Κοινά Προβλήματα και Μέτρα Επεξεργασίας για τους Διακόπτες 145kV

Ο αποσυνεκτικός 145 kV είναι ένα κρίσιμο συστηματικό στοιχείο στα ηλεκτρικά συστήματα υποσταθμίων. Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τους υψηλής τάσης διακοπτικούς και παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του δικτύου ενέργειας:
Πρώτον, απομονώνει την πηγή ενέργειας, διαχωρίζοντας την εξοπλισμό που βρίσκεται σε συντήρηση από το σύστημα ενέργειας για να εξασφαλίσει την ασφάλεια των προσώπων και του εξοπλισμού. Δεύτερον, επιτρέπει την εκτέλεση στροφών για την αλλαγή του τρόπου λειτουργίας του συστήματος. Τρίτον, χρησιμοποιείται για τη διακοπή μικροαμπεριανών κύκλων και για την παρακάμψη (loop) ροών.

Ανεξάρτητα από την κατάσταση του συστήματος ενέργειας, ο αποσυνεκτικός πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα. Η αξιοπιστία της λειτουργίας του εξαρτάται όχι μόνο από την καλή μηχανική απόδοση, αλλά και από το αν ο κύκλος ελέγχου του ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις παραγωγής. Εάν υπάρχουν ασφαλείες στον κύκλο ελέγχου του αποσυνεκτικού, μπορεί να προκύψει σοβαρό ατύχημα.

1. Ανάλυση της Αρχής του Κυκλώματος Ελέγχου των 145 kV Αποσυνεκτικών

Ο κύκλος ελέγχου ενός αποσυνεκτικού 145 kV αποτελείται κυρίως από δύο μέρη: τον κύκλο ελέγχου του μοτέρ και τον κύκλο εφοδιασμού του μοτέρ. Ο κύκλος ελέγχου περιλαμβάνει τρεις τρόπους λειτουργίας: τον τοπικό χειροκίνητο ανοίγμα/κλείσιμο, τον τοπικό ηλεκτρικό ανοίγμα/κλείσιμο και τον απομακρυσμένο έλεγχο ανοίγμα/κλείσιμο. Η μεταβολή μεταξύ των καταστάσεων "απομακρυσμένη" και "τοπική" εκτελείται μέσω του χειριστήριου του αποσυνεκτικού στο κουτί τερματικών. Ο κύκλος ελέγχου περιλαμβάνει κυρίως τον κύκλο αναδιατριβής, το χειριστήριο του κουτιού τερματικών, τα συστήματα προστασίας 5P, τα επαφικά & ελεγκτικά σημεία, τα κουμπιά ανοίγμα/κλείσιμο, τους επαφικούς και άλλα στοιχεία.

Ο κύκλος αναδιατριβής εφαρμόζει κυρίως:

• Αναδιατριβή με τον διακοπτικό για να εμποδίσει τη λειτουργία του αποσυνεκτικού όταν ο διακοπτικός είναι κλειστός.

• Αναδιατριβή μεταξύ του αποσυνεκτικού και του συνδετικού στήριγμα.
  Αυτές οι αναδιατριβές επιτυγχάνονται με τη σειριακή σύνδεση των ανοιχτών (NO) και κλειστών (NC) επαφών του διακοπτικού, του αποσυνεκτικού και του συνδετικού στήριγμα στον κύκλο ελέγχου. Υπάρχουν επίσης αναδιατριβές GBM (bus tie) και PBM (bypass).

Ο κύκλος εφοδιασμού του μοτέρ είναι ο κύριος κύκλος, που αποτελείται από το μοτέρ, τις επαφές από τους επαφικούς του κυκλώματος ελέγχου, μικροδιακοπτικούς (MCBs), περιοριστικούς επαφικούς κλπ. Στην πραγματική λειτουργία, το μοτέρ ελέγχεται από τον κύκλο ελέγχου για να περιστρέφεται μπροστά ή πίσω, έτσι ώστε να ενεργοποιεί το ανοίγμα ή το κλείσιμο του αποσυνεκτικού. Ένα ζευγάρι επαφών από τους επαφικούς ανοίγματος και κλεισίματος συνδέονται σε σειρά στον κύκλο εφοδιασμού. Για ανοίγμα, η σειρά φάσεων είναι ABC. Για κλείσιμο, η σειρά αντιστρέφεται σε ACB, έτσι ώστε να αντιστρέφεται η κίνηση του μοτέρ για να λειτουργήσει τα μαχαίρια.

