Algemene problemen en afhandelingsmaatregelen voor 145kV schakelaarbedieningssystemen

De 145 kV schakelaar is een cruciaal schakelapparaat in elektrische substationssystemen. Het wordt gebruikt in combinatie met hoogspanningsklemmen en speelt een belangrijke rol in het netwerkbedrijf:
Eerst isoleert het de energiebron, zodat apparatuur die onderhoud nodig heeft, van het energienetwerk wordt gescheiden om de veiligheid van personeel en apparatuur te waarborgen; ten tweede maakt het schakeloperaties mogelijk om de bedrijfsmodus van het systeem te wijzigen; ten derde wordt het gebruikt om kleine stroomkringen en bypass (lus)stromen te onderbreken.

Ongeacht de staat van het energienetwerk moet de schakelaar betrouwbaar functioneren. De betrouwbaarheid van zijn werking hangt niet alleen af van goede mechanische prestaties, maar ook van het feit of het regelcircuit voldoet aan productie-eisen. Als er veiligheidsrisico's bestaan in het regelcircuit van de schakelaar, kunnen ernstige ongelukken optreden.

1. Analyse van het regelcircuitprincipe van 145 kV schakelaars

Het regelcircuit van een 145 kV schakelaar bestaat voornamelijk uit twee delen: het motorgeregelde circuit en het motorvoedingscircuit. Het regelcircuit omvat drie bedieningsmodi: lokale handmatige openen/sluiten, lokale elektrische openen/sluiten, en op afstand gecontroleerde openen/sluiten. Overschakelen tussen "op afstand" en "lokaal" wordt uitgevoerd via de schakelaarbedieningsgreep in de compartimentdoos. Het regelcircuit bestaat voornamelijk uit het vergrendelingscircuit, de compartimentdoosbedieningsgreep, vijf-preventie (5P) apparatuur, meet- en regelcontacten, openen/sluiten knoppen, contactors, en andere componenten.

Het vergrendelingscircuit implementeert voornamelijk:

• Klemvergrendeling om schakelaaroperaties te voorkomen wanneer de klem gesloten is;

• Wederzijdse vergrendeling tussen de schakelaar en de aardleiding.
  Deze vergrendelingen worden bereikt door normaal open (NO) en normaal gesloten (NG) contacten van de klem, de schakelaar en de aardleiding in serie in het regelcircuit te verbinden. Daarnaast zijn er GBM (busverbinding) en PBM (omweg) vergrendelingen.

Het motorvoedingscircuit is het hoofdcircuit, bestaande uit de motor, contacten van contactors in het regelcircuit, voeding miniatuurklemmen (MCB's), eindschakelaars, enz. In de praktijk wordt de motor door het regelcircuit gecontroleerd om voor- of achteruit te draaien, waardoor de schakelaar geopend of gesloten wordt. Een paar contacten van de sluit- en opencontactors zijn in serie verbonden in het voedingscircuit. Voor sluiten is de fasevolgorde ABC; voor openen wordt de volgorde omgekeerd naar ACB, waardoor de richting van de motor wordt omgekeerd om de bladen te bedienen.

Het op afstand beheerde systeem gebruikt lijnmeet- en regelapparatuur om de schakelaar op afstand te openen en te sluiten. Wanneer de schakelaar zijn eindpositie heeft bereikt (volledig open of gesloten), moet het voedingscircuit worden afgesloten; anders zal de motor blijven lopen totdat hij oververhit raakt. Om dit te voorkomen, zijn eindschakelaars in serie in het voedingscircuit geïnstalleerd. Wanneer de schakelaar zijn eindpositie heeft bereikt, opent de eindschakelaar en stopt de motor.

Om gevaarlijke operaties - zoals het openen/sluiten van de schakelaar onder belasting of het sluiten van de aardleiding terwijl deze onder spanning staat - te voorkomen, is er een elektrische vergrendeling in het regelcircuit ingebouwd. Elektrische bediening is alleen toegestaan wanneer alle vijf preventieve condities voldaan zijn.

2. Soorten regelcircuitsfouten

Indeling op basis van het aantal defecte fasen, kan men drie-fase fouten en fase-uitval fouten (inclusief één- of twee-fase fouten) onderscheiden.
Op basis van bedrijfsscenario's kunnen fouten verder worden geclassificeerd in vier types:

• Lokale openen/sluiten mislukt, maar op afstand bedienen werkt.

• Op afstand openen/sluiten mislukt, maar lokale bediening werkt.

• Zowel op afstand als lokale elektrische bediening mislukt, maar handmatige bediening via contactor magneet-aantrekking is mogelijk.

• Alleen handmatige krukbediening is mogelijk.

3. Foutverschijnselen van schakelaars

Tijdens de plaatselijke installatie werd waargenomen dat schakelaars die eerder normaal werkten via lokale/afstandsbediening plotseling niet meer konden worden geopend of gesloten. In sommige gevallen, na een lange periode van energievoorziening aan het motorbedieningsmechanisme, werd de schakelaar onbruikbaar - en dit probleem herhaalde zich. Deze fouten verstoorde ernstig de installatievoortgang en vormden een veiligheidsrisico voor de substationbedrijf, waardoor onmiddellijke probleemoplossing noodzakelijk was om de oorzaak te identificeren.

4. Foutafhandeling en oorzaakanalyse

4.1 Defecte openen/sluiten contactors

Als zowel lokale als afstandsbediening mislukt, ga dan naar de compartimentdoos en probeer eenmaal een lokale openen/sluiten bewerking. Als de contactorspoel niet correct wordt geactiveerd, is de contactor waarschijnlijk defect.

