110 kV Trafo İstasyonunda Yüksek Gerilim Kesici Aşamasında Oluşan Arızanın Ele alınması

İlgili yönetmeliklere göre, yüksek gerilimli anahtarlar aşağıdaki işlemlerin gerçekleştirilmesine izin verilmektedir:

• Normal olarak çalışan potansiyel dönüştürücüler (PT'ler) ve dolgusal koruyucuların açılıp kapanması;

• Bir ana transformatörün normal çalışma koşullarında nötr grounding anahtarı değiştirilmesi;

• Dolaşım akımlarını dengelemek için küçük akım döngülerinin değiştirilmesi.

Yüksek gerilimli bir anahtar, elektrik yayısı söndürme yeteneğine sahip olmayan bir elektrik bileşenidir. Bu nedenle, sadece açık pozisyondayken çalıştırılabilir. Yani, ilgili devre kesicisi kapalı veya ekipman enerjiliyken yük altında bir anahtarı çalıştırmak yoğun elektrik yayları oluşturabilir. Aşırı durumlarda, bu durum faz arası kısa devre, ekipman hasarı ve hatta personel güvenliğinin tehlikeye girmesine yol açabilir.

Anahtar açık konumdayken, hareketli ve sabit kontaktları arasında açıkça görülebilen ve güvenilir bir ayrılma olması gerekmektedir, gerekli izolasyon mesafesi sağlanmalıdır. Tersine, kapalı olduğunda hem normal yük akımı hem de kısa devre akımını güvenilir bir şekilde taşıması gerekmektedir. Yüksek gerilimli bir anahtının asıl işlevi, yüksek gerilimli canlı parçalar ile güç kaynağı veya busbar arasında güvenilir bir izolasyon noktasını sağlamak, böylece devre dışı bırakılan hatların güvenli bakımını sağlamak için açık bir kopuk sağlayarakdır.

Yüksek gerilimli anahtarlar ayrıca alt istasyon iletim hatlarıyla koordinasyon içinde kullanılarak anahtarlama işlemlerini gerçekleştirebilir, bu da alt istasyonun operasyonel yapılandırmasını değiştirmektedir. Örneğin, çift busbarlı bir alt istasyonda, işletilen busbar bekleyen busbara aktarılabilir—veya bir busbardaki elektriksel bileşenler başka bir busbara geçiş yapabilir—bus-tie devre kesicisi ve bus-tie devre kesicisinin her iki tarafındaki yüksek gerilimli anahtarlar kullanılarak. Ancak, sık yapılan anahtarlama işlemlerinden dolayı, anahtarın açılmasında veya kapanmasında zorluk yaşanabilir. Bu tür hatalar sistematik olarak tanımlanmalı ve analiz edilmelidir. Anahtarda kendine özgü bir hata varsa, tasarım iyileştirmeleri yapılmalıdır.

1. Anahtarların Özellikleri

Genellikle, bir devre kesicinin her iki tarafına bir anahtar yerleştirilir, bu da güvenlik ve bakım kolaylığı için açıkça görülebilen bir kopuk noktası oluşturur. Güç, üst busbardan bir anahtarlama kabini üzerinden dış hatlara beslenir. Devre kesicinin üzerindeki anahtar, genellikle güç kaynağını izole eder. Ancak bazen, diğer devrelerden veya kondansatörlerden ters yönde güç akışı gibi nedenlerle, devre kesicinin altındaki bir ikinci anahtara ihtiyaç duyulabilir.

Belirli bir 110 kV alt istasyonu, GW16B/17B-252 tipi yüksek gerilimli anahtarları kullanmaktadır. Teknik özellikler Tablo 1'de listelenmiştir. Bu anahtar, 110 kV alt istasyonlarında boş yük anahtarlama işlemleri için tasarlanmış üç polsuz açık havada yüksek gerilimli cihazdır, bakım altındaki ekipman ile enerjili devreler arasında elektriksel izolasyon sağlar.

Bu ayırıcı nın temel özellikleri kompakt yapı, yüksek oksidasyon direnci, istikrarlı çalışma ve güçlü sismik performansıdır. Mekanik temas sistemi, basit bir tek kolu esnek tasarım kullanır ve iletim bileşenleri dış ortamdan etkilenmelerden korunmak için iletken tüpün içinde yer alır. İletken tüpün içinde bir çift dengelerme yayları ve bir set kavrama yayları bulunmaktadır: ilki açma ve kapatma işlemlerinde güvenilir mekanik dengeyi sağlar, ikincisi ise güvenli kavramayı sağlamak için yeterli temas baskısını sağlar.

