การจัดการข้อผิดพลาดของการไม่สามารถเปิดตัวแยกแรงดันสูงที่สถานีไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์

ตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง ตัวตัดวงจรแรงดันสูงได้รับอนุญาตให้ดำเนินการดังนี้:

• การสลับ (เปิด/ปิด) ทรานสฟอร์เมอร์แรงดัน (PTs) และตัวป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร;

• การสลับตัวตัดวงจรกราวด์กลางของหม้อแปลงหลักในภาวะการทำงานปกติ;

• การสลับวงจรกระแสเล็กเพื่อปรับสมดุลกระแสวน.

ตัวตัดวงจรแรงดันสูงเป็นชิ้นส่วนไฟฟ้าที่ไม่มีความสามารถในการดับอาร์กไฟฟ้า ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้เฉพาะเมื่อมันอยู่ในตำแหน่งเปิด การทำงานตัวตัดวงจรขณะมีโหลด—เช่น เมื่อเบรกเกอร์วงจรที่เกี่ยวข้องอยู่ในสถานะปิดหรืออุปกรณ์มีไฟฟ้า—อาจทำให้เกิดอาร์กไฟฟ้าที่รุนแรง ในกรณีที่ร้ายแรงอาจทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส ทำลายอุปกรณ์ และอาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของบุคลากร

เมื่อตัวตัดวงจรอยู่ในสถานะเปิด ต้องมีการแยกที่ชัดเจนและเชื่อถือได้ระหว่างคอนแทคเคลื่อนที่และคอนแทคคงที่ ซึ่งต้องตอบสนองระยะห่างที่ต้องการสำหรับการแยก เช่นเดียวกันเมื่อปิดต้องสามารถรับกระแสโหลดปกติและกระแสลัดวงจรได้อย่างเชื่อถือได้ หน้าที่หลักของตัวตัดวงจรคือการให้จุดแยกที่เชื่อถือได้ระหว่างส่วนที่มีไฟฟ้าแรงดันสูงและแหล่งกำเนิดไฟฟ้าหรือบัสบาร์ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการแยกชัดเจนสำหรับการบำรุงรักษาระบบที่ไม่มีไฟฟ้า

ตัวตัดวงจรแรงดันสูงยังสามารถใช้งานร่วมกับสายส่งไฟฟ้าในสถานีไฟฟ้าเพื่อดำเนินการสลับ ทำให้เปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าการทำงานของสถานีไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ในสถานีไฟฟ้าที่มีการดำเนินงานแบบสองบัสบาร์ บัสบาร์ที่ใช้งานอยู่สามารถถูกโอนไปยังบัสบาร์สำรอง หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าบนบัสบาร์หนึ่งสามารถสลับไปยังบัสบาร์อื่นโดยใช้เบรกเกอร์เชื่อมโยงบัสบาร์และตัวตัดวงจรแรงดันสูงทั้งสองด้านของเบรกเกอร์เชื่อมโยงบัสบาร์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการดำเนินการสลับที่บ่อยครั้ง อาจเกิดความผิดพลาด เช่น ไม่สามารถเปิดหรือปิดตัวตัดวงจรได้ ความผิดพลาดเหล่านี้ต้องได้รับการวินิจฉัยและวิเคราะห์อย่างเป็นระบบ หากมีข้อบกพร่องภายในตัวตัดวงจรเอง จะต้องมีการปรับปรุงการออกแบบ

1. ลักษณะของตัวตัดวงจร

โดยทั่วไปจะมีตัวตัดวงจรติดตั้งอยู่ทางด้านหนึ่งของเบรกเกอร์วงจรเพื่อสร้างจุดแยกที่ชัดเจน—เพื่อเพิ่มความปลอดภัยและอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา ไฟฟ้าถูกส่งจากบัสบาร์ด้านบนผ่านตู้สวิตช์เกียร์ไปยังสายส่งออก ตัวตัดวงจรที่อยู่ด้านบนของเบรกเกอร์วงจรหลักจะใช้สำหรับการแยกแหล่งกำเนิดไฟฟ้า แต่บางครั้งไฟฟ้าอาจถูกส่งจากด้านล่าง—เช่น จากการไหลกลับของพลังงานจากวงจรอื่น ๆ หรือคอนเดนเซอร์—ทำให้จำเป็นต้องมีตัวตัดวงจรที่สองอยู่ด้านล่างของเบรกเกอร์วงจร

สถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 กิโลโวลต์แห่งหนึ่งใช้ตัวตัดวงจรแรงดันสูงประเภท GW16B/17B-252 รายละเอียดทางเทคนิคแสดงในตาราง 1 ตัวตัดวงจรนี้เป็นอุปกรณ์แรงดันสูงกลางแจ้งสามโพล ออกแบบมาสำหรับการดำเนินการสลับวงจรไม่มีโหลดในสถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 กิโลโวลต์ ให้การแยกไฟฟ้าระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ในการบำรุงรักษาและวงจรที่มีไฟฟ้า

คุณสมบัติหลักของสวิตช์ตัดไฟนี้รวมถึงโครงสร้างที่กะทัดรัด การทนต่อการเกิดออกซิเดชันการทำงานที่มั่นคง และประสิทธิภาพในการป้องกันแผ่นดินไหว ระบบสัมผัสทางกลใช้การออกแบบแบบแขนเดียวที่งอได้ พร้อมทั้งส่วนประกอบในการส่งกำลังถูกบรรจุอยู่ภายในท่อนำไฟฟ้าเพื่อป้องกันการรบกวนจากสภาพแวดล้อมภายนอก ภายในท่อนำไฟฟ้ามีสปริงทรงตัวคู่หนึ่งและชุดสปริง加紧翻译中，请稍等片刻。看来我需要继续完成剩余部分的翻译。 （续译）

คุณสมบัติหลักของสวิตช์ตัดไฟนี้รวมถึงโครงสร้างที่กะทัดรัด การทนต่อการเกิดออกซิเดชันการทำงานที่มั่นคง และประสิทธิภาพในการป้องกันแผ่นดินไหว ระบบสัมผัสทางกลใช้การออกแบบแบบแขนเดียวที่งอได้ พร้อมทั้งส่วนประกอบในการส่งกำลังถูกบรรจุอยู่ภายในท่อนำไฟฟ้าเพื่อป้องกันการรบกวนจากสภาพแวดล้อมภายนอก ภายในท่อนำไฟฟ้ามีสปริงทรงตัวคู่หนึ่งและชุดสปริงหนีบ: สปริงทรงตัวทำให้มั่นใจว่าจะมีความสมดุลทางกลที่เชื่อถือได้ระหว่างการเปิดและปิด ในขณะที่สปริงหนีบให้แรงกดที่เพียงพอสำหรับการหนีบที่แน่นหนา

เนื่องจากสวิตช์ตัดไฟมักติดตั้งภายนอกอาคาร จึงต้องเผชิญกับอิทธิพลจากภายนอก เช่น ลมและการสั่นสะเทือน เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการทำงาน มีกลไกการล็อคถูกผนวกเข้ากับตัวสวิตช์ตัดไฟเพื่อให้มั่นใจว่าการปิดจะมั่นคงและปลอดภัย ทั้งสวิตช์ตัดไฟและสวิตช์ต่อพื้นใช้ท่อนำไฟฟ้าอลูมิเนียม อัลลอยด์ พร้อมทั้งสัมผัสเคลื่อนที่และสัมผัสคงที่ที่ชุบเงินหรือทองคำเพื่อรับประกันความต้านทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงทางกล และความมั่นคงทางไฟฟ้าที่ข้อต่อหมุน

สวิตช์ต่อพื้นมีโครงสร้างสวิงแขนเดียว เมื่อทำการปิด สัมผัสเคลื่อนที่จะหมุนก่อนแล้วเลื่อนขึ้นแนวตั้งเพื่อสัมผัสกับสัมผัสคงที่ ป้องกันการกระแทกหรือการย้อนกลับ ดีไซน์นี้ทำให้มั่นใจว่าการปิดจะมั่นคงและมีความมั่นคงทางพลศาสตร์และความร้อนภายใต้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่กำหนด

2. โครงสร้างและหลักการการทำงานของสวิตช์ตัดไฟ

กระบวนการดำเนินงานของสวิตช์ตัดไฟประกอบด้วยสองการกระทำหลัก: การกระทำงอและการกระทำหนีบ

2.1 การกระทำงอ

โดยการควบคุมด้วยกลไกหมุนแนวนอน คู่ของเกียร์ที่ติดตั้งบนฉนวนเซรามิกหมุนขับเคลื่อนสองชุดของกลไกสี่เหลี่ยมเพื่อทำการเคลื่อนที่ในระนาบ ภายใต้การขับเคลื่อนนี้ ท่อนำไฟฟ้าล่างจะหมุนไปข้างหน้าเพื่อปิด (การปิด) หรือหมุนไปข้างหลังเพื่อเปิด (การเปิด) แกนสกรูที่เชื่อมต่อกับแกนหมุนด้านบนจะสร้างการเปลี่ยนแปลงตามแกนที่สัมพันธ์กับท่อนำไฟฟ้าล่าง

