Augstsprieguma atslēgāmes trūkumu novēršana 110 kV pārvadājumu stacijā

Saskaņā ar attiecīgajiem noteikumiem, augsprieguma atsekošanas līdzekļi ir atļauti veikt šādas darbības:

• Pārslēgšana (atvēršana/izslēgšana) normāli strādājošu sprieguma transformatoru (PT) un pārsprieguma aizsargiem;

• Galvenā transformatora nestrādājošās fāzes nomazgājuma atsekošanas līdzekļa pārslēgšana normālā darbības stāvoklī;

• Mazām strāvas lūpām balansēšanai, lai nodrošinātu cirkulārās strāvas vienmērību.

Augsprieguma atsekošanas līdzeklis ir elektrotehniskais elements bez lūkas samazināšanas spējas. Tāpēc to var izmantot tikai tad, kad tas atrodas atvērtā stāvoklī. Atsekošanas līdzekļa izmantošana slodzes stāvoklī — t.i., kad saistītais līdzeklis ir izslēgts vai aprīkojums ir uzenerģēts — var radīt intensīvu elektrisko lūku. Smagākajos gadījumos tas var izraisīt fāžu starpnieka īsoslēgumu, kaitēt aprīkojumam un pat apdraudēt cilvēku drošību.

Ja atsekošanas līdzeklis atrodas atvērtā stāvoklī, tā kustīgais un nemainīgais kontakts jāatdalīs skaidri redzami un uzticami, saskanot ar prasīto izolācijas attālumu. Otrādi, kad tas ir izslēgts, tam jānodrošina uzticams noslogojuma strāvas un īsoslēguma strāvas pārnešana. Atsekošanas līdzekļa galvenā funkcija ir nodrošināt uzticamu atsekošanas punktu starp augsprieguma uzenerģēto daļu un enerģijas avotu vai sabiedrisku vadi, lai nodrošinātu skaidru pārtraukumu drošas deenerģētās līnijas remontam.

Augsprieguma atsekošanas līdzekļus var izmantot arī sadarbībā ar pieejāmās līnijas, lai veiktu pārslēgšanas darbības, mainot pieejāmas darbības konfigurāciju. Piemēram, pieejāmā ar divu sabiedrisko vadu darbību, operatīvo sabiedrisko vadi var pārvietot uz rezervāra sabiedrisko vadi — vai elektriskos elementus no viena sabiedrisko vadi uz otru — izmantojot sabiedrisko vadi savienojuma līdzekli un augsprieguma atsekošanas līdzekļus abās savienojuma līdzekļa pusēs. Tomēr, tā kā tiek veiktas biežas pārslēgšanas darbības, var rasties kļūdas, piemēram, nevar atvērt vai izslēgt atsekošanas līdzekli. Šādas kļūdas jādiagnostē un analizē sistēmiski. Ja atsekošanas līdzeklī pastāv inhereņas defekti, nepieciešamas dizaina uzlabojumi.

1. Atsekošanas līdzekļu īpašības

Parasti katrā līdzekļa malā tiek instalēts viens atsekošanas līdzeklis, lai radītu skaidri redzamu atsekošanas punktu — palielinot drošību un palīdzot remontdarbiem. Enerģija tiek piedāvāta no augšējā sabiedrisko vadi caur sakaru šķīvi uz izietošo vadi. Atsekošanas līdzeklis pirms līdzekļa galvenokārt izolē enerģijas avotu. Tomēr, enerģija var tikt piedāvāta arī no lejuējā puses — piemēram, no citām līnijām vai kondensatoriem — tāpēc nepieciešams otrs atsekošanas līdzeklis aiz līdzekļa.

Noteikts 110 kV pieejāmā izmanto GW16B/17B-252 tipa augsprieguma atsekošanas līdzekļus. To tehniskās specifikācijas ir norādītas Tabulā 1. Šis atsekošanas līdzeklis ir trīs polu ārējs augsprieguma ierīce, kas ir izstrādāta bezslodzes pārslēgšanas darbībai 110 kV pieejāmajā, nodrošinot elektrisko atsekošanu starp remonta aprīkojumu un uzenerģētajām līnijām.

Šķēršņa atslēgas galvenās iezīmes ietver kompakto struktūru, augstu oksidācijas atbalstību, stabila darbība un spēcīgu seismisku izturību. Tā mehāniskā kontaktu sistēma izmanto vienkāršu vienā kāju deformācijas dizainu, ar pārraides daļām ievietotām konduktīvā traukā, lai aizsargātu tos no ārējā vides iejaukšanos. Konduktīvā traukā ir instalētas parauga balansējošās mazgājas un klusināšanas mazgājas: pirmā nodrošina uzticamu mehānisko līdzsvaru atverot un slēdzot, savukārt otra nodrošina pietiekamu kontaktu spiedienu drošai klusināšanai.

