Matumizi ya Mfumo wa Kusimamia Hitilafu za Kutofungua Kifungo cha Umeme cha Kiwango Cha Juu kwenye Sub-stesheni ya 110 kV

Kulingana na sheria zinazohusiana, kikunyaza kwa umeme wa kiwango cha juu linaruhusiwa kutekeleza shughuli zifuatazo:

• Kutekeleza (kufungua/kufunga) trafomu za mzunguko wa mwaka (PTs) na kivoko cha majanga yanayofika kwa kutumia umeme;

• Kutekeleza kikunyaza cha chini cha trafomu ya msingi wakati wa usimamizi wa kawaida;

• Kutekeleza mzunguko wa vipepeo vya kiwango ndogo ili kuweka vyama vya mzunguko sawa.

Kikunyaza kwa umeme wa kiwango cha juu ni sehemu ya umeme ambayo haijali kuvunjika. Kwa hivyo, inaweza kutumika tu wakati linaloweza kufungwa. Kutumia kikunyaza wakati una umeme—na maana hiyo, wakati kipengele cha kufunga mzunguko kimefungwa au vyombo vilivyotumika vina umeme—huchanganya kivoko cha umeme kubwa. Katika mabadiliko magumu, hii inaweza kusababisha kivoko cha umeme kati ya viwango mbili, kugongana vyombo, na hata kuleta hatari kwa watu.

Wakati kikunyaza kimefungwa, lazima kuwe na tofauti inayonekana na imara kati ya matumizi yake na matumizi yasiyofanya kazi, ikifanana na umbali unaoitwa kwa kutosha wa kujitoa. Vinginevyo, wakati limefungwa, linapaswa kubeba kwa imara umeme wa mzunguko wa kawaida na kivoko cha umeme kubwa. Ajira asili ya kikunyaza ni kutoa nukta inayoweza kujitoa kati ya sehemu za umeme wa kiwango cha juu na chanzo cha umeme au barra, kuhakikisha kwamba kuna kujitoa kwa uhuru wa kurekebisha mzunguko uliyokuwa na umeme.

Kikunyaza kwa umeme wa kiwango cha juu pia linaweza kutumiwa pamoja na mitandao ya umeme katika steshoni ili kutekeleza shughuli za kufungua/kufunga, kwa hivyo kubadilisha mfumo wa usimamizi wa steshoni. Kwa mfano, katika steshoni yenye busi mbili, busi inayotumika inaweza kutumika busi ya kimataifa—au kivunge cha umeme kwenye busi moja kunatumika busi nyingine—kutumia kipengele cha kufunga mzunguko kati ya busi na kikunyaza kwa umeme wa kiwango cha juu pande zote za kipengele cha kufunga mzunguko kati ya busi. Lakini, kwa sababu ya shughuli nyingi za kufungua/kufunga, viwazo kama vile kutokua na uwezo wa kufungua au kufunga kikunyaza vinaweza kutokea. Viwazo hivi yanapaswa kuhesabiwa na kuhatarisha. Ikiwa kukua na magonjwa muhimu kwenye kikunyaza, maendeleo ya ubunifu yanahitajika.

1. Sifa za Kikunyaza

Mara nyingi, kikunyaza kimo katika pande zote za kipengele cha kufunga mzunguko ili kutoa nukta inayoweza kujitoa—kuongeza usalama na kusaidia kurekebisha. Umeme unatoka kwenye busi juu kupitia sanduku la kipengele cha kufunga mzunguko hadi kwenye mzunguko wa kuelekea nje. Kikunyaza kimo juu ya kipengele cha kufunga mzunguko huweka chanzo cha umeme. Lakini, umeme unaweza mara nyingi kutoka kwenye upande wa chini—kwa mfano, kupitia mzunguko wa umeme kubwa kutoka kwenye mzunguko mwingine au kivunge cha umeme—kwa hivyo inahitaji kikunyaza kingine chenye kipengele cha kufunga mzunguko chini ya kipengele cha kufunga mzunguko.

Steshoni fulani ya 110 kV inatumia kikunyaza kwa umeme wa kiwango cha juu aina ya GW16B/17B-252. Taarifa za teknolojia zake zimeorodheshwa kwenye Meza 1. Kikunyaza hiki ni kifaa cha kimataifa cha kimagharibi cha umeme wa kiwango cha juu kilichoundwa kwa ajili ya kutekeleza shughuli za kufungua/kufunga bila mchuzi katika steshoni za 110 kV, kutoa utengenezaji wa umeme kati ya vyombo vilivyorekebishwa na mzunguko uliyokuwa na umeme.

