Häufige Probleme und Behandlungsmaßnahmen für 145kV-Abschaltstreckensteuerkreise

Der 145 kV Abschalter ist ein entscheidendes Schaltgerät in Unterstationselektriksystemen. Er wird in Verbindung mit Hochspannungsschützen eingesetzt und spielt eine wichtige Rolle im Betrieb des Stromnetzes:
Zuerst isoliert er die Energiequelle, trennt Wartungseinrichtungen vom Energieversorgungssystem, um die Sicherheit von Personal und Geräten zu gewährleisten; zweitens ermöglicht er Schaltvorgänge, um den Betriebsmodus des Systems zu ändern; drittens wird er verwendet, um kleine Ströme und Umgehungsströme (Loop-Ströme) zu unterbrechen.

Unabhängig vom Zustand des Energieversorgungssystems muss der Abschalter zuverlässig arbeiten. Die Zuverlässigkeit seines Betriebs hängt nicht nur von guter mechanischer Leistung ab, sondern auch davon, ob seine Steuerschaltung den Produktionsanforderungen entspricht. Wenn in der Steuerschaltung des Abschalters Sicherheitsbedrohungen bestehen, können ernste Unfälle auftreten.

1. Analyse des Prinzips der Steuerschaltung von 145 kV Abschaltern

Die Steuerschaltung eines 145 kV Abschalters besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: dem Motorschaltkreis und dem Motornetzschaltkreis. Der Steuerschaltkreis umfasst drei Betriebsarten: lokale manuelle Öffnen/Schließen, lokale elektrische Öffnen/Schließen und Fernsteuerung für Öffnen/Schließen. Das Wechseln zwischen „Fern“- und „Lokal“-Modus erfolgt über den Abschalter-Betriebshebel in der Feldterminalbox. Der Steuerschaltkreis besteht hauptsächlich aus dem Verriegelungskreis, dem Betriebshebel in der Terminalbox, Fünf-Sicherheiten (5P)-Geräten, Mess- und Steuerelementen, Öffnen/Schließen-Tasten, Kontaktoren und anderen Komponenten.

Der Verriegelungskreis implementiert hauptsächlich:

• Verriegelung des Schützes, um das Betätigen des Abschalters zu verhindern, wenn der Schütz geschlossen ist;

• gegenseitige Verriegelung zwischen dem Abschalter und dem Erdungsschalter.
  Diese Verriegelungen werden durch die Reihenschaltung von normalerweise offenen (NO) und normalerweise geschlossenen (NG) Kontakten des Schützes, des Abschalters und des Erdungsschalters in den Steuerschaltkreis erreicht. Zusätzlich gibt es GBM (Buskopplung) und PBM (Umgehungs-) Verriegelungen.

Der Motornetzschaltkreis ist der Hauptkreis, bestehend aus dem Motor, den Kontakten der Kontaktoren im Steuerschaltkreis, Netz-Minileitungsschützen (NMLS), Endlagewechseln usw. Im tatsächlichen Betrieb wird der Motor durch den Steuerschaltkreis zum Vorwärts- oder Rückwärtsdrehen gesteuert, um das Öffnen oder Schließen des Abschalters zu bewirken. Ein Paar Kontakte der Schließ- und Öffnungskontaktoren sind in Reihe im Netzschaltkreis verbunden. Für das Schließen ist die Phasenfolge ABC; für das Öffnen wird die Folge auf ACB umgekehrt, um so die Drehrichtung des Motors zu ändern, um die Blätter zu betätigen.

Das Fernüberwachungssystem nutzt Linienmess- und -steuereinrichtungen, um das Öffnen und Schließen des Abschalters fernzusteuern. Nachdem der Abschalter seine Endposition (vollständig offen oder geschlossen) erreicht hat, muss der Netzschaltkreis getrennt werden; andernfalls läuft der Motor weiter, bis er überhitzt. Um dies zu verhindern, sind Endlagewechsel in Reihe im Netzschaltkreis installiert. Wenn der Abschalter seine Endposition erreicht, öffnet sich der Endlagewechsel und stoppt den Motor.

