Problemas comúns e medidas de manejo para circuitos de control de interruptores de 145kV

O interruptor de 145 kV é un dispositivo de conmutación crítico nos sistemas eléctricos de subestacións. Empregase en conxunto con interruptores de circuito de alta tensión e xoga un papel importante na operación da rede eléctrica:
Primeiro, isola a fonte de enerxía, separando o equipo en mantemento do sistema de enerxía para garantir a seguridade das persoas e do equipo; segundo, permite as operacións de conmutación para cambiar o modo de operación do sistema; terceiro, úsase para interromper circuitos de corrente pequena e correntes de bypass (loop).

Independientemente do estado do sistema de enerxía, o interruptor debe funcionar de maneira fiable. A fiabilidade da súa operación depende non só dun bom rendemento mecánico, senón tamén de que o seu circuito de control cumpra cos requisitos de produción. Se existen perigos de seguridade no circuito de control do interruptor, poden ocorrer accidentes graves.

1. Análise do principio do circuito de control dos interruptores de 145 kV

O circuito de control dun interruptor de 145 kV compóñese principalmente de dúas partes: o circuito de control do motor e o circuito de alimentación do motor. O circuito de control inclúe tres modos de operación: apertura/pechado manual local, apertura/pechado eléctrico local e apertura/pechado por control remoto. A conmutación entre os modos "remoto" e "local" realiza-se mediante a maneta de operación do interruptor na caixa terminal da baia. O circuito de control compónse principalmente do circuito de bloqueo, a maneta de operación da caixa terminal, dispositivos de cinco prevencións (5P), contactos de medida e control, botóns de apertura/pechado, contactores e outros componentes.

O circuito de bloqueo implementa principalmente:

• Bloqueo do interruptor de circuito para evitar a operación do interruptor cando o interruptor de circuito está pechado;

• Bloqueo mutuo entre o interruptor e o interruptor de terra.
  Estes bloqueos consíguense conectando en serie os contactos normalmente abertos (NA) e normalmente cerrados (NC) do interruptor de circuito, interruptor e interruptor de terra no circuito de control. Ademais, hai bloqueos GBM (interconexión de barras) e PBM (bypass).

O circuito de alimentación do motor é o circuito principal, composto polo motor, contactos dos contactores no circuito de control, miniinterruptores de circuito (MCBs), interruptores de fin de curso, etc. Na operación real, o motor controlase polo circuito de control para xirar cara adiante ou cara atrás, actuan así na apertura ou pechado do interruptor. Un par de contactos dos contactores de pechado e apertura están conectados en serie no circuito de alimentación. Para o pechado, a secuencia de fase é ABC; para a apertura, a secuencia invértese a ACB, invertendo así a dirección do motor para operar as lâminas.

O sistema de monitorización remota usa dispositivos de medida e control de liña para controlar remotamente a apertura e pechado do interruptor. Despois de que o interruptor alcance a súa posición final (totalmente aberto ou pechado), o circuito de alimentación debe desconectarse; caso contrario, o motor seguirá funcionando ata que se queme. Para evitar isto, instálanse interruptores de fin de curso en serie no circuito de alimentación. Cando o interruptor alcanza a súa posición final, o interruptor de fin de curso abre e detén o motor.

Para evitar operacións perigosas—como abrir/pechar o interruptor baixo carga ou pechar o interruptor de terra mentres está energizado—incorporase un bloqueo eléctrico no circuito de control. A operación eléctrica só está habilitada cando se cumpren todas as condicións de cinco prevencións.

2. Tipos de fallos no circuito de control

Clasificados polo número de fases defectuosas, os fallos poden dividirse en fallos de tres fases e fallos de falta de fase (incluíndo fallos dunha ou dúas fases).
Segundo os escenarios de operación, os fallos poden clasificarse en catro tipos:

• A apertura/pechado local falla, pero a operación remota funciona.

• A apertura/pechado remota falla, pero a operación local funciona.

• Ambas as operacións eléctricas remota e local fallan, pero a operación manual mediante a tracción magnética do contactor é posible.

• Só é posible a operación manual coa manivela.

3. Fenómenos de fallo dos interruptores

Durante a puesta en marcha no terreo, observouse que interruptores que anteriormente funcionaban normalmente mediante control eléctrico remoto/local de súpeto deixaron de abrir ou pechar. En algúns casos, despois de que o mecanismo de operación do motor permanecese energizado durante un período prolongado, o interruptor tornouse inoperante—e este problema repetiuse. Estes fallos interrumpiron gravemente o progreso da puesta en marcha e supuxeron riscos de seguridade para a operación da subestación, requirindo unha resolución inmediata para identificar a causa raíz.

4. Manejo de fallos e análise da causa raíz

4.1 Contactores de apertura/pechado defectuosos

Se tanto as operacións local como remota fallan, diríxase á caixa terminal e inténtase unha operación de apertura/pechado local. Se a bobina do contactor non se energiza correctamente, é probable que o contactor sexa defectuoso.