Ayrıcılar genellikle dışarıda kurulduğundan, rüzgar ve sismik aktivite gibi dış etkilerin etkisine maruz kalırlar. İşlevsel güvenilirliği artırmak için ayrıcı gövdesine bir kilitleme mekanizması entegre edilmiştir. Hem ayrıcı hem de yerdeğme anahtarı alüminyum alaşım iletken tüpler kullanır, hareketli ve sabit kontakların aşınma direncini, mekanik dayanıklılığı ve dönen bağlantı noktalarındaki elektriksel istikrarı garanti etmek için gümüş veya altın kaplama yapılır.

Yerdeğme anahtarı tek kolu salınım yapısı özelliktedir. Kapanma sırasında hareketli kontakt önce döner ve ardından dikey olarak yukarı doğru hareket ederek sabit kontakte girer, bu da temas sıçramasını veya geri tepmesini önler. Bu tasarım, belirlenmiş kısa devre akımı koşullarında güvenilir kapanmayı ve tutarlı dinamik ve termal istikrarı sağlar.

2. Ayrıcının Yapısal ve Çalışma Prensibi

Bir ayrıcının çalışma süreci iki ana eylemden oluşur: eğme eylemi ve kavrama eylemi.

2.1 Eğme Eylemi

Yatay rotatif mekanizma tarafından yönlendirilen, dönen porselein yalıtıcıya monte edilmiş bir çift dişli, iki dört çubuk mekanizmayı düzlem hareketi gerçekleştirmek için sürükler. Bu sürükleme altında, alt iletken tüp kapanma (kapanma işlemi) veya açma (açma işlemi) için ileriye veya geriye doğru döner. İşletme vidasinin tepesindeki mafsal çalıştırma çubuğu böylece alt iletken tüpe göre aksial yer değiştirme oluşturur.

Bu mafsal çalıştırma çubuğun üst ucu, bir dişli-zincir montajına bağlıdır. Çubuk hareket ederken zinciri döndürür ve bu da dişliyi sürükler. Bu, dişli şaftına sabitlenmiş olan üst iletken tüpün, alt iletken tüpe göre düzleşmesi (kapanma) veya bükülmesi (açma) için hareket etmesine neden olur.

Aynı zamanda, mafsal çalıştırma çubuğu aksial hareket geçirdiği sürece, iletken tüpün içindeki dengelerme yayları sürekli enerji depolar ve serbest bırakır. Bu, ağır fren torkunu etkili bir şekilde dengeleyerek, tüm anahtarlamalık周期似乎被意外截断了，让我继续完成翻译：

sürecinde pürüzsüz ve istikrarlı bir çalışma sağlar.

2.2 Kavrama Eylemi

Ayrıcı açık pozisondan kapalı pozisyona doğru hareket ettikçe ve tam hizalanma yaklaştıkça (yani, neredeyse düz konfigürasyon), dişli, dişli kutusundaki eğik düzlemle birleşir ve onun üzerinde kaymaya devam eder. Bu noktada, dönüş yayının tepkileme gücüyle, dişli-zincire bağlı mafsal çalıştırma çubuğu ileriye doğru hareket eder.

Bu ileri hareket, hareketli kontakt montajı aracılığıyla iletilir ve burada itme çubuğu doğrusal hareketi kontakt parmaklarının kavrama eylemine dönüştürür. Sabit kontakt çubuğu güvenli bir şekilde kavranınca, dişli eğik düzlem boyunca hafifçe yukarı doğru kayarak tam mekanik kapanmayı sağlar.

Bu aşamada, iletken tüpün içindeki kavrama yaya daha fazla sıkıştırılır ve itme çubuğu üzerine baskı yaparak, kontakt parmakları ve sabit çubuk arasındaki konsistent ve güvenilir temas baskısını koruyan istikrarlı bir sürme gücü sağlar.

Açma işlemi sırasında, dişli eğik düzlem boyunca dışarı doğru hareket ederek tamamen ayrılır. Dönüş yaya, itme çubuğu çekerek, kontakt parmaklarını "V" şeklinde açar ve bu da elektrik bağlantısını keser.

3. Vaka Çalışması

3.1 Arızanın Gözlemi ve Analizi

Belirli bir yıl, 110 kV trafiği dağıtım merkezinde anahtarlanma işlemi sırasında, bir yüksek gerilimli ayrıcı açılmadı. Yerdeğme sistemi, ana iletken sistem, mekanik kilitleme, üst/alt iletken tüpler ve motorlu işletme mekanizması üzerinde kapsamlı bir inceleme yapıldı. Araştırma, motor mekanizması kutusundaki iletim dişlinin zarar görmüş olduğunu ve mil ve eklem gibi bileşenlerin kırıldığını ortaya koydu. İşletme ve bakım personeli, defekt raporladı ve yıllık bakım programına göre düzeltici önlemler uygulandı.