Um gefährliche Vorgänge wie das Öffnen/Schließen des Abschalters unter Last oder das Schließen des Erdungsschalters bei Spannung zu verhindern, ist eine elektrische Verriegelung in den Steuerschaltkreis integriert. Elektrisches Betätigen ist nur möglich, wenn alle fünf Sicherheitsbedingungen erfüllt sind.

2. Arten von Störungen im Steuerschaltkreis

Nach der Anzahl der defekten Phasen können Störungen in Dreiphasenfehler und Phasenmangelfehler (einschließlich Einphasen- oder Zweiphasenfehler) unterteilt werden.
Basierend auf Betriebszenarien können Störungen weiter in vier Typen unterteilt werden:

• Lokales Öffnen/Schließen versagt, aber Fernbetrieb funktioniert.

• Fernes Öffnen/Schließen versagt, aber lokaler Betrieb funktioniert.

• Beide, ferner und lokaler elektrischer Betrieb versagen, aber manuelles Betätigen über den magnetischen Anzug des Kontaktors ist möglich.

• Nur manuelles Kurbelbetätigen ist möglich.

3. Störphänomene an Abschaltern

Während der Inbetriebnahme vor Ort wurde beobachtet, dass Abschalter, die zuvor über ferne/lokale elektrische Steuerung normal arbeiteten, plötzlich nicht mehr geöffnet oder geschlossen werden konnten. In einigen Fällen blieb der Motorbetriebsmechanismus für einen längeren Zeitraum energisiert, und der Abschalter war nicht mehr betriebsfähig – und dieses Problem trat wiederholt auf. Solche Störungen störten den Inbetriebnahmefortschritt stark und stellten Sicherheitsbedrohungen für den Betrieb der Unterstation dar, was unmittelbare Fehlersuche zur Identifizierung der Ursache erforderte.

4. Fehlerbehebung und Analyse der Ursache

4.1 Defekte Öffnen/Schließen-Kontaktoren

Wenn sowohl lokale als auch ferne Betriebsarten versagen, gehen Sie zur Terminalbox und versuchen Sie eine lokale Öffnen/Schließen-Betätigung einmal. Wenn die Kontaktorspule nicht richtig energisiert, ist der Kontaktor wahrscheinlich defekt.

Unter normalen Bedingungen ist ein kurzes Drücken und Loslassen der Öffnen/Schließen-Taste ausreichend, um den Vorgang abzuschließen. Dies liegt daran, dass beim Drücken der Taste der Kontaktor nicht nur seine Hauptschaltkontakte aktiviert, sondern auch einen Selbsthaltekontakt schließt. Auch nach dem Loslassen der Taste bleibt der Kontaktor energisiert, um den Motor laufen zu lassen.

Wenn der Motor leicht dreht und dann sofort anhält, aber normal arbeitet, wenn die Taste kontinuierlich gedrückt gehalten wird, ist der Selbsthaltekontakt des Kontaktors wahrscheinlich beschädigt. Um dies zu bestätigen:

• Schalten Sie den Motornetz-Minileitungsschutz (NMLS) aus;

• Drücken Sie die Öffnen/Schließen-Taste;

• Verwenden Sie ein Multimeter, um die Spannung an dem selbsthaltenden Kontakt zu überprüfen.
  Wenn keine Spannung vorhanden ist, ist der Kontakt beschädigt.

4.2 Falsche Drehrichtung des Motors (Phasenfolgefehler)
Der Hauptkreis beinhaltet die Motoranschlüsse und die Positionen der Kontaktaufschlüsse. Eine falsche Drehrichtung des Motors wird in der Regel durch fehlerhaft verdrahtete Kontakte oder eine umgekehrte Phasenfolge in der Dreiphasenspannungsversorgung des Motors verursacht.

Fehlersuchschritte:

• Überprüfen Sie, ob sowohl die Steuer- als auch die Motorkraft-MCBs geschlossen sind, und verwenden Sie ein Multimeter, um die normale Spannung an den unteren Anschlüssen des Hauptkreises zu bestätigen.

• Trennen Sie die Motorkraft, lassen Sie die Steuerkraft eingeschaltet, und drücken Sie die lokalen Öffnen/Schließen-Tasten in der Schaltanordnung. Messen Sie, ob die entsprechenden Kontaktaufschlüsse wie erwartet leitfähig sind.