En condicións normais, premer e soltar o botón de apertura/pechado brevemente é suficiente para completar a operación. Isto é porque, ao premer o botón, o contactor non só activa os seus contactos de alimentación principal, senón tamén pecha un contacto de auto-mantemento. Incluso despois de soltar o botón, o contactor permanece energizado para manter o motor en funcionamento.

Se o motor xira levemente e despois pára inmediatamente, pero funciona normalmente cando o botón se mantiene preto continuamente, é probable que o contacto de auto-mantemento do contactor estea danado. Para confirmar:

• Apaga o MCB de alimentación do motor;

• Preme o botón de apertura/pechado;

• Utiliza un multimetro para comprobar a tensión nos contactos de auto-mantenimento.
  Se non hai tensión, o contacto está danado.

4.2 Dirección de rotación do motor incorrecta (erro na secuencia de fases)
O circuito principal inclúe as conexións de potencia do motor e as posicións dos contactos do contactor. A dirección de rotación incorrecta do motor adoita causarse por contactos mal conectados ou por unha secuencia de fases invertida na alimentación trifásica do motor.

Pasos de resolución de problemas:

• Verifica que tanto os MCBs de control como os de potencia do motor están pechados, e usa un multimetro para confirmar a tensión normal nos terminais inferiores do circuito principal.

• Desconecta a potencia do motor, mantén a potencia de control, e presiona os botóns de apertura/peste no caixón de manobra. Mede se os contactos do contactor correspondente conducen como se espera.

• Se o problema persiste, desconecta tanto a potencia de control como a do motor, e comprueba se os cables de fase amarelo, verde e vermello están intercambiados incorrectamente nos terminais do motor.

En un caso, dúas celas recén instaladas tiñan un cableado inconsistente de amarelo-verde-vermello, que alterou a secuencia de fases do motor. Despois de corrixir o cableado, a operación volviu á normalidade.

Outros problemas ocultos comúns nos circuitos de control do disxuntor inclúen: contactores envelecidos, conmutadores de límite que non alcanzan as posicións correctas, falta de bloqueos (por exemplo, o disxuntor da barra non está bloqueado co interruptor de terra da barra, ou o interruptor de terra da liña non está verificado en tensión antes de pechar). 

Cualquier compoñente no circuito pode fallar. Cando ocorre un fallo, inspecciona cuidadosamente a continuidade do bucle de control completo, elimina seccións paso a paso, reduz a localización do fallo, substitúe o compoñente defectuoso e restablece o circuito. Polo tanto, os operadores deben entender completamente os principios de funcionamento para poder identificar rapidamente os fallos, esclarecer a lóxica de resolución de problemas e aplicar métodos sistemáticos para resolver eficazmente os problemas.

4.3 Outros fallos

O disxuntor de 145 kV é operado frecuentemente e ten un impacto crítico na seguridade das centrais eléctricas e subestacións; polo tanto, garantir a súa fiabilidade operativa é esencial. Na práctica, despois de que o interruptor abre, o disxuntor abre para crear un punto de isolación visible entre o equipo de manutención e as partes activas, proporcionando unha distancia de seguridade suficiente para o persoal.

Ademais dos dous tipos de fallos mencionados, outros problemas comúns inclúen:

(1) Fallo na operación local mentres que a operación remota funciona. Para solucionar: primeiro, verifica o selector "remoto/local". Usa un multimetro para verificar se a tensión chega ao dispositivo de medida e control cando o selector está en "remoto". Se non, substitúe o selector; se hai tensión, inspecciona o cableado para detectar terminais sueltos ou conexións incorrectas.

(2) Fallo na operación local debido a botóns de apertura/peste danados.
Duas métodos de diagnóstico:

• Proba en vivo: presiona o botón e usa un multimetro para comprobar se a tensión pasa;

• Proba sen enerxía: desactiva a potencia de control, presiona o botón, e usa a función de continuidade do multimetro para comprobar se os contactos do botón pechan.
  Se se confirma que está defectuoso, substitúe o botón para restaurar a función.

5.Conclusión

Xeralmente, os fallos do disxuntor de 145 kV ocorren durante a operación do equipo, especialmente no verán, cando a demanda de electricidade aumenta e as oportunidades para cortes programados son mínimas. Dada a súa alta utilización e os requisitos críticos de seguridade, a condición dos disxuntores afecta directamente a seguridade das centrais eléctricas e subestacións. Polo tanto, o persoal de mantemento debe entender e dominar completamente os métodos de diagnóstico de fallos dos disxuntores para mellorar as súas capacidades analíticas e técnicas. Isto permite prevenir efectivamente operacións non intencionadas, mellorar as taxas de detección e resolución de fallos, e finalmente garantir a seguridade e estabilidade da rede eléctrica.