ปลายบนของแกนสกรูที่เชื่อมต่อดังกล่าวเชื่อมต่อกับชุดเกียร์โซ่ เมื่อแกนสกรูเคลื่อนที่ จะหมุนโซ่ ซึ่งจะขับเคลื่อนเกียร์ ทำให้ท่อนำไฟฟ้าบนที่ติดตั้งกับแกนเกียร์เคลื่อนที่สัมพันธ์กับท่อนำไฟฟ้าล่าง ไม่ว่าจะตรง (การปิด) หรืองอ (การเปิด)

ในขณะเดียวกัน เมื่อแกนสกรูที่เชื่อมต่อดำเนินการเคลื่อนที่ตามแกน สปริงทรงตัวภายในท่อนำไฟฟ้าจะเก็บและปล่อยพลังงานอย่างต่อเนื่อง นี้ช่วยลดแรงเบรกที่หนัก ทำให้การดำเนินงานตลอดวงจรการเปลี่ยนแปลงราบรื่นและมั่นคง

2.2 การกระทำหนีบ

เมื่อสวิตช์ตัดไฟเคลื่อนจากตำแหน่งเปิดไปยังตำแหน่งปิดและเข้าใกล้การจัดเรียงที่สมบูรณ์ (คือ การจัดเรียงแนวตรง) เกียร์จะสัมผัสกับระนาบเอียงบนกล่องเกียร์และยังคงเลื่อนตามไป ณ จุดนี้ ภายใต้แรงตอบสนองของสปริงคืนตัว แกนสกรูที่เชื่อมต่อกับชุดเกียร์โซ่จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

การเคลื่อนที่ไปข้างหน้านี้ถูกส่งผ่านชุดสัมผัสเคลื่อนที่ โดยแท่งดันแปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นเป็นการกระทำหนีบของปลายนิ้วสัมผัส ครั้นเมื่อแท่งสัมผัสคงที่ถูกจับอย่างมั่นคง เกียร์จะเลื่อนขึ้นเล็กน้อยตามระนาบเอียงเพื่อให้ได้การปิดทางกลที่สมบูรณ์

ในระยะนี้ สปริงหนีบภายในท่อนำไฟฟ้าจะถูกบีบอัดมากขึ้นและออกแรงกดลงบนแท่งดัน ทำให้มั่นใจว่าจะมีแรงขับเคลื่อนที่มั่นคงเพื่อรักษาแรงกดสัมผัสที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ระหว่างปลายนิ้วสัมผัสและแท่งสัมผัสคงที่

ในระหว่างการเปิด เกียร์จะยังคงเลื่อนออกไปตามระนาบเอียงจนกระทั่งแยกออกจากกัน สปริงคืนตัวจะดึงแท่งดัน ทำให้ปลายนิ้วสัมผัสเปิดในรูป “V” ทำลายการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า

3. กรณีศึกษา

3.1 การสังเกตและวิเคราะห์ความผิดพลาด

ในปีหนึ่ง ระหว่างการดำเนินการสลับที่สถานีไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์ สวิตช์ตัดไฟแรงสูงหนึ่งตัวไม่สามารถเปิดได้ ได้มีการตรวจสอบทั่วถึงระบบต่อพื้น ระบบนำไฟฟ้าหลัก ระบบล็อคกลไก ท่อนำไฟฟ้าบน/ล่าง และกลไกการดำเนินงานแบบมอเตอร์ ผลการตรวจสอบพบว่าเกียร์ส่งกำลังภายในกล่องกลไกมอเตอร์ชำรุด และส่วนประกอบเช่น ปิ้นและข้อต่อแตก บุคลากรปฏิบัติการและบำรุงรักษาได้รายงานข้อบกพร่อง และได้ดำเนินการแก้ไขตามแผนการบำรุงรักษารายปี

3.2 มาตรการปรับปรุง

(1) ปรับปรุงส่วนประกอบเสริม
ปิ้นและข้อต่อได้รับการเปลี่ยนเป็นสเตนเลสสตีลคุณภาพสูงเพื่อป้องกันการกัดกร่อนในระหว่างการดำเนินงานระยะยาว ได้ใช้ปลอกสไลด์ที่แช่กราไฟต์และคอมโพสิตที่ต้านทานการกัดกร่อนและมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลัง ชิ้นส่วนเหล็กที่สัมผัสกับอากาศได้รับการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ทำให้ประสิทธิภาพในการต้านทานการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ประสบการณ์ในสนามยืนยันว่าการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเหมาะสมกับการใช้งานกลางแจ้ง