Vipengele muhimu vya disconnector hii ni kujumuisha muktadha mdogo, ukubwa wa kupambana na oxidation, usimamizi wa kasihi, na ufanisi mkubwa wa kutambua seismic. Mfumo wa majumbe yake unatumia mbinu ya single-arm flexure rahisi, na komponenti za kutuma zinapatikana ndani ya conductive tube ili kuzui kutokana na athari ya mazingira nje. Ndani ya conductive tube kuna mizigo miwili ya kutaraji na seti moja ya springs za clamping: mizigo ya taraji yanatunza umuhimu wa taraji wa mekaniki wakati wa kufungua na kufunga, na springs za clamping zinafunisha pressure kamili ya majumbe.

Tangu disconnectors mara nyingi hutengenezwa nje, wanaweza kuathiriwa na athari za nje kama upinde na seismic. Ili kuboresha uhakika wa kasihi, mfumo wa latching unajumuishwa ndani ya mwili wa disconnector ili kutunza kasihi na kufunga kamili. Disconnector na grounding switch wote wanatumia aluminum alloy conductive tubes, na moving na stationary contacts wenye silver- au gold-plated ili kuhakikisha resistance ya wear, robustness ya mekaniki, na stability ya umeme katika joints zinazoguruka.

Grounding switch una muktadha wa single-arm swing. Wakati wa kufunga, movable contact hupata kwanza kuruka na sikuenda chini kabisa kutoka kwenye stationary contact, kusisitiza sio kubounce au kurebound. Muktadha huu unahakikisha closure inayofaa na thermal na dynamic stability kamili under rated short-circuit current conditions.

2. Muktadha na Sura ya Kasihi ya Disconnector

Mchakato wa kasihi wa disconnector una viwango viwili muhimu: action ya kuruka na action ya kufunga.

2.1 Action ya Kuruka

Kutokana na horizontal rotary mechanism, mifano miwili ya gears imewekwa kwenye rotating porcelain insulator inadereva sets miwili ya four-bar linkages kutenda planar motion. Kwenye dereva hii, lower conductive tube huruka mbele kufunga (kufunga) au nyuma kufungua (kufungua). Hinged actuating rod juu ya operating screw hupata displacement axial kulingana na lower conductive tube.

Pembeni cha juu la hinged actuating rod linawasili kwenye gear-chain assembly. Wakati rod hupanda, inaruka chain, ambayo pia inadereva gear. Hii inachukua upper conductive tube—imepatikana kwenye gear shaft—kuenda kulingana na lower conductive tube, kama straightening (kufunga) au bending (kufungua).

Wakati huo, tangu hinged actuating rod hupata axial movement, balancing springs ndani ya conductive tube huendelea kukusanya na kutolea nguvu. Hii inafanana na heavy braking torque, inahakikisha smooth na stable operation kwa kila switching cycle.

2.2 Action ya Kufunga

Wakati disconnector anapopanda kutoka kwenye open position hadi closed position na akijulikana full alignment (kama near-straight configuration), gear hunyanyasa na inclined plane kwenye gearbox na kuendelea kuslide kwenye it. Hapa, kwenye reactive force ya return spring, hinged actuating rod—linked to the gear-chain—humpanda mbele.

Hii motion ya mbele inawasili kwenye moving contact assembly, ambako push rod huconvert linear movement kwenye clamping action ya contact fingers. Mara tu stationary contact rod imepata kufunga vizuri, gear huslide kidogo chini kwenye inclined plane kufanana na full mechanical closure.

Katika hatua hii, clamping spring ndani ya conductive tube inafanana na compression na kutumia nguvu kwenye push rod, inahakikisha driving force inayostarehe inayosaidia kudumisha consistent na reliable contact pressure kati ya contact fingers na stationary rod.

Wakati wa opening operation, gear hupanda nje kwenye inclined plane hadi atakapokuwa free. Return spring basi huhuku push rod, ikawa contact fingers hufungua kwa “V” shape, hivyo kugawa electrical connection.

