'n Kort Bespreking oor die Retrofittig en Toepassing van Stasionêre Kontakte in 220 kV Buitehuis Hoëspanningskonnektors

Die skakelaar is die mees wyd gebruikte tipe hoëspanningskommutsieapparatuur. In kragstelsels word hoëspanningskommutsers gebruik as hoëspanningskragtoestelle in samehang met hoëspanningspreekstoelbrekers om skakeloperasies uit te voer. Hulle speel 'n kritieke rol tydens normale kragstelselbedryf, skakeloperasies en transformatorhuisonderhoud. As gevolg van hul frekwente operasie en hoë betroubaarheidsvereistes het kommutsers 'n beduidende impak op die ontwerp, konstruksie en veilige bedryf van transformatorhuise en kragstasies.

Die werkprinsipe en struktuur van kommutsers is relatief eenvoudig. Hul hoofkenmerk is die gebrek aan boogblusvermoë; hulle kan slegs skakel onder geenbelastingstroom- of baie lae-stroomomstandighede (tipies < 2 A). Hoëspanningskommutsers kan volgens die installasie-omgewing in buite- en binnehuistipes geklassifiseer word. Op grond van die struktuur van hul isolerende ondersteuningspilare kan hulle verder ingedeel word as enkel-, dubbel- of driepilaarkommutsers.

Die 220 kV transformatorhuis by 'n aluminiëmbedryf is 'n volautomatiese stapaf-transformatorhuis wat al byna 19 jaar in bedryf is. Dit verskaf hoofsaaklik DC-krag aan 200 kA-elektrolietseelle en produsie-, hulp- en woonkrag aan ander sekondêre anlegte binne die maatskappy. Die buitehuiskommutsery gebruik GW7-220-tipe buitehuiskommutsers—drie-pilaar, horisontaal oopgaande, driedraad, 50 Hz buitehuiskragtoestelle.

Sedert die kommissie in 1998 het hierdie buitehuiskommutsers busoorgang onder geenbelastingstroommoontlik gemaak en elektriese isolering tussen de-energiese toerusting (soos busbars en preekstoelbrekers onder onderhoud) en lewendige hoëspanningslyne verskaf. Na 19 jaar diens het wye verspreide oormaatige warmte by die skakelaar kontakte waargeneem (infrarood termometerleesings tot 150°C), wat 'n ernstige veiligheidsrisiko vorm. Hierdie probleem kan lei tot brand van die 220 kV kommutsers, wat faseverlies, kontakwelding, of boogflitskortsluitings veroorsaak—potensieel 'n volledige swartuitval en paralisis van die hele transformatorhuisstelsel.

As reaksie hierop is data-insameling en -oorzaakanalise gedoen, wat lei tot die identifisering van die primêre oorsake van oormaatige warmte by die kontakte. Effektiewe herstelmaatreëls is geïmplementeer en daarna vir wyer toepassing bevorder.

Struktuur en Werkprinsip van die GW7-220 Buitehuiskommutsers

Hierdie kommutsers het 'n drie-pilaar, horisontaal roterende struktuur, bestaande uit 'n basis, isolerende ondersteuningspilare, 'n geleidende stelsel, 'n aardingsskakelaar (buitengeliggend vir nie-aardende weergawes) en 'n dryfstelsel. Die basis is geweld van kanalstaal en staalplae, met drie monteerbrugge: twee vasgestel by die ende en een roterend in die middel. Binne die kanalstaal behuising is oordragverbindings en vergrendelplaatjies. Monteerplaatjies is geweld onder die basis vir veilige fondamentaanhechting. Basisse is beskikbaar in drie konfigurasies: nie-aardend, enkel-aardend en dubbel-aardend. Vir aardende weergawes is aardingsskakelaarbrugge geweld aan een of beide ende van die basis, met aardingsskakelaars daarop gemonteer, gekies op grond van stroombanbehoefte.

Die geleidende samestelling is vasgestel bo-op die isolerende kolomme en bestaan uit 'n bewegende skyn (geleidende poortmes) en statiese kontakte. Die poortmes bestaan uit twee koperbuise verbonden via twee koperblokke aan 'n aluminiumpok, met 'n silindervormige kontakpunt geweld aan die einde. Die statiese kontakte het 'n vingeragtige, multi-puntkontakontwerp. Elke kontakvinger het 'n onafhanklike spanningsveer, wat genoegsame insertyreiding verskaf om betroubare kontak selfs onder busbar-spanningskrigte te handhaaf. 'n Terugspring laat die statiese kontak lig agteroor om glad en gekoordineerde oop-/toe-operasies te verseker.