• Falls das Problem weiterhin besteht, trennen Sie sowohl die Steuer- als auch die Motorkraft, und überprüfen Sie, ob die gelben, grünen und roten Phasenleitungen an den Motorenanschlüssen fälschlicherweise vertauscht wurden.

In einem Fall waren bei zwei neu installierten Bays die Verkabelungen Gelb-Grün-Rot inkonsistent, was die Phasenfolge des Motors änderte. Nach Korrektur der Verkabelung kehrte der Betrieb zur Normalität zurück.

Andere häufige versteckte Probleme in Trennschaltersteuerkreisen umfassen: alternde Kontakte, Endschalter, die nicht die richtige Position erreichen, fehlende Verriegelungen (z.B. Busbar-Trennschalter nicht mit Busbar-Erdschalter verriegelt, oder Leitungserdschalter nicht vor dem Schließen spannungsverifiziert). 

Jede Komponente im Kreis kann ausfallen. Wenn ein Fehler auftritt, prüfen Sie sorgfältig die Stetigkeit des gesamten Steuerkreises, schließen Sie Abschnitte schrittweise aus, verengen Sie den Fehlerstandort, ersetzen Sie die defekte Komponente und stellen Sie den Kreis wieder her. Daher müssen Bediener die Funktionsprinzipien gründlich verstehen, um schnell Fehler zu identifizieren, die Fehlersuchlogik zu klären und systematische Methoden anzuwenden, um Probleme effektiv zu lösen.

4.3 Andere Fehler

Der 145 kV-Trennschalter wird häufig betrieben und hat einen entscheidenden Einfluss auf den sicheren Betrieb von Kraftwerken und Umspannwerken; daher ist es wesentlich, seine Betriebssicherheit zu gewährleisten. In der Praxis wird nach dem Öffnen des Hauptschalters der Trennschalter geöffnet, um einen sichtbaren Isolierungspunkt zwischen Wartungsgeräten und lebenden Teilen zu schaffen und ausreichend Sicherheitsabstand für das Personal bereitzustellen.

Neben den oben genannten beiden Fehlerarten gibt es andere häufige Probleme:

(1) Lokaler Öffnen/Schließen-Fehler, während die Fernbedienung noch funktioniert. Zur Fehlersuche: Überprüfen Sie zunächst den „fern/lokal“-Wahlschalter. Verwenden Sie ein Multimeter, um zu überprüfen, ob die Spannung beim Einstellen des Schalters auf „fern“ an das Mess- und Steuergerät gelangt. Falls nicht, ersetzen Sie den Schalter; wenn Spannung vorhanden ist, prüfen Sie die Verkabelung auf lose Anschlüsse oder falsche Verbindungen.

(2) Ausfall des lokalen Betriebs aufgrund beschädigter Öffnen/Schließen-Tasten.
Zwei Diagnosemethoden:

• Lebender Test: Drücken Sie die Taste und verwenden Sie ein Multimeter, um zu überprüfen, ob Spannung durchläuft;

• Entspannter Test: Schalten Sie die Steuerkraft aus, drücken Sie die Taste und verwenden Sie die Kontinuitätsfunktion des Multimeters, um zu überprüfen, ob die Kontakte der Taste schließen.
  Falls bestätigt, ersetzen Sie die Taste, um die Funktion wiederherzustellen.

5. Schlussfolgerung

Im Allgemeinen treten 145 kV-Trennschalterfehler während des Betriebs der Geräte auf, insbesondere im Sommer, wenn der Strombedarf steigt und die Gelegenheiten für geplante Stilllegungen minimal sind. Angesichts ihres hohen Einsatzes und der strengen Sicherheitsanforderungen beeinflusst der Zustand der Trennschalter direkt den sicheren Betrieb von Kraftwerken und Umspannwerken. Daher müssen Wartungspersonal die Methoden zur Fehlersuche an Trennschaltern vollständig verstehen und beherrschen, um ihre analytischen Fähigkeiten und technische Kompetenz zu verbessern. Dies ermöglicht eine wirksame Verhinderung unerwarteter Vorgänge, erhöht die Erkennungs- und Behebungsrate von Fehlern und stellt letztendlich die Sicherheit und Stabilität des Stromnetzes sicher.