Kamēr šķēršņa atslēgas parasti tiek instalētas ārpusē, tās ir pakļautas ārējiem iedarbieniem, piemēram, vējam un seismiskajai aktivitātei. Lai palielinātu darbības uzticamību, šķēršņa atslēgā ir integrēts fiksēšanas mehānisms, lai nodrošinātu stabilitāti un drošu slēgšanu. Gan šķēršņa atslēga, gan tās zemes kontakta atslēga izmanto aliuminija lietiņu konduktīvās traukas, ar sidraba vai zelta apklātus kustīgos un stacionāros kontaktus, lai garantētu noslēpumu, mehānisko izturību un elektrisku stabilitāti rotācijas savienojumos.

Zemes kontakta atslēgā ir ieviesta vienkārša vienā kāju svārstības struktūra. Slēgšanas laikā kustīgais kontakts vispirms rotē un pēc tam vertikāli uz augšu piekļūst līdz stacionārajam kontaktam, novēršot kontaktu atspīdumu vai atstarpi. Šis dizains nodrošina uzticamu slēgšanu un saskaņotu dinamisko un termisko stabilitāti pie noteiktā īslaides strāvas apjoma.

2. Šķēršņa atslēgas struktūra un darbības princips

Šķēršņa atslēgas darbības process sastāv no diviem galvenajiem darbībām: deformācijas darbība un klusināšanas darbība.

2.1 Deformācijas darbība

Horizontālas rotācijas mehānisma vadībā, divas dārgumi, kas ievietotas uz rotējoša porceļāna izolatora, pārvadā divus četri kāju mehānismu kompleksus, lai veiktu plaknes kustību. Šīs pārvades dēļ apakšējā konduktīvā trauka rotē uz priekšu, lai slēgtu (slēgšanas darbība) vai atpakaļ, lai atvērtu (atveršanas darbība). Virsotnes operēšanas skrūves virsotnē esošais salīdzinošais vadības šķēres cilindrs tādējādi radīs ass pārbīdi attiecībā pret apakšējo konduktīvo trauku.

Šī salīdzinošā vadības šķēres cilindra virsotne ir savienota ar dārgumu-ķēdes komplektu. Kad šķēre kustās, tā rotē ķēdi, kas savukārt pārvada dārgumu. Tas rada virsējā konduktīvā trauka—ko fiksē dārguma ass—pārbīdi attiecībā pret apakšējo konduktīvo trauku, vai nu tā tiek izlīdināta (slēgšana) vai deformēta (atveršana).

Tajā pašā laikā, kad salīdzinošais vadības šķēres cilindrs piedzīvo ass pārbīdi, balansējošās mazgājas konduktīvā traukā nepārtraukti saglabā un izplūst enerģiju. Tas efektīvi kompensē smago bremžošanas momentu, nodrošinot vieglu un stabila darbību visā pārslēgšanas ciklā.

2.2 Klusināšanas darbība

Kamēr šķēršņa atslēga pārvietojas no atvērtā stāvokļa uz slēgtu stāvokli un tuvojas pilnai sakritībai (t.i., gandrīz taisna konfigurācija), dārgums iegriežas ar nospieduma plakni uz dārgumu kastes un turpinājot slīd tās virzienā. Šajā punktā, atspieduma mazgāju reakcijas spēka dēļ, salīdzinošais vadības šķēres cilindrs—savienots ar dārgumu-ķēdes komplektu—pārvietojas uz priekšu.

Šis uz priekšu virziena pārvietojums tiek pārnest caur kustīgo kontakta komplektu, kur nosprāvis pārveido lineāro kustību par klusināšanas darbību kontakta pirstiem. Kad stacionārais kontakta stiepe ir droši saņemta, dārgums nelielā mērā pārvietojas uz augšu pa nospieduma plakni, lai sasniegtu pilnu mehānisko slēgšanu.

Šajā posmā, klusināšanas mazgāja konduktīvā traukā tiek vēl vairāk samazināta un izdara spiedienu uz nosprāvi, nodrošinot stabilu pārvedumu, kas uztur saskaņotu un uzticamu kontaktu spiedienu starp kontakta pirstiem un stacionāro stiepi.

Atveršanas darbības laikā dārgums turpina pārvietoties uz ārā pa nospieduma plakni, līdz tas pilnībā atbrīvojas. Atspieduma mazgāja tad izvelk nosprāvi, izraisojot kontakta pirstu atveršanos "V" formā, tādējādi pārtraucot elektroenerģijas savienojumu.

