Problemes comuns i mesures de gestió per a circuits de control de descodificadors de 145kV

El desconnectador de 145 kV és un dispositiu de commutació crític en els sistemes elèctrics de subestacions. Es utilitza conjuntament amb els interruptors de corrent d'alta tensió i juga un paper important en l'operació de la xarxa elèctrica:
Primer, aïlla la font d'energia, separant l'equipament en manteniment del sistema elèctric per assegurar la seguretat del personal i de l'equipament; Segon, permet les operacions de commutació per canviar el mode d'operació del sistema; Tercer, s'utilitza per interrompre circuits de petita corrent i corrents de bypass (bucle).

Indeendent de l'estat del sistema elèctric, el desconnectador ha de funcionar amb fiabilitat. La fiabilitat de la seva operació no depèn només d'unes bones prestacions mecàniques sinó també de si el seu circuit de control compleix els requisits de producció. Si hi ha periloses en el circuit de control del desconnectador, poden ocórrer accidents greus.

1. Anàlisi del principi del circuit de control dels desconnectadors de 145 kV

El circuit de control d'un desconnectador de 145 kV es compon principalment de dues parts: el circuit de control del motor i el circuit d'alimentació del motor. El circuit de control inclou tres modes d'operació: obrir/tancar manualment local, obrir/tancar local electrònicament, i obrir/tancar control remot. La commutació entre els modes "remot" i "local" es fa mitjançant el manill del desconnectador en la caixa terminal de la baia. El circuit de control consta principalment del circuit d'interbloqueig, el manill de la caixa terminal, dispositius de cinc-prevençó (5P), contactes de mesura i control, botons d'obrir/tancar, contactors i altres components.

El circuit d'interbloqueig implementa principalment:

• Interbloqueig de l'interruptor per evitar l'operació del desconnectador quan l'interruptor està tancat;

• Interbloqueig mútu entre el desconnectador i el terra.
  Aquests interbloqueigs s'aconsegueixen connectant en sèrie els contactes normalment oberts (NO) i normalment tancats (NT) de l'interruptor, el desconnectador i el terra al circuit de control. Addicionalment, hi ha interbloqueigs GBM (conexió de barra) i PBM (bypass).

El circuit d'alimentació del motor és el circuit principal, que consta del motor, contactes dels contactors del circuit de control, minicircuit breakers (MCB) d'alimentació, limitadors, etc. En la operació real, el motor es controla pel circuit de control per girar en sentit horari o antihorari, així actuant l'obertura o el tancament del desconnectador. Un parell de contactes dels contactors d'obertura i tancament estan connectats en sèrie al circuit d'alimentació. Per tancar, la seqüència de fases és ABC; per obrir, la seqüència es reverteix a ACB, així revertint la direcció del motor per operar les lamines.

El sistema de monitorització remota utilitza dispositius de mesura i control de línia per controlar remotament l'obertura i el tancament del desconnectador. Després que el desconnectador arribi a la seva posició final (totalment obert o tancat), el circuit d'alimentació ha de ser desconnectat; en cas contrari, el motor continuarà funcionant fins que s'escori. Per prevenir això, s'installen limitadors en sèrie al circuit d'alimentació. Quan el desconnectador arriba a la seva posició final, el limitador s'obre i atura el motor.

Per prevenir operacions periloses—com l'obertura/tancament del desconnectador sota càrrega o el tancament del terra mentre està energitzat—s'incorpora un interbloqueig elèctric al circuit de control. L'operació elèctrica només es permet quan totes les cinc condicions de prevençó es compleixen.

2. Tipus de fallades del circuit de control

Classificades pel nombre de fases defectuoses, les fallades es poden dividir en fallades de tres fases i fallades de pèrdua de fase (incloent una o dues fases defectuoses).
Basat en escenaris operatius, les fallades es poden categoritzar en quatre tipus:

• L'obertura/tancament local falla, però la operació remota funciona.

• L'obertura/tancament remota falla, però la operació local funciona.

• Tanto la operación eléctrica remota como la local fallan, pero es posible la operación manual mediante el acoplamiento magnético del contacto.

• Només és possible la operació manual amb mànec.

3. Fenòmens de fallada dels desconnectadors

Durant la comissió a lloc, es va observar que desconnectadors que anteriorment funcionaven normalment via control elèctric remot/local de sobte van deixar de obrir o tancar. En alguns casos, després que el mecanisme d'operació del motor va romandre energitzat durant un període prolongat, el desconnectador va quedar inoperatiu—i aquest problema es va repetir reiteradament. Aquestes fallades van pertorbar greument el progrés de la comissió i van posar riscos de seguretat a l'operació de la subestació, necessitant una resolució immediata per identificar la causa arrel.

4. Gestió de fallades i anàlisi de la causa arrel

4.1 Contactors d'obertura/tancament defectuosos

Si tant la operació local com la remota fallen, aneu a la caixa terminal i intenteu una operació d'obertura/tancament local una vegada. Si la bobina del contactor no s'energitzar correctament, és probable que el contactor estigui defectuós.

