Общие проблемы и меры по их устранению для цепей управления разъединителем 145 кВ

Выключатель нагрузки на 145 кВ является важным коммутационным устройством в электрических системах подстанций. Он используется совместно с высоковольтными выключателями и играет важную роль в работе энергосистемы:
Во-первых, он изолирует источник питания, отделяя оборудование, находящееся на ремонте, от энергосистемы, обеспечивая безопасность персонала и оборудования; Во-вторых, он позволяет выполнять коммутационные операции для изменения режима работы системы; В-третьих, он используется для прерывания цепей малого тока и обходных (кольцевых) токов.

Независимо от состояния энергосистемы, выключатель должен работать надежно. Надежность его работы зависит не только от хорошего механического исполнения, но и от того, соответствует ли его управляющая цепь производственным требованиям. Если в управляющей цепи выключателя существуют потенциальные опасности, могут произойти серьезные аварии.

1. Анализ принципа работы управляющей цепи выключателей нагрузки на 145 кВ

Управляющая цепь выключателя нагрузки на 145 кВ состоит в основном из двух частей: цепи управления двигателем и цепи питания двигателя. Управляющая цепь включает три режима работы: местное ручное включение/отключение, местное электрическое включение/отключение и дистанционное управление. Переключение между режимами "дистанционное" и "местное" осуществляется с помощью рукоятки управления выключателя в терминальной коробке. Управляющая цепь в основном состоит из цепи блокировки, рукоятки управления в терминальной коробке, устройств пяти предохранений (5P), контактов измерения и контроля, кнопок включения/отключения, контакторов и других компонентов.

Цепь блокировки главным образом реализует:

• Блокировку выключателя, чтобы предотвратить работу выключателя нагрузки при закрытом выключателе;

• Взаимную блокировку между выключателем нагрузки и заземляющим ножом.
  Эти блокировки достигаются последовательным соединением нормально открытых (НО) и нормально замкнутых (НЗ) контактов выключателя, выключателя нагрузки и заземляющего ножа в управляющую цепь. Дополнительно, существуют блокировки GBM (шинный мост) и PBM (обходной мост).

Цепь питания двигателя является основной цепью, состоящей из двигателя, контактов от контакторов в управляющей цепи, мини-автоматических выключателей (МСВ), конечных выключателей и т.д. В реальной работе двигатель контролируется управляющей цепью для вращения вперед или назад, тем самым активируя включение или отключение выключателя нагрузки. Пара контактов от контакторов включения и отключения соединены последовательно в цепи питания. Для включения фазная последовательность ABC; для отключения последовательность меняется на ACB, что изменяет направление вращения двигателя для управления контактами.

Дистанционная система мониторинга использует устройства измерения и контроля линии для дистанционного управления включением и отключением выключателя. После достижения выключателем конечного положения (полностью открыт или закрыт) цепь питания должна быть разорвана; в противном случае, двигатель будет продолжать работать до перегорания. Чтобы предотвратить это, в цепь питания включены конечные выключатели. Когда выключатель достигает конечного положения, конечный выключатель открывается и останавливает двигатель.

Чтобы предотвратить опасные операции, такие как включение/отключение выключателя нагрузки под нагрузкой или включение заземляющего ножа при наличии напряжения, в управляющую цепь включена электрическая блокировка. Электрическое управление возможно только при выполнении всех условий пяти предохранений.

2. Типы неисправностей управляющей цепи

По количеству неисправных фаз, неисправности можно разделить на трехфазные и одно- или двухфазные неисправности.
В зависимости от операционных сценариев, неисправности можно дополнительно классифицировать на четыре типа:

• Местное включение/отключение не работает, но дистанционное управление работает.

• Дистанционное включение/отключение не работает, но местное управление работает.

• И дистанционное, и местное электрическое управление не работают, но возможно ручное управление через магнитное втягивание контактора.

• Только ручное включение/отключение с помощью рукоятки.

3. Феномен неисправностей выключателей

При наладочных работах на месте было замечено, что выключатели, которые ранее работали нормально по дистанционному/местному электрическому управлению, внезапно перестали включаться или отключаться. В некоторых случаях, после длительного времени, когда механизм двигателя оставался под напряжением, выключатель становился нефункциональным — и эта проблема повторялась. Такие неисправности серьезно затрудняли процесс наладки и представляли опасность для эксплуатации подстанции, требуя немедленного выявления и устранения причин.

4. Обработка неисправностей и анализ причин

4.1 Неисправные контакторы включения/отключения

Если оба управления, местное и дистанционное, не работают, подойдите к терминальной коробке и попробуйте выполнить местное включение/отключение один раз. Если катушка контактора не включается правильно, вероятно, контактор неисправен.

