγνωση σε κάθε σημείο;

• Η μέγιστη λάθος δείξης από τους δύο κύκλους λαμβάνεται ως το τελικό αποτέλεσμα.

Απαιτήσεις τιμών ενεργοποίησης:

• Πρέπει να συμμορφώνονται με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή;

• Η διαφορά μεταξύ πίεσης ενεργοποίησης και επιστροφής πρέπει να είναι λιγότερη από 0.02 MPa;

• Όλες οι τιμές πίεσης πρέπει να μετατρέπονται σε πρότυπες τιμές στα 20°C;

• Εγγράψτε την περιβαλλοντική θερμοκρασία, τη μετρημένη πίεση και τη μετατραπείσα πίεση στα 20°C.

5. Μέθοδοι Σύνδεσης Μεταξύ Ρελέ Πυκνότητας και Εξοπλισμού

Υπάρχουν τέσσερεις κοινές μέθοδοι σύνδεσης:

• Με Κλειδώματο Απομόνωσης
       Ένα κλειδώμα (FA) είναι εγκατεστημένο μεταξύ του ρελέ και του εξοπλισμού. Κατά τη δοκιμή, κλείστε το FA, συνδέστε το κεφάλι δοκιμής, στη συνέχεια ανοίξτε το FB για να ξεκινήσει η δοκιμή.

• Με Κλειδώμα Κατεύθυνσης
       Μετά την αφαίρεση του ρελέ, το κλειδώμα κατεύθυνσης αυτόματα σφραγίζει την πλευρά του εξοπλισμού, επιτρέποντας την άμεση σύνδεση του συστήματος δοκιμής στην εξωτερική έξοδο.

• Με Κλειδώμα Κατεύθυνσης + Βολτώμενο Βολτόμενο Βολτώμενο (βλέπε Σχήμα 3)
       Χωρίς αποσυναρμολόγηση. Ξεβράστε το βολτώμενο W2; το κλειδώμα κατεύθυνσης F1 αυτόματα απομονώνει τον διάδρομο αερίου, επιτρέποντας την άμεση σύνδεση του κεφαλιού δοκιμής.

Σχήμα 3. Διάγραμμα Ρελέ Πυκνότητας με Κλειδώμα Κατεύθυνσης και Βολτώμενο Βολτώμενο
(Ετικέτες: B1—ρελέ πυκνότητας; W1—πόρτα φόρτισης αερίου; W2—πόρτα δοκιμής; MA—βαρόμετρο; F1—κλειδώμα κατεύθυνσης)

• Άμεση Σύνδεση Χωρίς Απομόνωση
       Αυτό είναι ένα άλογο σχεδιασμό. Εάν το ρελέ αποτύχει, δεν μπορεί να αντικατασταθεί ή να δοκιμαστεί σε γραμμή και πρέπει να περιμένει μέχρι τη μεγάλη ανασκόπηση. Συνιστάται η εγκατάσταση κλειδώματος απομόνωσης κατά την ανασκόπηση για μελλοντική συντήρηση.

Συμπέρασμα: Οι τρεις πρώτες μεθόδοι σύνδεσης επιτρέπουν τη δοκιμή στο χώρο; η τέταρτη δεν επιτρέπει.

6. Προσοχές για Τοπική Επικύρωση

• Επιχείρηση Απενεργοποίησης: Η δοκιμή πρέπει να διεξάγεται με την εξοπλισμό απενεργοποιημένο. Αποσυνδέστε την ενέργεια ελέγχου και απομονώστε τους επαφούς συναγερμού/κλειδώματος στο τερματικό σύνδεσμο για να εμποδίσετε ανεπιθύμητες λειτουργίες δευτερεύουσας κύκλωμας.

• Επιβεβαίωση Τύπου Σύνδεσης: Οι δομές σύνδεσης διαφέρουν ανάμεσα στους εξοπλισμούς. Επιβεβαιώστε τον τύπο πριν από την αποσυναρμολόγηση για να εμποδίσετε λανθασμένες λειτουργίες και διαρροές αερίου.

• Επαναφορά Κλειδών Απομόνωσης: Μετά τη δοκιμή, βεβαιωθείτε ότι όλες οι κλείδες απομόνωσης έχουν επαναφερθεί στις σωστές θέσεις τους και έχουν επαληθευτεί.

• Καθαρισμός Συνδέσμων: Καθαρίστε όλους τους συνδέσμους αγωγών πριν και μετά τη δοκιμή. Να αποπνίξετε με μικρό ποσό SF6 αερίου, αν απαιτείται, για να εμποδίσετε την μόλυνση ή την εισαγωγή υγρασίας.

• Προστασία Σφραγίδων: Προστατεύστε τις επιφάνειες σφράγισης, αντικαταστήστε με νέες γραμμάτιες και εκτελέστε εξέταση διαρροής μετά την επανασύνθεση.

• Μετατροπή Μονάδων Πίεσης: Ο δοκιμαστής JMD-1A εμφανίζει πίεση μετρητή. Εάν ο ρελέ απαιτεί απόλυτη πίεση (π.χ., στον διαχωριστή ABB LTB145D), μετατρέψτε τις μονάδες πριν από τη σύγκριση.

7. Συμπέρασμα

Ο ρελέ πυκνότητας αερίου SF6 είναι ένα κρίσιμο συστατικό για την ασφαλή λειτουργία των ηλεκτρικών εξοπλισμών SF6. Η λειτουργική του απόδοση επηρεάζει άμεσα την αξιοπιστία του συστήματος. Συνεπώς, πρέπει να διεξάγονται τακτικές επιτόπιες δοκιμές σύμφωνα με τις σχετικές διατάξεις για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια και η αξιοπιστία. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, είναι απαραίτητη η αυστηρή τήρηση των προγραμματισμένων κύκλων, διαδικασιών και προσοχών δοκιμής για την εξάλειψη των κινδύνων ασφάλειας και την πρόληψη λανθασμένων συμπερασμάτων.