3. Case Study

3.1 Fault Observation and Analysis

Katika mwaka fulani, wakati wa switching operation katika 110 kV substation, high-voltage disconnector moja haikufaniki kufungua. Tathmini kamili ilifanyika mara moja kwenye grounding system, main conductive system, mechanical interlock, upper/lower conductive tubes, na motorized operating mechanism. Utafiti ulionyesha kuwa transmission gear ndani ya motor mechanism box ilikuwa imedharaulika, na components kama shaft pins na joints walikuwa wamekwisha. Operation na maintenance personnel waliripoti defect, na corrective measures zilizotumika kulingana na annual maintenance schedule.

3.2 Improvement Measures

(1) Upgraded Auxiliary Components
Shaft pins na joints zilitabadilishwa kwa stainless steel bora ili kupunguza corrosion wakati wa muda mrefu. Graphite-impregnated na composite bushings—resistant to corrosion na friction coefficients madogo—zilichukuliwa ili kuongeza efficiency ya kutuma. Vitu vyote vya ferrous vilivyovuliwa viligalvanized hot-dip, inaboresha anti-corrosion performance. Tofauti ya field inaelezea kuwa hot-dip galvanizing ni nzuri kwa matumizi ya nje.

(2) Enhanced Motorized Operating Mechanism
Mechanism ya CJ7A ya zamani ilibadilishwa na modeli ya mapya CJ11. Picha ya upgraded CJ11 mechanism imeonyeshwa kwenye Figure 1.

(3) Advanced Auxiliary Switch Design
Auxiliary switch ni component sekondari muhimu unayotoa signals ya open/close status. Failure inaweza kutoa signaling isiyofaa na operational malfunction. Muktadha mpya unatumia internationally advanced cam-driven micro-switch mechanism, inahakikisha switching inayofaa, rotation inayostarehe, na immunity kwa failure wakati wa open/close transitions.

(4) Motor Control Protection
Baada ya kufaniki open au close operation, auxiliary switch hukata power ya motor. Ikiwa auxiliary switch ifail, terminal limit switches kwenye both open na close sides hukata motor. Ikiwa hizi pia ifail, mechanical stoppers kwenye both sides huanza thermal relay kuchoma power. Systima hii ya protection ya three-tier inahakikisha motor hupiga baada ya kila operation, kupunguza uncontrolled motion na potential mechanical damage.

(5) Mfumo wa Kutuma Kikubwa
Imetumika mfumo wa kuhusisha chakacha na nyuzi. Chakacha, nyuzi, na vifaa vingine vya kupunguza yameundwa kwa ufanisi na yamefungwa ndani ya nyumba ya aloyi. Mfano huu unaaminisha ushirikiano mzuri, sauti chache, na hakuna magonjwa ya kutusha.

(6) Mfumo wa Ushawishi wa Pili
Paneli ya kudhibiti ina muundo wa kihesabu na mzuri yenye mlango wa kufunguka, unahusisha umeme na huduma za mahali patakatifu wakati unaweza kuaminisha ushirikiano mzuri wa mfumo wa pili.

(7) Usimamizi wa Mzunguko
Mzunguko wa kifaa unatumia usimamizi wa hewa kwenye mlango. Mlango na kitufe cha juu yameundwa kwa chapa chemchemi yenye ubwoko wa 2.5 mm, na mwili mkuu unatumia chapa chemchemi yenye ubwoko wa 2 mm, ikisaidia kuzuia upindeleaji, mchanga, na ukosefu wa utambuzi.

4. Mwisho

Kulingana na miaka mingi ya tajriba ya kufanya kazi na utafiti wa magonjwa wa mekanizmu ya motokari katika stesheni hii ya 110 kV, mekanizmu ya awali ilianza kujitengeneza kwa aina ya CJ11 iliyoandaliwa na Kundi la Pinggao—mechanismu ya motori ya kihesabu yenye chakacha ambayo imeundwa moja kwa moja. Mfano huu unapunguza magonjwa ya awali zinazohusiana na uhandisi na ufanisi, akibeba neema nyingi sana za kutosha, ushirikiano mzuri, ufanisi mkubwa wa kutuma, hakuna magonjwa ya kutusha, sauti chache, nguvu nzuri ya kubadilisha, na aina mzuri.

Zaidi ya kufanya kazi ya umeme mahali pamoja na mbali, mekanizmu ya CJ11 pia inasaidia kufanya kazi kwa mikono. Utambulisho wa kazi kwa tofauti ya ghafla imetonyesha uwezo wake wa kufanya zaidi ya karibu 10,000 kazi za kikubwa kwa uhakika.