В нормальных условиях, кратковременного нажатия и отпускания кнопки включения/отключения достаточно, чтобы завершить операцию. Это потому, что при нажатии кнопки контактор не только активирует свои основные силовые контакты, но и закрывает контакт самовозврата. Даже после отпускания кнопки контактор остается включен, чтобы двигатель продолжал работать.

Если двигатель немного поворачивается, а затем сразу останавливается, но работает нормально, когда кнопка удерживается нажатой, вероятно, контакт самовозврата контактора поврежден. Чтобы подтвердить:

• Отключите мини-автоматический выключатель питания двигателя;

• Нажмите кнопку включения/отключения;

• Используйте мультиметр для проверки напряжения на самоподдерживающем контакте.
  Если напряжение отсутствует, контакт поврежден.

4.2 Неправильное направление вращения двигателя (ошибка фазовой последовательности)
Основная цепь включает соединения питания двигателя и положение контактов контактора. Неправильное вращение двигателя обычно вызвано неправильным подключением контактов или обратной фазовой последовательностью в трехфазном питании двигателя.

Шаги по устранению неисправностей:

• Проверьте, что автоматические выключатели управления и питания двигателя закрыты, и используйте мультиметр для подтверждения нормального напряжения на нижних клеммах основной цепи.

• Отключите питание двигателя, оставьте питание управления включенными, и нажмите кнопки локального открытия/закрытия в коробке механизма. Измерьте, проводят ли соответствующие контакты контактора, как ожидается.

• Если проблема сохраняется, отключите питание управления и двигателя, и проверьте, не перепутаны ли желтые, зеленые и красные фазные провода на клеммах двигателя.

В одном случае две новые ячейки имели несогласованную разводку желто-зелено-красных проводов, что изменило фазовую последовательность двигателя. После исправления проводки работа вернулась к норме.

Другие распространенные скрытые проблемы в цепях управления разъединителями включают: старые контакторы, предельные выключатели, не достигающие правильного положения, отсутствие блокировок (например, шинный разъединитель не заблокирован с заземляющим выключателем шины, или заземляющий выключатель линии не проверен на наличие напряжения перед закрытием).

Любой компонент в цепи может выйти из строя. При возникновении неисправности тщательно проверьте непрерывность всего цикла управления, исключайте участки пошагово, сужайте место неисправности, замените неисправный компонент и восстановите цепь. Поэтому операторы должны глубоко понимать принципы работы, чтобы быстро определять неисправности, уяснять логику устранения неисправностей и применять систематические методы для эффективного решения проблем.

4.3 Другие неисправности

Разъединитель на 145 кВ часто используется и критически влияет на безопасную работу электростанций и подстанций; поэтому обеспечение его надежности является необходимым. На практике, после отключения выключателя, разъединитель открывается, создавая видимую точку изоляции между обслуживаемым оборудованием и живыми частями, обеспечивая достаточное безопасное расстояние для персонала.

Кроме вышеуказанных двух типов неисправностей, другие распространенные проблемы включают:

(1) Неудача при локальном открытии/закрытии, в то время как дистанционное управление работает. Для устранения: сначала проверьте переключатель "дистанционное/местное". Используйте мультиметр, чтобы проверить, достигает ли напряжение устройства измерения и контроля, когда переключатель установлен в положение "дистанционное". Если нет, замените переключатель; если напряжение присутствует, проверьте проводку на наличие ослабленных клемм или неправильных соединений.

(2) Неудача при локальном управлении из-за поврежденных кнопок открытия/закрытия.
Два метода диагностики:

• Испытание под нагрузкой: нажмите кнопку и используйте мультиметр, чтобы проверить, проходит ли через нее напряжение;

• Испытание без нагрузки: отключите питание управления, нажмите кнопку и используйте функцию прозвонки мультиметра, чтобы проверить, замыкаются ли контакты кнопки.
  Если подтверждена неисправность, замените кнопку, чтобы восстановить функцию.

5.Заключение

Обычно неисправности разъединителей на 145 кВ происходят во время эксплуатации оборудования, особенно летом, когда спрос на электроэнергию растет, а возможности для плановых отключений минимальны. Учитывая их высокую степень использования и критические требования безопасности, состояние разъединителей напрямую влияет на безопасную работу электростанций и подстанций. Поэтому технический персонал должен полностью понимать и осваивать методы диагностики неисправностей разъединителей, чтобы повысить свои аналитические способности и техническую квалификацию. Это позволяет эффективно предотвращать непреднамеренные операции, улучшать обнаружение и устранение неисправностей, и в конечном итоге обеспечивать безопасность и стабильность энергосистемы.