Το απομακρυσμένο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιεί μέτρηση & ελεγκτικά συστήματα για τον απομακρυσμένο έλεγχο του ανοίγματος και κλεισίματος του αποσυνεκτικού. Μετά το φθάσιμο του αποσυνεκτικού στην τελική θέση (πλήρως ανοιχτό ή κλειστό), ο κύκλος εφοδιασμού πρέπει να αποσυνδεθεί. Διαφορετικά, το μοτέρ θα συνεχίσει να λειτουργεί μέχρι να καίγεται. Για να αποτραπεί αυτό, οι περιοριστικοί επαφικοί είναι συνδεδεμένοι σε σειρά στον κύκλο εφοδιασμού. Όταν ο αποσυνεκτικός φθάνει στην τελική θέση, ο περιοριστικός επαφικός ανοίγει και σταματά το μοτέρ.

Για να αποτραπούν επικίνδυνες λειτουργίες, όπως το ανοίγμα/κλείσιμο του αποσυνεκτικού υπό φορτίο ή το κλείσιμο του συνδετικού στήριγμα όταν είναι υπερηφάνιστο, ένας ηλεκτρικός κύκλος αναδιατριβής ενσωματώνεται στον κύκλο ελέγχου. Η ηλεκτρική λειτουργία ενεργοποιείται μόνο όταν όλες οι πέντε συνθήκες προστασίας είναι ικανοποιημένες.

2. Τύποι Αποτυχιών του Κυκλώματος Ελέγχου

Βάσει του αριθμού των ελαττωματικών φάσεων, οι αποτυχίες μπορούν να χωριστούν σε τριφασικές αποτυχίες και αποτυχίες απώλειας φάσης (συμπεριλαμβανομένων μιας ή δύο φάσεων).
Βάσει των επιχειρησιακών σεναρίων, οι αποτυχίες μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις τύπους:

• Τοπικό ανοίγμα/κλείσιμο αποτυγχάνει, αλλά η απομακρυσμένη λειτουργία λειτουργεί.

• Απομακρυσμένο ανοίγμα/κλείσιμο αποτυγχάνει, αλλά η τοπική λειτουργία λειτουργεί.

• Και η απομακρυσμένη και η τοπική ηλεκτρική λειτουργία αποτυγχάνουν, αλλά η χειροκίνητη λειτουργία μέσω της μαγνητικής ενεργοποίησης του επαφικού είναι δυνατή.

• Μόνο η χειροκίνητη λειτουργία με κράνος είναι δυνατή.

3. Φαινόμενα Αποτυχιών των Αποσυνεκτικών

Κατά την εγκατάσταση στο χώρο, παρατηρήθηκε ότι αποσυνεκτικοί που προηγουμένως λειτουργούσαν κανονικά με απομακρυσμένο/τοπικό ηλεκτρικό έλεγχο ξαφνικά απέτυχαν να ανοίξουν ή να κλείσουν. Σε μερικές περιπτώσεις, μετά από μακρά περίοδο ενεργοποίησης του μηχανισμού μοτέρ, ο αποσυνεκτικός έγινε ανεπιτυχής και αυτό το πρόβλημα επαναλαμβάνετο. Τέτοιες αποτυχίες παρεμποδίζουν σοβαρά την εγκατάσταση και παρουσιάζουν επικίνδυνες συνέπειες για τη λειτουργία του υποσταθμίου, επομένως απαιτείται άμεση επίλυση για την αναγνώριση της βασικής αιτίας.

4. Επεξεργασία Αποτυχιών και Ανάλυση Βασικής Αιτίας

4.1 Αποτυχημένοι Επαφικοί Ανοίγμα/Κλείσιμο

Εάν και η τοπική και η απομακρυσμένη λειτουργία αποτυγχάνουν, προσεγγίστε το κουτί τερματικών και προσπαθήστε μια τοπική λειτουργία ανοίγμα/κλείσιμο. Εάν η κατανεμητική σπείρα του επαφικού δεν ενεργοποιείται σωστά, ο επαφικός είναι πιθανόν να είναι αποτυχημένος.