En condicions normals, premer i soltar breument el botó d'obertura/tancament és suficient per completar l'operació. Això és perquè, en premer el botó, el contactor no només activa els seus contactes principals d'alimentació sinó que també tanca un contacte d'autoretenció. Fins i tot després de soltar el botó, el contactor roman energitzat per mantenir el motor en marxa.

Si el motor gira lleugerament i llavors s'atura immediatament, però funciona normalment quan el botó es manté premut, és probable que el contacte d'autoretenció del contactor estigui dañat. Per confirmar-ho:

• Apagueu el MCB de l'alimentació del motor;

• Premeu el botó d'obertura/tancament;

• Utilitza un multimetre per comprovar la tensió a través del contacte de retenció.
  Si no hi ha tensió, el contacte està danat.

4.2 Direcció de rotació del motor incorrecta (error de seqüència de fases)
El circuit principal inclou les connexions d'energia del motor i les posicions dels contactes del contactor. La direcció de rotació del motor incorrecta sol ser causada per contactes mal connectats o per una seqüència de fases invertida en l'aport d'energia trifàsic al motor.

Passos de resolució de problemes:

• Verifiqueu que els MCB de control i d'energia del motor estiguin tancats, i utilitzeu un multimetre per confirmar la tensió normal als terminals inferiors del circuit principal.

• Desconnecteu l'energia del motor, mantingueu l'energia de control encès, i premeu els botons d'obertura/tancament locals a la caixa de mecanisme. Mesureu si els contactes del contactor corresponents condueixen com s'espera.

• Si el problema persisteix, desconnecteu tant l'energia de control com l'energia del motor, i comproveu si els cables de fase groc, verd i vermell estan intercanviats incorrectament als terminals del motor.

En un cas, dos nou instals tenien una cablització groc-verd-vermell inconsistente, que alterava la seqüència de fases del motor. Després de corregir la cablització, l'operació va tornar a la normalitat.

Altres problemes ocults comuns en els circuits de control dels interruptors inclouen: contactors vells, commutadors límit que no arriben a les posicions adequades, falta d'interlocks (per exemple, l'interruptor de barra no interlockat amb l'interruptor de terra de la barra, o l'interruptor de terra de la línia no verificat de tensió abans de tancar).

Qualsevol component del circuit pot fallar. Quan es produeix un defecte, inspeccioneu atentament la continuïtat de tot el bucle de control, elimineu seccions pas a pas, reduïu la localització del defecte, reemplaceu el component defectuós i restaureu el circuit. Per tant, els operadors han de comprendre completament els principis d'operació per poder identificar ràpidament els defectes, clarificar la lògica de resolució de problemes i aplicar mètodes sistemàtics per resoldre els problemes eficientment.

4.3 Altres defectes

L'interruptor de 145 kV es manipula freqüentment i té un impacte crític en la seguretat de les plantes d'energia i les subestacions; per tant, assegurar la seva fiabilitat operativa és essencial. En la pràctica, després que el circuit interruptor s'obre, l'interruptor s'obre per crear un punt d'isolació visible entre l'equipament de manteniment i les parts en tensió, proporcionant una distància de seguretat suficient per al personal.

A més de les dues tipologies de defectes anteriors, altres problemes comuns inclouen:

(1) Falta de funció d'obertura/tancament local mentre que la funció remota funciona. Per a la resolució de problemes: primer comproveu el selector de "remot/local". Utilitzeu un multimetre per verificar si la tensió arriba al dispositiu de mesura i control quan el selector està a "remot". Si no, reemplaceu el selector; si hi ha tensió, inspeccioneu la cablització per cercar terminais llargues o connexions incorrectes.

(2) Falta de funció local deguda a botons d'obertura/tancament danats.
Dos mètodes de diagnòstic:

• Prova en directe: premeu el botó i utilitzeu un multimetre per comprovar si la tensió passa a través;

• Prova sense energia: apagueu l'energia de control, premeu el botó, i utilitzeu la funció de continuïtat del multimetre per comprovar si els contactes del botó es tanquen.
  Si es confirma que està danat, reemplaceu el botó per restaurar la funció.

5.Conclusió

Generalment, els defectes dels interruptors de 145 kV ocorren durant l'operació de l'equipament, especialment durant l'estiu quan la demanda d'electricitat augmenta i les oportunitats d'aturades programades són mínimes. Donat el seu alt ús i els requisits de seguretat crítics, l'estat dels interruptors afecta directament la seguretat de les plantes d'energia i les subestacions. Per tant, el personal de manteniment ha de comprendre i dominar completament els mètodes de diagnòstic de defectes dels interruptors per millorar les seves capacitats analítiques i tècniques. Això permet prevenir efectivament operacions no intencionades, millorar les taxes de detecció i resolució de defectes, i assegurar finalment la seguretat i estabilitat de la xarxa elèctrica.