Onder normale omstandigheden is het drukken en loslaten van de openen/sluiten knop kortstondig voldoende om de bewerking te voltooien. Dit komt omdat, bij het indrukken van de knop, de contactor niet alleen zijn hoofdvoedingscontacten activeert, maar ook een zelfhoudend contact sluit. Zelfs nadat de knop wordt losgelaten, blijft de contactor geactiveerd om de motor te laten draaien.

Als de motor licht draait en dan onmiddellijk stopt, maar normaal werkt wanneer de knop continu wordt ingedrukt, is het waarschijnlijk dat het zelfhoudend contact van de contactor beschadigd is. Om dit te bevestigen:

• Schakel de motorvoeding MCB uit;

• Druk op de openen/sluiten knop;

• Gebruik een multimeter om de spanning over het zelfhoudende contact te controleren.
  Als er geen spanning aanwezig is, is het contact beschadigd.

4.2 Verkeerde draairichting van de motor (fasenreeksfout)
Het hoofdcircuit bevat motoraansluitingen en contactorcontactposities. Een verkeerde draairichting van de motor wordt meestal veroorzaakt door foutief verbonden contacten of een omgekeerde fasevolgorde in de driefasevoeding naar de motor.

Stappen voor probleemoplossing:

• Controleer of zowel de besturingsschakelaars als de motorschakelaars gesloten zijn, en gebruik een multimeter om de normale spanning op de onderste aansluitingen van het hoofdcircuit te bevestigen.

• Verbinding van de motoraansluiting losmaken, besturingsspanning aanlaten, en de lokale open/sluitknoppen in het schakelkastje indrukken. Meet of de corresponderende contactorcontacten zoals verwacht geleidend zijn.

• Als het probleem blijft bestaan, zowel de besturingsspanning als de motoraansluiting losmaken, en controleer of de gele, groene en rode fasedraden op de motoraansluitingen foutief zijn verwisseld.

In één geval hadden twee nieuw geïnstalleerde bays onconsistent gele-groene-rode bedrading, wat de motorfasevolgorde had gewijzigd. Na correctie van de bedrading was de werking weer normaal.

Andere veelvoorkomende verborgen problemen in disconnectorbesturingsschakelingen zijn: verouderde contactors, eindschakelaars die niet de juiste posities bereiken, ontbrekende interlocks (bijvoorbeeld, busbar disconnector niet gekoppeld aan busbar aardingsschakelaar, of lijnaardingsschakelaar niet voltages geverifieerd voordat hij sluit).

Elk component in het circuit kan falen. Bij het optreden van een storing, inspecteer zorgvuldig de continuïteit van de volledige besturingslus, elimineer secties stap voor stap, verklein de locatie van de storing, vervang het defecte component, en herstel het circuit. Daarom moeten operators de werkingsprincipes grondig begrijpen, zodat ze snel storingen kunnen identificeren, de logica van probleemoplossing duidelijk maken, en systematische methoden toepassen om problemen effectief op te lossen.

4.3 Andere storingen

De 145 kV disconnector wordt vaak gebruikt en heeft een cruciale invloed op de veilige werking van elektriciteitscentrales en transformatorhuisjes; daarom is het essentieel om de operationele betrouwbaarheid ervan te waarborgen. In de praktijk wordt na het openen van de schakelaar de disconnector geopend om een zichtbare isolatiepunt tussen het onderhoudsapparaat en de live delen te creëren, waardoor voldoende veiligheidsafstand voor het personeel wordt geboden.

Naast de bovenstaande twee soorten storingen, komen andere veelvoorkomende problemen voor:

(1) Lokale open/sluitfout terwijl afstandsbediening nog werkt. Voor probleemoplossing: Controleer eerst de "afstandsbediening/lokale" schakelaar. Gebruik een multimeter om te controleren of de spanning bij de meet- en regelapparatuur aankomt wanneer de schakelaar op "afstandsbediening" staat. Als dit niet zo is, vervang de schakelaar; als de spanning aanwezig is, controleer de bedrading op losse aansluitingen of foute verbindingen.

(2) Storing van lokale bediening wegens beschadigde open/sluitknoppen.
Twee diagnostische methoden:

• Live-test: druk op de knop en gebruik een multimeter om te controleren of de spanning doorgaat;

• Uitgeschakelde test: schakel de besturingsspanning uit, druk op de knop, en gebruik de continuiteitsfunctie van de multimeter om te controleren of de knopcontacten sluiten.
  Als het defect bevestigd is, vervang de knop om de functie te herstellen.

5. Conclusie

Over het algemeen treden 145 kV disconnector storingen op tijdens de werking van de apparatuur, vooral in de zomer wanneer de elektriciteitsvraag stijgt en de mogelijkheden voor geplande stillstanden minimaal zijn. Gezien hun hoge gebruik en kritische veiligheidsvereisten, heeft de conditie van disconnectors directe invloed op de veilige werking van elektriciteitscentrales en transformatorhuisjes. Daarom moeten onderhoudspersoneel de diagnosemethoden voor disconnectorstoringen volledig begrijpen en beheersen om hun analytische capaciteiten en technische bekwaamheid te verbeteren. Dit stelt hen in staat om onbedoelde operaties effectief te voorkomen, de detectie- en oplossingspercentages van storingen te verbeteren, en uiteindelijk de veiligheid en stabiliteit van het elektriciteitsnetwerk te waarborgen.