Běžné problémy a opatření k jejich řešení pro okruhy ovládání vypínače 145kV

Odpojovač 145 kV je klíčové přepínací zařízení v elektrických systémech podstánek. Používá se ve spojení s vysokonapěťovými vypínači a hraje důležitou roli v provozu elektrické sítě:
Zaprvé izoluje zdroj energie, odděluje zařízení pro údržbu od elektrického systému, aby zajistil bezpečnost osob a zařízení; Zadruhé umožňuje přepínací operace pro změnu režimu provozu systému; Za třetí slouží k přerušení okruhů s malým proudem a obchvatných (loop) proudů.

Bez ohledu na stav elektrického systému musí odpojovač spolehlivě fungovat. Spolehlivost jeho funkce závisí nejen na dobrém mechanickém výkonu, ale také na tom, zda jeho ovládací obvod splňuje výrobní požadavky. Pokud existují bezpečnostní rizika v ovládacím obvodu odpojovače, mohou dojít k vážným nehodám.

1. Analýza principu ovládacího obvodu odpojovačů 145 kV

Ovládací obvod odpojovače 145 kV se hlavně skládá ze dvou částí: motorového ovládacího obvodu a motorového napájecího obvodu. Ovládací obvod zahrnuje tři módy provozu: místní ruční otevírání/zavírání, místní elektrické otevírání/zavírání a vzdálené ovládání otevírání/zavírání. Přepínání mezi módy „vzdálené“ a „místní“ se provádí prostřednictvím ovládací páčky odpojovače v terminálové skříňce stánku. Ovládací obvod se primárně skládá z interlockového obvodu, ovládací páčky v terminálové skříňce, pěti-preventivních (5P) zařízení, měřicích a řídících kontaktů, tlačítek otevírání/zavírání, kontaktérů a dalších komponent.

Interlockový obvod především implementuje:

• interlock vypínače, aby zabránil operaci odpojovače, když je vypínač uzavřen;

• mutuální interlock mezi odpojovačem a zazemňovacím přepínačem.
  Tyto interlocky jsou dosaženy sériovým zapojením normálně otevřených (NO) a normálně uzavřených (NC) kontaktů vypínače, odpojovače a zazemňovacího přepínače do ovládacího obvodu. Kromě toho existují GBM (spojka mezi šinami) a PBM (obchvatná spojka) interlocky.

Motorový napájecí obvod je hlavní obvod, složený z motoru, kontaktů z kontaktérů v ovládacím obvodu, miniaturních vypínačů proudu (MCB), konecových přepínačů atd. V reálném provozu je motor ovládán ovládacím obvodem k otáčení dopředu nebo dozadu, což aktivuje otevírání nebo zavírání odpojovače. Pár kontaktů z uzavíracích a otevíracích kontaktérů je zapojen sériově do napájecího obvodu. Pro zavírání je fázové uspořádání ABC; pro otevírání je uspořádání obráceno na ACB, což obrátí směr otáčení motoru a provede pohyb klepet.

Vzdálené monitorovací systémy používají měřicí a řídící zařízení pro vzdálené ovládání otevírání a zavírání odpojovače. Po dosažení koncové polohy odpojovače (úplně otevřené nebo zavřené) musí být napájecí obvod odpojen; jinak motor bude pokračovat v chodu, dokud nezahoří. Aby se toto předešlo, jsou v napájecím obvodu sériově zapojeny konecové přepínače. Když odpojovač dosáhne své koncové polohy, konecový přepínač se otevře a zastaví motor.

Aby byly předcházeny nebezpečné operace, jako je otevírání/zavírání odpojovače pod zátěží nebo zavírání zazemňovacího přepínače při napětí, je do ovládacího obvodu začleněn elektrický interlock. Elektrická operace je povolená pouze tehdy, když jsou splněny všechny pět preventivních podmínek.

2. Typy vad v ovládacím obvodu

Podle počtu vadných fází lze vady rozdělit na trojfázové vady a vady s chybějící fází (včetně jednofázových nebo dvoufázových selhání).
Na základě operačních scénářů lze vady dále rozdělit do čtyř typů:

• místní otevírání/zavírání selže, ale vzdálená operace funguje.

• vzdálené otevírání/zavírání selže, ale místní operace funguje.

• oba vzdálené a místní elektrické operace selžou, ale manuální operace pomocí magnetického přitahování kontaktéru je možná.

• je možná pouze manuální operace pomocí klikové páčky.

3. Příznaky poruch u odpojovačů

Během místního zprovoznění bylo pozorováno, že odpojovače, které dříve fungovaly správně vzdáleně/místně elektricky, náhle neotevíraly nebo nezavíraly. V některých případech, po delším časovém zapnutí motorového mechanismu, odpojovač přestal být funkční - a tento problém se opakoval. Takové vady zásadně rušily postup zprovoznění a představovaly bezpečnostní riziko pro provoz podstavce, což vyžadovalo okamžité hledání kořene problému.

4. Řešení poruch a analýza kořene problému

4.1 Poruchy otevíracích/zavíracích kontaktérů

Pokud selžou jak místní, tak i vzdálené operace, přejděte k terminálové skříňce a zkuste jednou místní otevírání/zavírání. Pokud se cívka kontaktéru nesprávně zapojí, je pravděpodobné, že kontaktér je vadný.