Die bedryfsmechanisme sluit beide elektriese en handmatige opsies in. Die elektriese mechanisme gebruik 'n asinkrone motor wat 'n meganiese verminderingtandrad aandryf om die hoofspaak met 180° te roteer. Krag word oor verbindende staalbuise na die kommutsers oorgedra, en verbindings roteer die sentrale isolerende kolom met 71°, wat die bewegende kontakte aan beide ende van die geleidende staaf laat inset of terugtrek uit die statiese kontakte, om sluit- of oop-operasies te voltooi. Meganiese doodsentrumposisies in die verbindings verskaf selfslot by die eindpunte van die pad. Handmatige operasie is beskikbaar vir kommissie of in geval van 'n elektriese mechanisme-uitval.

Analise van Oorsake van Oormaatige Warmte by Buitehuiskommutsers

Die aluminiëmbedryf se 220 kV buitehuiskommutsery het 24 stelle GW7-220 kommutsers wat twee 220 kV inkomslyne, rektifieer-eenhede #1–#4, en kragtransformateurs #1 en #2 bedien, wat in totaal 144 statiese kontakte telle. Tydens routinematige inspeksies is oormaatige warmte beoordeel deur hitteglans, kleurverandering, of temperatuurmetings wat 70°C oorskry by kontakpunte. Statistiek wys dat van Januarie tot Desember 2014, daar 13 ongeplande afbraak was as gevolg van kommutserkontak-oormaatige warmte—gemiddeld 1.08 voorvalle per maand.

Herhaalde toetsing en analise van kontakdinamika het die volgende hoofoorsake onthul:

• Elke statiese kontak bestaan uit ses onafhanklike vingerkontakte met puntkontakgeometrie, wat gelei tot 'n onvoldoende totale kontakarea en oneweredige stroomverspreiding oor vingers—'n strukturele fout.

• Meer as een bewegende kontakkomponent laat stroom toe om deur kontakveere te vloei, wat annealing, verlies van veerkrag, verminderde kontakdruk en verergerde kontakweerstand veroorsaak, wat verhitte vererger.

• Swaar buitehuiskondisies (sonlig, reën) saam met suboptimale materiaalseleksie (standaard staal vir spanningveere en kontakpenne) het gelei tot ernstige korrusie, veroudering, veer-moeheid, verlaagde meganiese eienskappe, onvoldoende kontakdruk en oormaatige lusweerstand.

• Boogerosie het putte en ernstige oksidering op kontakvlakke veroorsaak, wat weerstand verder verhoog.

Retrofittings en Voorkomende Maatreëls vir Statiese kontakte

• Verbind die oorspronklik onafhanklike vingerkontakte met soepele koperbande om die effektiewe kontakarea tussen bewegende en statiese kontakte te verhoog.

• Vervang en werk spandevele en pynne op om die veerkrag te verhoog en kontakvastheid te verbeter.

• Pas silwerverplating toe op beide bewegende en stasionêre kontakoppervlakke.

• Pas vaste smeerstof toe op kontakoppervlakke om wrywing te verminder en oxidisering te voorkom.

• Implementeer infrarood temperatuurmonitoring, veral by kontakverbindingpunte, en stel 'n temperatuurdatabasis op.

• Voer gereelde instandhouding, inspeksie en skoonmaak van afknopars uit.

Verifikasie en Toepassingsresultate

Ná-afwerk monitoring wys:

• Onder dieselfde omgewingstemperatuur (17°C) en bedryfsomstandighede, het kontaktemperature van ~23°C (ongewysig) na ~19°C (afgewerk) gedrop.

• Visuele inspeksies tydens instandhouding het aantoonbaar minder boogskadeplekke op afgewerkte kontakte in vergelyking met ongewysigde een getoon.

Tot dusver is 5 afknopareenhede (30 stasionêre kontakte) afgewerk. Hierdie tegniese oplossing word geleidelik oor al die GW7-220 afknopars in die maatskappy se 220 kV buitehuisskuifhuis geïmplementeer.

Gevolgtrekking

Deur 'n sistematiese analise van wydverspreide kontakowerverhitting in GW7-220 buitehuisskuifhuis AC-hoogspanningsafknopars, is doelgerigte aanpassings aan stasionêre kontakte suksesvol ontwikkel en geïmplementeer. Hierdie initiatief het die veiligheid van kragvoorsiening en operasionele stabiliteit betekend verhoog, terwyl dit ook waardevolle ervaring vir toekomstige bedryf, instandhouding en diens van GW7-220 afknopars verskaf.