(2) ปรับปรุงกลไกการดำเนินงานแบบมอเตอร์
กลไกมอเตอร์ CJ7A รุ่นเดิมได้รับการแทนที่ด้วยรุ่นใหม่ CJ11 ภาพของกลไก CJ11 ที่ได้รับการปรับปรุงแสดงในรูปที่ 1

(3) ออกแบบสวิตช์เสริมขั้นสูง
สวิตช์เสริมเป็นส่วนประกอบรองที่สำคัญที่ให้สัญญาณสถานะเปิด/ปิด หากเกิดข้อผิดพลาดอาจทำให้สัญญาณผิดพลาดและเกิดความผิดปกติในการดำเนินงาน ออกแบบใหม่ใช้กลไกสวิตช์ไมโครที่ขับเคลื่อนด้วยแคมที่ทันสมัยระดับนานาชาติ ทำให้การสลับเชื่อถือได้ หมุนได้ราบรื่น และไม่เกิดข้อผิดพลาดระหว่างการเปิด/ปิด

(4) การป้องกันการควบคุมมอเตอร์
หลังจากการดำเนินการเปิดหรือปิดเสร็จสิ้น ไฟฟ้ามอเตอร์จะถูกตัดโดยสวิตช์เสริม หากสวิตช์เสริมไม่ทำงาน สวิตช์จำกัดขั้นสุดท้ายทั้งด้านเปิดและปิดจะตัดมอเตอร์ หากสวิตช์จำกัดขั้นสุดท้ายเหล่านี้ไม่ทำงาน ตัวหยุดกลไกทั้งสองด้านจะทำงานเพื่อตัดไฟฟ้าด้วยรีเลย์ความร้อน ระบบป้องกันสามระดับนี้ทำให้มั่นใจว่ามอเตอร์จะหยุดทำงานหลังจากการดำเนินการแต่ละครั้ง ป้องกันการเคลื่อนที่ที่ไม่ได้ควบคุมและมีโอกาสเกิดความเสียหายทางกลไก

(5) ระบบส่งผ่านเชิงกล
ใช้ระบบลิ้นชักเกียร์แบบหนอน การเชื่อมต่อ และส่วนลดความเร็วอื่น ๆ ได้รับการกลึงอย่างแม่นยำและถูกปิดผนึกไว้ภายในโครงสร้างอลูมิเนียม อัลลอยด์ การออกแบบนี้ทำให้การทำงานราบรื่น มีเสียงรบกวนต่ำ และไม่มีแรงกระแทก

(6) ระบบควบคุมรอง
แผงควบคุมมีการจัดวางที่สมเหตุสมผลและสวยงาม พร้อมโครงสร้างประตูแบบพับ เปิดโอกาสให้สามารถต่อสายไฟและบำรุงรักษาบนไซต์ได้ง่ายขึ้น ในขณะเดียวกันก็ยังคงความปลอดภัยและการทำงานที่เชื่อถือได้ของระบบรอง

(7) การปิดผนึกโครงสร้าง
โครงสร้างใช้วิธีการปิดผนึกด้วยอากาศบนประตู ทั้งประตูและฝาครอบด้านบนทำจากเหล็กสแตนเลสหนา 2.5 มม. ในขณะที่ส่วนหลักใช้เหล็กสแตนเลสหนา 2 มม. ซึ่งให้ความต้านทานต่อลม ทราย และการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม

4. สรุป

ตามประสบการณ์การทำงานและความผิดพลาดจากการวิเคราะห์ของกลไกมอเตอร์สวิตช์ที่สถานีไฟฟ้าแรงสูง 110 kV นี้ กลไกเดิมได้รับการปรับปรุงเป็นโมเดล CJ11 ที่พัฒนาโดย Pinggao Group ซึ่งเป็นการออกแบบใหม่และพัฒนาขึ้นเองในรูปแบบกลไกการทำงานด้วยมอเตอร์แบบหนอน การออกแบบที่ปรับปรุงนี้สามารถแก้ไขข้อบกพร่องในการออกแบบและผลิตในอดีต มอบความเชื่อถือได้ในการทำงาน การเคลื่อนไหวที่ราบรื่น ประสิทธิภาพการส่งผ่านที่สูง ไม่มีแรงกระแทกเฉื่อย เสียงรบกวนต่ำ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนสูง และมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม

นอกจากการทำงานด้วยไฟฟ้าในระยะใกล้และไกล กลไก CJ11 ยังรองรับการทำงานด้วยมือ การทดสอบภายใต้เงื่อนไขโหลดตามที่กำหนดได้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำงานได้อย่างเชื่อถือได้มากกว่า 10,000 ครั้ง