Σε κανονικές συνθήκες, η σύντομη πίεση και απόπειρα του κουμπιού ανοίγμα/κλείσιμο είναι αρκετή για την ολοκλήρωση της λειτουργίας. Αυτό συμβαίνει επειδή, κατά την πίεση του κουμπιού, ο επαφικός ενεργοποιεί τις κύριες επαφές εφοδιασμού, αλλά και μια επαφή αυτοστέγασης. Ακόμη και μετά την απόπειρα του κουμπιού, ο επαφικός παραμένει ενεργοποιημένος για να κρατήσει το μοτέρ σε λειτουργία.

Εάν το μοτέρ περιστρέφεται ελαφρώς και σταματά αμέσως, αλλά λειτουργεί κανονικά όταν το κουμπί παίρνεται σε συνεχή πίεση, η επαφή αυτοστέγασης του επαφικού είναι πιθανόν να είναι κατεστραμμένη. Για επιβεβαίωση:

• Απενεργοποιήστε τον MCB εφοδιασμού του μοτέρ.

• Πιέστε το κουμπί ανοίγμα/κλείσιμο.

• Χρησιμοποιήστε ένα πολυμέτρη για να ελέγξετε την τάση στο αυτοσυντήρησης επαφή.
  Εάν δεν υπάρχει τάση, η επαφή είναι κατεστραμμένη.

4.2 Λάθος Κατεύθυνση Περιστροφής Μοτέρ (Σφάλμα Φάσης)
Η κύρια διατύπωση περιλαμβάνει συνδέσεις τροφοδοσίας μοτέρ και θέσεις επαφών κόντακτου. Η λάθος κατεύθυνση περιστροφής του μοτέρ είναι συνήθως αποτέλεσμα λανθασμένης σύνδεσης επαφών ή αντιστροφής φάσης στην τριφασική τροφοδοσία του μοτέρ.

Βήματα επισκόπησης:

• Επιβεβαιώστε ότι τα MCBs της ελεγχού και τροφοδοσίας του μοτέρ είναι κλειστά, και χρησιμοποιήστε ένα πολυμέτρη για να επιβεβαιώσετε την κανονική τάση στα κάτω καταλήξεις της κύριας διατύπωσης.

• Αποσυνδέστε την τροφοδοσία του μοτέρ, διατηρήστε την τροφοδοσία ελέγχου, και πατήστε τα κουμπιά ανοίγματος/κλεισίματος στο κουτί της μηχανής. Μετρήστε αν οι αντίστοιχες επαφές κόντακτου λειτουργούν όπως αναμένεται.

• Εάν το πρόβλημα συνεχίζεται, αποσυνδέστε την τροφοδοσία ελέγχου και τροφοδοσίας του μοτέρ, και ελέγξτε αν οι κίτρινες, πράσινες και κόκκινες φάσεις είναι λανθασμένα αντικαταστάσεις στις καταλήξεις του μοτέρ.

Σε ένα παράδειγμα, δύο νέα εγκαταστήματα είχαν ασυνεπή σύνδεση κίτρινης-πράσινης-κόκκινης, η οποία αλλάξει τη σειρά φάσης του μοτέρ. Μετά την διόρθωση της σύνδεσης, η λειτουργία επέστρεψε στην κανονικότητα.

Άλλα κοινά κρυμμένα προβλήματα στις διατύπωσεις ελέγχου διαχωριστών περιλαμβάνουν: παλαιωμένους κόντακτους, περιοριστικοί κόντακτες που δεν φτάνουν στις κατάλληλες θέσεις, λείπουν συνδέσεις (π.χ., ο διαχωριστής μπάρας δεν είναι συνδεδεμένος με τον διαχωριστή γης μπάρας, ή ο διαχωριστής γης γραμμής δεν έχει επιβεβαιωθεί η τάση πριν από το κλείσιμο). 

