Typowe problemy i sposoby ich rozwiązywania w obwodach sterujących wyłącznikiem 145kV

Wyłącznik 145 kV to kluczowe urządzenie przełączające w systemach elektrycznych stacji. Używany jest w połączeniu z wysokonapiętymi przekaźnikami i odgrywa ważną rolę w operacjach sieci energetycznej:
Po pierwsze, izoluje źródło energii, oddzielając urządzenia podlegające konserwacji od systemu energetycznego, zapewniając bezpieczeństwo personelu i sprzętu;Po drugie, umożliwia operacje przełączania, zmieniając tryb działania systemu;Po trzecie, służy do przerwania obwodów o małym natężeniu prądu i prądów obiegowych (pętlowych).

Niezależnie od stanu systemu energetycznego, wyłącznik musi działać niezawodnie. Niezawodność jego działania zależy nie tylko od dobrych właściwości mechanicznych, ale także od tego, czy jego obwód sterujący spełnia wymagania produkcyjne. Jeśli w obwodzie sterującym wyłącznika występują zagrożenia bezpieczeństwa, mogą zajść poważne wypadki.

1. Analiza zasady działania obwodu sterującego wyłączników 145 kV

Obwód sterujący wyłącznika 145 kV składa się głównie z dwóch części: obwodu sterowania silnikiem i obwodu zasilania silnika.Obwód sterujący obejmuje trzy tryby działania: ręczne otwieranie/zamykanie na miejscu, elektryczne otwieranie/zamykanie na miejscu oraz zdalne sterowanie otwieraniem/zamykaniem. Przełączanie między trybami „zdalnym” i „lokalnym” odbywa się za pomocą uchwytu operacyjnego wyłącznika w skrzynce terminalowej bocznicy. Obwód sterujący składa się głównie z obwodu blokad, uchwytu operacyjnego w skrzynce terminalowej, urządzeń pięcioprewentywistycznych (5P), kontaktów pomiarowo-sterujących, przycisków otwierających/zamykających, czujników, i innych komponentów.

Obwód blokad realizuje głównie:

• Blokadę z przekaźnikiem, aby zapobiec działaniu wyłącznika, gdy przekaźnik jest zamknięty;

• Wzajemną blokadę między wyłącznikiem a przekaźnikiem ziemnym.
  Te blokady są realizowane poprzez szeregowanie normalnie otwartych (NO) i normalnie zamkniętych (NZ) kontaktów przekaźnika, wyłącznika i przekaźnika ziemnego w obwodzie sterującym.Dodatkowo istnieją blokady GBM (połączenia szyn) i PBM (obchody).

Obwód zasilania silnika to główny obwód, składający się z silnika, kontaktów z czujników w obwodzie sterującym, mikroprzekaźników zabezpieczających (MCB), przełączników końcowych itp. W rzeczywistej operacji, silnik jest kontrolowany przez obwód sterujący, aby obracać się w przód lub w tył, co prowadzi do otwierania lub zamykania wyłącznika. Para kontaktów z czujników zamykających i otwierających jest połączona szeregowo w obwodzie zasilającym. Dla zamykania, sekwencja faz to ABC; dla otwierania, sekwencja jest odwrócona do ACB, co zmienia kierunek obrotu silnika, aby manipulować nożami.

System monitorowania zdalnego używa urządzeń pomiarowo-sterujących do zdalnego sterowania otwieraniem i zamykaniem wyłącznika. Po osiągnięciu przez wyłącznik końca pozycji (całkowicie otwarty lub zamknięty), obwód zasilający musi być rozłączony; w przeciwnym razie, silnik będzie kontynuował pracę aż do spalenia. Aby zapobiec temu, w obwodzie zasilającym są instalowane szeregowe przełączniki końcowe. Gdy wyłącznik osiąga końcową pozycję, przełącznik końcowy otwiera się i zatrzymuje silnik.