3. Prakses gadījums

3.1 Kļūdas novērošana un analīze

Pēc kāda gada, 110 kV pārveidotājā veicot pārslēgšanas darbību, viena augstsprieguma šķēršņa atslēga nevarēja atvērt. Tūlīt tika veikta visaptveroša inspekcija zemes sistēmai, galvenajai konduktīvajai sistēmai, mehāniskajam bloķētājam, apakšējai/ugunsgrāmatām konduktīvajām traukām un dzinēja operēšanas mehānismam. Pētījums atklāja, ka dzinēja mehānismā esošais pārraides dārgums bija bojāts, un daļas, piemēram, šķēres asinis un savienojumi, bija sadalījušies. Operēšanas un uzturēšanas personāls ziņoja par defektu, un labojumu pasākumi tika īstenoti saskaņā ar gada uzturēšanas grafiku.

3.2 Uzlabojumu pasākumi

(1) Uzlaboti palīgmateriāli
Šķēres asinis un savienojumi tika aizvietoti ar augstas kvalitātes nerūstošu lietiņu, lai novērstu koroziju ilgtermiņa darbības laikā. Tika pieņemti grafita impregnētie un kompozīta bushings, kas ir izturīgi pret koroziju un ar zemu frikcionālo koeficientu, lai uzlabotu pārraides efektivitāti. Visi atklātie ferromagnētiskie daļējumi tika apzināti ar varsgalvanizēšanu, būtiski uzlabojot korozijas noturību. Praktiskā pieredze apliecina, ka varsgalvanizēšana ir labi piemērota ārējām lietojumām.

(2) Uzlabots dzinēja operēšanas mehānisms
Oriģinālais CJ7A dzinēja mehānisms tika aizvietots ar jaunāko CJ11 modeļu. Figurā 1 redzams atjaunotais CJ11 mehānisms.

(3) Uzlabots palīgsavienojuma dizains
Palīgsavienojums ir svarīgs sekundāris komponents, kas nodrošina atvērt/slēgt stāvokļa signālus. Neveiksmes varētu radīt nepareizus signālus un darbības traucējumus. Jaunais dizains izmanto starptautiski modernu kameru pārvedamo mikrokrājumu mehānismu, nodrošinot uzticamu pārslēgšanu, vieglu rotāciju un neatkarību no kļūdām atvērt/slēgt pārejā.

(4) Dzinēja kontroles aizsardzība
Pēc atvērtas vai slēgtas darbības pabeigšanas, dzinēja enerģija tiek pirmo kārtu atslēgta ar palīgsavienojumu. Ja palīgsavienojums neveicas, beigu robežskati abi puses atslēdz dzinēju. Ja tie arī neveicas, abu pusēm esošie mehāniskie stoperi aktivizē termoreleju, lai atslēgtu enerģiju. Šis trīsstāvoklis aizsardzības sistēma uzticami aptur dzinēju pēc katras darbības, novēršot nekontrolētu kustību un potenciālo mehānisko kaitējumu.

(5) Mekhāniskā pārnesuma sistēma
Izmantota vēršņa dārgmetāla saite. Vērsnis, saites un citi samazināšanas komponenti ir precīzi apstrādāti un uzsargāti alūminija līgnuma korpā. Šis dizains nodrošina vieglu darbību, zemu troksni un neizraisa triecienus.

(6) Sekundārā kontroles sistēma
Kontroles paneļa izkārtojums ir loģisks un estētiski pievilcīgs ar sietveida durvju struktūru, kas vienkāršo vadažas montāžu un apkalpošanu vietas, nodrošinot drošu un uzticamu sekundārās sistēmas darbību.

(7) Korpusa sargāšana
Mekhanismu korpusa durvis izmanto gaisa dūšļu sargāšanu. Gan durvis, gan virsgrauda ir izgatavotas no 2,5 mm biezas nerūdīgošās ķīdas, bet galvenais korpusa daļa no 2 mm bieza nerūdīgošās ķīdas, nodrošinot lielisku atbalstu pret vēju, smiltīm un koroziju.

4. Secinājumi

Pamatojoties uz vairāku gadu darbības pieredzi un defektu analīzi šajā 110 kV apgabalu pārvadātājā, sākotnējais mehānisms tika atjaunots uz Pinggao Group izstrādāto CJ11 modeli — jaunu, neatkarīgi izstrādātu vēršņa dārgmetāla motorizēto operācijas mehānismu. Šis uzlabotais dizains pārvar pusaudzības trūkumus gan inženierzinātnē, gan ražošanā, piedāvājot augstu darbības uzticamību, vieglu kustību, augstu pārnesešanas efektivitāti, neinertio triecienu, zemu troksni, stipru maināmību un pievilcīgu izskatu.

Kopā ar vietējo un attālāko elektrisko vadību, CJ11 mehānisms atbalsta arī manuālo vadību. Praktiskā testēšana nomērā ielādētos apstākļos ir pierādījusi tā spēju veikt vairāk nekā 10 000 mehāniskas operācijas uzticami.