V normálních podmínkách stačí krátké stisknutí a uvolnění tlačítka otevírání/zavírání k dokončení operace. To proto, že při stisknutí tlačítka kontaktér neaktivuje pouze své hlavní kontakty napájení, ale také uzavře samočinný kontakt. I poté, co se tlačítko uvolní, kontaktér zůstane zapojen, aby motor pokračoval v chodu.

Pokud se motor mírně pohnul a pak okamžitě zastavil, ale funguje správně, když se tlačítko drží stisknuté, je pravděpodobné, že je poškozen samočinný kontakt kontaktéru. Pro potvrzení:

• vypněte MCB motoru;

• stiskněte tlačítko otevírání/zavírání;

• Použijte multimeter k zkontrolování napětí na samodržícím kontaktu.
  Pokud není přítomno žádné napětí, je kontakt poškozen.

4.2 Nesprávný směr otáčení motoru (chyba v pořadí fází)
Hlavní obvod zahrnuje spojení napájecího motoru a polohy kontaktů čidlo. Nesprávný směr otáčení motoru je obvykle způsoben špatně připojenými kontakty nebo obrácenou sekvencí fází v trojfázovém napájení motoru.

Kroky pro odstraňování poruch:

• Ověřte, že jsou uzavřeny oba ochranné spínací přístroje pro řídicí a motorní napájení, a pomocí multimeteru potvrďte normální napětí na dolních terminálech hlavního obvodu.

• Odpojte motorní napájení, nechte zapnuté řídicí napájení a stiskněte tlačítka otevírání/zavírání v mechanické skříňce. Změřte, zda odpovídající kontakty čidlo vedení podle očekávání.

• Pokud problém přetrvává, odpojte jak řídicí, tak motorní napájení a zkontrolujte, zda jsou žluté, zelené a červené fázové dráty na terminálech motoru nesprávně prohodilé.

V jednom případě měly dvě nově instalované části nesoulad v žlutě-zeleno-červeném vedení, což změnilo sekvenci fází motoru. Po opravě vedení byla operace obnovena na normální stav.

Další běžné skryté problémy v obvodech řízení odpojovače zahrnují: zestarálá čidlo, koncové spínače, které nedosahují správných poloh, chybějící vzájemné uzamykání (např. odpojovač sběrnice není vzájemně uzamčen s uzemňovacím spínačem sběrnice, nebo liniový uzemňovací spínač není ověřen napětím před zavřením).

Jakýkoliv komponent v obvodu může selhat. Při výskytu poruchy pečlivě zkontrolujte spojitost celého řídicího obvodu, postupně eliminujte sekce, zúžte místo poruchy, nahraďte vadný komponent a obnovte obvod. Proto musí operátoři důkladně rozumět principům fungování, aby mohli rychle identifikovat poruchy, vyjasnit logiku odstraňování poruch a používat systémové metody k efektivnímu řešení problémů.

4.3 Další poruchy

Odpojovač 145 kV je často provozován a má klíčový vliv na bezpečný provoz elektráren a transformačních stanic, proto je zajištění jeho funkčnosti nezbytné. V praxi, po otevření vypínače, je odpojovač otevřen, aby byl vytvořen viditelný izolační bod mezi údržbou zařízení a částmi pod napětím, poskytující dostatečnou bezpečnostní vzdálenost pro personál.

Kromě výše uvedených dvou typů poruch existují další běžné problémy, jako:

(1) Selhání lokálního otevírání/zavírání, zatímco vzdálené ovládání stále funguje. Pro odstraňování poruch: nejprve zkontrolujte přepínač "vzdáleně/místně". Pomocí multimeteru ověřte, zda napětí dosáhne měřicího a řídícího zařízení, když je přepínač nastaven na "vzdáleně." Pokud ne, nahraďte přepínač; pokud je napětí přítomno, zkontrolujte vedení na volné terminály nebo nesprávné spojení.

(2) Selhání lokálního ovládání kvůli poškozeným tlačítkům otevírání/zavírání.
Dva diagnostické postupy:

• Test pod napětím: stiskněte tlačítko a pomocí multimeteru zkontrolujte, zda napětí projde;

• Test bez napětí: vypněte řídicí napájení, stiskněte tlačítko a pomocí funkce spojitosti multimeteru zkontrolujte, zda se tlačítkové kontakty uzavřou.
  Pokud je potvrzena porucha, nahraďte tlačítko, abyste obnovili funkci.

5. Závěr

Obecně se poruchy odpojovače 145 kV vyskytují během provozu zařízení, zejména v létě, kdy dochází ke zvýšení poptávky po elektřině a možnosti plánovaných výpadků jsou minimální. S ohledem na jejich časté používání a kritické bezpečnostní požadavky má stav odpojovačů přímý vliv na bezpečný provoz elektráren a transformačních stanic. Proto musí personál údržby plně rozumět a ovládat metody diagnostiky poruch odpojovačů, aby zlepšil své analytické schopnosti a technickou zručnost. To umožní efektivní prevenci nechtěných operací, zlepší detekci a odstraňování poruch a nakonec zajistí bezpečnost a stabilitu elektrické sítě.