Aby zapobiec niebezpiecznym operacjom, takim jak otwieranie/zamykanie wyłącznika pod obciążeniem lub zamykanie przekaźnika ziemnego pod napięciem, w obwodzie sterującym jest wprowadzana blokada elektryczna. Elektryczne działanie jest możliwe tylko wtedy, gdy wszystkie pięć warunków pięcioprewentywistycznych jest spełnionych.

2. Rodzaje awarii obwodu sterującego

Klasyfikowane według liczby uszkodzonych faz, awarie mogą być podzielone na awarie trójfazowe i awarie utraty fazy (w tym awarie jednofazowe lub dwufazowe).
Na podstawie scenariuszy operacyjnych, awarie mogą być dalej podzielone na cztery typy:

• Lokalne otwieranie/zamykanie nie powodzi się, ale działanie zdalne jest możliwe.

• Zdalne otwieranie/zamykanie nie powodzi się, ale działanie lokalne jest możliwe.

• Obydwa, zdalne i lokalne działanie elektryczne nie powodzi się, ale manualne działanie poprzez magnetyczne przyciągnięcie czujnika jest możliwe.

• Tylko ręczne działanie za pomocą dźwigni jest możliwe.

3. Zjawiska awaryjne wyłączników

Podczas komisjonowania na miejscu zauważono, że wyłączniki, które wcześniej działały prawidłowo za pomocą zdalnego/lokalnego sterowania elektrycznego, nagle przestały otwierać/zamykać. W niektórych przypadkach, po długotrwałym zasilaniu mechanizmu napędowego silnika, wyłącznik stał się niesprawny — i ten problem powtarzał się wielokrotnie. Takie awarie poważnie zakłócały postęp komisjonowania i stwarzały ryzyko bezpieczeństwa dla działania stacji, wymagając natychmiastowego rozwiązywania problemu, aby zidentyfikować przyczynę pierwotną.

4. Rozwiązywanie awarii i analiza przyczyny pierwotnej

4.1 Uszkodzone czujniki otwierające/zamykające

Jeśli zarówno działanie lokalne, jak i zdalne nie powiodło się, należy udać się do skrzynki terminalowej i spróbować lokalnego otwierania/zamykania. Jeśli cewka czujnika nie zostanie prawidłowo zasilona, prawdopodobnie czujnik jest uszkodzony.

W normalnych warunkach, krótkie naciśnięcie i zwolnienie przycisku otwierającego/zamykającego jest wystarczające, aby zakończyć operację. To dlatego, że po naciśnięciu przycisku, czujnik nie tylko aktywuje swoje główne kontakty zasilające, ale również zamyka kontakt samootrzymujący. Nawet po zwolnieniu przycisku, czujnik pozostaje zasilony, aby utrzymać obrót silnika.

Jeśli silnik obróci się lekko, a następnie natychmiast zatrzyma, ale działa prawidłowo, gdy przycisk jest trzymany wciśnięty, prawdopodobnie kontakt samootrzymujący czujnika jest uszkodzony. Aby potwierdzić:

• Wyłącz MCB zasilania silnika;

• Naciśnij przycisk otwierający/zamykający;

• Użyj multometru do sprawdzenia napięcia na samotrzymającym kontakcie.
  Jeśli napięcie nie jest obecne, kontakt jest uszkodzony.

4.2 Błędny kierunek obrotu silnika (błąd kolejności faz)
Główny obwód obejmuje połączenia zasilające silnik i pozycje kontaktów przestawiacza. Błędny kierunek obrotu silnika jest zwykle spowodowany błędnie podłączonymi kontaktami lub odwróconą kolejnością faz w trójfazowym zasilaniu silnika.

Kroki rozwiązywania problemów:

• Upewnij się, że oba automaty zabezpieczające sterowania i zasilania silnika są zamknięte, a następnie użyj multometru, aby potwierdzić normalne napięcie na dolnych zaciskach głównego obwodu.

• Odłącz zasilanie silnika, zachowując zasilanie sterowania, i naciśnij lokalne przyciski otwierania/zamykania w skrzynce mechanizmów. Zmierz, czy odpowiednie kontakty przestawiacza przewodzą zgodnie z oczekiwaniami.