3.2 İyileştirme Önlemleri

(1) Yardımcı Bileşenlerin Güncellenmesi
Mil ve eklem gibi bileşenler uzun vadeli kullanım sırasında korozyona karşı koruma sağlayacak yüksek kaliteli paslanmaz çelikle değiştirildi. Grafit içeren ve kompozit saplamlar, korozyona dirençli ve düşük sürtünme katsayısına sahip olduğundan iletim verimliliğini artırmak için benimsendi. Tüm dışarıya maruz kalan demir grup bileşenleri sıcak galvanize edildi, bu da anti-korozyon performansını önemli ölçüde artırdı. Saha deneyimi, sıcak galvanizelemenin dış uygulamalar için uygun olduğunu göstermektedir.

(2) Motorlu İşletme Mekanizmasının Geliştirilmesi
Orijinal CJ7A motor mekanizması, yeni model olan CJ11 ile değiştirildi. Güncellenmiş CJ11 mekanizmasının fotoğrafı Şekil 1'de gösterilmiştir.

(3) Gelişmiş Yardımcı Anahtar Tasarımı
Yardımcı anahtar, açık/kapalı durum sinyalleri sağlayan kritik bir ikincil bileşendir. Başarısızlık, yanlış sinyalleme ve işleme hatalarına yol açabilir. Yeni tasarım, uluslararası olarak gelişmiş bir kam sürücülü mikro anahtar mekanizmasını kullanıyor, bu da güvenilir anahtarlamayı, pürüzsüz dönme ve açık/kapalı geçişlerde başarısızlığa karşı dayanıklılığı sağlar.

(4) Motor Kontrol Koruması
Açık veya kapalı işlem tamamlandıktan sonra yardımcı anahtar aracılığıyla motor güç kaynağı kesilir. Yardımcı anahtar başarısız olursa, her iki taraftaki uç sınırlayıcı anahtarlar motoru keser. Bunlar da başarısız olursa, her iki taraftaki mekanik durdurucular termik röleyi aktive ederek gücü keser. Bu üç katmanlı koruma sistemi, her işlem sonrası motora kontrolsüz hareket ve potansiyel mekanik hasar önlenerek güvenilir bir şekilde durdurulmasını sağlar.

(5) Mekanik İletim Sistemi
Bir solma dişli bağlantı sistemi kullanılmaktadır. Solma dişli, bağlantılar ve diğer indirgeme bileşenleri alüminyum alaşım kaplaması içinde hassas olarak işlenmiştir. Bu tasarım, pürüzsüz işlem, düşük gürültü ve darbe etkisizliğini sağlar.

(6) İkincil Kontrol Sistemi
Kontrol paneli, mantıklı ve görsel açıdan hoş bir düzenlemeye sahiptir ve kulp kapak yapısı ile donatılmıştır. Bu, tesisat ve alan bakımı konusunda kolaylık sağlarken güvenli ve güvenilir ikincil sistem işlemini de garanti eder.

(7) Kaplama Sigortası
Mekanizma kaplaması, kapı üzerinde hava yastığı sigortalıdür. Hem kapı hem de üst kısım 2,5 mm kalınlığında paslanmaz çeliğden yapılmıştır, ana gövde ise 2 mm kalınlığında paslanmaz çeliğden yapılmıştır, bu da rüzgar, kum ve korozyona karşı mükemmel bir direnç sağlar.

4. Sonuç

Bu 110 kV trafiği için yıllarca operasyon deneyimi ve ayırıcı motor mekanizmasındaki hata analizi üzerine, orijinal mekanizma Pinggao Grubu tarafından geliştirilen CJ11 modeline yükseltildi—yeni tasarlanmış, bağımsız olarak geliştirilmiş, solma dişli tipi motorlu bir işletim mekanizması. Bu geliştirilmiş tasarım, hem mühendislik hem de üretimdeki önceki eksiklikleri aşarak, yüksek işlem güvenilirliği, pürüzsüz hareket, yüksek iletim verimliliği, inerci etkisi olmaması, düşük gürültü, güçlü değiştirilebilirlik ve çekici bir görünüm sunmaktadır.

Yerel ve uzaktan elektriksel işlemlere ek olarak, CJ11 mekanizması manuel işlemi de destekler. Nominal yük koşulları altında yapılan pratik testler, 10.000'den fazla mekanik işlemi güvenilir bir şekilde gerçekleştirebileceğini göstermiştir.