Κάθε συστατικό στη διατύπωση μπορεί να αποτύχει. Όταν συμβεί σφάλμα, εξετάστε προσεκτικά τη συνέχεια του ολόκληρου βρόχου ελέγχου, εξάλειψτε τμήματα βήμα προς βήμα, στενώστε την τοποθεσία του σφάλματος, αντικαταστήστε το συστατικό και επαναφέρετε τη διατύπωση. Συνεπώς, οι τεχνικοί πρέπει να κατανοήσουν εξ αντιλήψεως τα λειτουργικά αρχή, ώστε να μπορούν να αναγνωρίζουν γρήγορα τα σφάλματα, να διευκρινίζουν τη λογική επισκόπησης και να εφαρμόζουν συστηματικές μέθοδους για την αποτελεσματική επίλυση των προβλημάτων.

4.3 Άλλα Σφάλματα

Ο 145 kV διαχωριστής λειτουργεί συχνά και έχει κρίσιμη επίδραση στην ασφαλή λειτουργία των ηλεκτροπαραγωγικών εγκαταστάσεων και υποσταθμίων· συνεπώς, είναι απαραίτητο να εξασφαλίζεται η λειτουργική αξιοπιστία. Στην πράξη, μετά το άνοιγμα του πυκνωτή, ο διαχωριστής ανοίγεται για να δημιουργήσει ένα ορατό σημείο απομόνωσης μεταξύ των εξοπλισμών διατήρησης και των ζωντανών μέρων, παρέχοντας αρκετό ασφαλές χώρο για το προσωπικό.

Εκτός από τα παραπάνω δύο τύπους σφαλμάτων, άλλα κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν:

(1) Αποτυχία τοπικής λειτουργίας ανοίγματος/κλεισίματος ενώ η απομακρυσμένη λειτουργία λειτουργεί. Για την επισκόπηση: πρώτα ελέγξτε τον διαλεκτικό κόντακτο "απομακρυσμένη/τοπική". Χρησιμοποιήστε ένα πολυμέτρη για να επιβεβαιώσετε αν η τάση φθάνει στην μονάδα μέτρησης & ελέγχου όταν ο διαλεκτικός κόντακτος είναι σε "απομακρυσμένη". Εάν όχι, αντικαταστήστε τον διαλεκτικό κόντακτο· εάν η τάση είναι παρούσα, ελέγξτε την σύνδεση για χαλαρές καταλήξεις ή λανθασμένες συνδέσεις.

(2) Αποτυχία τοπικής λειτουργίας λόγω κατεστραμμένων κουμπιών ανοίγματος/κλεισίματος.
Δύο μεθόδους διάγνωσης:

• Ζωντανή δοκιμή: πατήστε το κουμπί και χρησιμοποιήστε ένα πολυμέτρη για να ελέγξετε αν η τάση περνάει μέσω του;

• Απορρυθμισμένη δοκιμή: απενεργοποιήστε την τροφοδοσία ελέγχου, πατήστε το κουμπί, και χρησιμοποιήστε την λειτουργία συνέχειας του πολυμέτρη για να ελέγξετε αν οι επαφές του κουμπιού κλείνουν.
  Εάν επιβεβαιωθεί ως κατεστραμμένο, αντικαταστήστε το κουμπί για να επαναφέρετε τη λειτουργία.

5.Συμπέρασμα

Συνήθως, τα σφάλματα 145 kV διαχωριστή παρουσιάζονται κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού, ειδικά κατά την θερινή περίοδο, όπου η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται και οι ευκαιρίες για προγραμματισμένες διακοπές είναι ελάχιστες. Λόγω της υψηλής χρήσης και των κρίσιμων απαιτήσεων ασφάλειας, η κατάσταση των διαχωριστών επηρεάζει άμεσα την ασφαλή λειτουργία των ηλεκτροπαραγωγικών εγκαταστάσεων και υποσταθμίων. Συνεπώς, το προσωπικό διατήρησης πρέπει να κατανοεί και να καταλαβαίνει πλήρως τις μεθόδους διάγνωσης σφαλμάτων διαχωριστών, προκειμένου να ενισχύσει τις αναλυτικές τους ικανότητες και την τεχνική εξειδίκευση. Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική πρόληψη ανεπιθύμητων λειτουργιών, βελτιώνει την ανίχνευση και επίλυση σφαλμάτων, και τελικά εξασφαλίζει την ασφάλεια και σταθερότητα του ηλεκτρικού δικτύου.