• Jeśli problem nadal występuje, odłącz zarówno zasilanie sterowania, jak i zasilanie silnika, a następnie sprawdź, czy fazy żółta, zielona i czerwona są błędnie podmienione na zaciskach silnika.

W jednym przypadku, w dwóch nowo zainstalowanych sekcjach, kablowanie żółto-zielono-czerwone było niezgodne, co zmieniło kolejność faz silnika. Po poprawieniu kablowania, działanie wróciło do normy.

Inne typowe ukryte problemy w obwodach sterujących rozłącznikami to: starzejące się przestawiacze, przełączniki graniczne nie dochodzące do właściwych pozycji, brak zamków (np. rozłącznik pionowy nie jest zablokowany z rozłącznikiem ziemnego pionu, lub rozłącznik ziemnego linii nie jest zweryfikowany pod względem napięcia przed zamknięciem).

Każdy komponent w obwodzie może ulec awarii. W przypadku wystąpienia uszkodzenia, dokładnie sprawdź ciągłość całego obwodu sterującego, wyeliminuj sekcje krok po kroku, zawęź lokalizację uszkodzenia, zastąp uszkodzony komponent i przywróć obwód. Dlatego pracownicy muszą dobrze zrozumieć zasady działania, aby szybko identyfikować uszkodzenia, jasno określić logikę rozwiązywania problemów i stosować systematyczne metody do efektywnego rozwiązania problemów.

4.3 Inne uszkodzenia

Rozłącznik 145 kV jest często używany i ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej pracy elektrowni i podstacji; dlatego zapewnienie jego niezawodności operacyjnej jest niezbędne. W praktyce, po otwarciu przekaźnika, rozłącznik jest otwarty, tworząc widoczny punkt izolacji między sprzętem serwisowym a aktywnymi częściami, zapewniając dostateczną bezpieczną odległość dla personelu.

Oprócz powyższych dwóch typów uszkodzeń, inne typowe problemy to:

(1) Niepowodzenie lokalnego otwierania/zamykania, podczas gdy zdalna obsługa nadal działa. Aby rozwiązać problem: najpierw sprawdź przełącznik „zdalne/lokalne”. Użyj multometru, aby zweryfikować, czy napięcie osiąga urządzenie pomiarowo-sterujące, gdy przełącznik jest ustawiony na „zdalne”. Jeśli nie, zastąp przełącznik; jeśli napięcie jest obecne, sprawdź kablowanie pod kątem luźnych zacisków lub błędnych połączeń.

(2) Niepowodzenie lokalnej obsługi ze względu na uszkodzone przyciski otwierania/zamykania.
Dwa metody diagnostyczne:

• Test na gorąco: naciśnij przycisk i użyj multometru, aby sprawdzić, czy napięcie przepływa;

• Test na zimno: wyłączy zasilanie sterowania, naciśnij przycisk, a następnie użyj funkcji ciągłości multometru, aby sprawdzić, czy kontakty przycisku zamykają się.
  Jeśli potwierdzono uszkodzenie, zastąp przycisk, aby przywrócić funkcję.

5.Wniosek

Zwykle uszkodzenia rozłączników 145 kV występują podczas eksploatacji sprzętu, zwłaszcza latem, kiedy popyt na energię elektryczną wzrasta, a możliwości planowych wyłączeń są minimalne. Ze względu na wysoką intensywność użytkowania i krytyczne wymagania bezpieczeństwa, stan rozłączników bezpośrednio wpływa na bezpieczną pracę elektrowni i podstacji. Dlatego pracownicy konserwacji muszą w pełni zrozumieć i opanować metody diagnozowania uszkodzeń rozłączników, aby zwiększyć swoje umiejętności analityczne i techniczne. To pozwala na skuteczne zapobieganie niepożądanej obsłudze, zwiększa tempo wykrywania i usuwania uszkodzeń, a ostatecznie zapewnia bezpieczeństwo i stabilność sieci energetycznej.