Lühike ülevaade 220 kV välistel kõrgepingelisel lüliti sulgude staatsete kontaktide remondi ja rakendamise kohta

Väljalülitaja on kõige laialdasemalt kasutatav tippidega lülitustarvik. Elektrisüsteemides kasutatakse väljalülitajaid koos tippidega lülitustarvikuga lülitamiseks. Nad mängivad olulist rolli normaalses elektrisüsteemi töös, lülitamisel ja alamjaama hoolduses. Sagedaseks kasutamiseks ja kõrgeks usaldusväärsuse nõudeks väljalülitajad mõjutavad oluliselt alamjaama ja elektrijaama projekteerimist, ehitamist ja turvalist tööd.

Väljalülitajate toimimise põhimõte ja struktuur on suhteliselt lihtsad. Nende peamine omadus on puuduv plamikindlustus; nad saavad avada või sulgeda lüliteid ainult tühi- või vähesteeriva korral (tavaliselt < 2 A). Tippidega väljalülitajad saab klassifitseerida paigalduskeskkonna järgi väliseks ja siseseks tüübiks. Nende isolatsioonipoolt toetuste struktuuri järgi saab neid edasi kategoriseerida ühe-, kahe- või kolme-poolt toetatud väljalülitajateks.

Alumiiniumiettevõtte elektrijaamas asuv 220 kV alamjaam on täiesti automaatne langedusalajasam, mis on olnud töös umbes 19 aastat. See pakkub peamiselt DC-voolu 200 kA elektroliitsedele ja tootmis-, abinõud- ja elamispakkuva energiaga teistele ettevõtte alamasutustele. Välises 220 kV lülitussaal kasutatakse GW7-220 tüüpi välise AC tippidega väljalülitajaid - kolmepoolt toetatud, horisontaalselt avanevaid, kolmefaasisid, 50 Hz välisele keskkonnale mõeldud tippidega elektritarvikuid.

Alates käivitamisest 1998. aastal on need välised AC tippidega väljalülitajad lubanud lülituda tühistühi tingimustes ja andnud elektrilise eralduse välja võetud seadmete (nt hoolduse all olevate juhete ja tippidega lülitustarvikute) ja töötava tippidega joone vahel. 19-aastase töö jooksul on väljalülitajate kontaktide laialdane külmendamine (infrapunakülmometeri lugemine jõudnud kuni 150°C) tekitanud tõsise ohu. See probleem võib viia 220 kV väljalülitajate kuumenemiseni, mis võib põhjustada faasisäilituse kadumise, kontaktide läbipäästmine või plamisületuse - potentsiaalselt põhjustades täieliku elektrivõrgu katkestumise ja alamjaamakompleksi lammutuse.

Sellele vastu võeti andmed kogu ja uuriti põhjust, mille tulemusena tuvastati kontaktide külmendamise peamised põhjused. Rakendati tõhusaid uuendusi ja seejärel edendati laiemat rakendamist.

GW7-220 välise AC tippidega väljalülitaja struktuur ja toimimise põhimõte

See väljalülitaja on kolmepoolt toetatud, horisontaalselt keerlev konstruktsioon, mis koosneb baasist, isolatsioonipoolt toetatustest, juhendamissüsteemist, maandussüsteemist (välja arvatud mitte-maandatud versioonid) ja ajamissüsteemist. Baas on valmistatud kanaliprofiili ja teraseplaadidest, milles on kolm paigaldusbracketi: kaks fikseeritud otste ja üks keskel keerlev. Kanaliprofiili kere sees on transmissioonilinkid ja luksmoodulid. Baasi alla on paigaldatud paigaldusplaatid kindla aluseks. Baaseid on kolm versiooni: mitte-maandatud, ühepoolne maandus ja kaksipoolne maandus. Maandatud versioonidel on maandussüsteemi bracketid paigaldatud ühe või mõlemale baasi otsele, maandussüsteemid paigaldatakse vastavalt sildimehe nõudmistele.

Juhendamissüsteem on paigaldatud isolatsioonipoolt toetatuste peale ja koosneb liiguvast veekardist (juhendamiskardist) ja staatilistest kontaktidest. Veekardi koosneb kahest kuprumtrobis, mis on ühendatud kahe kuprumbloki ja aluminiumpäälise kaudu, lõpus on paigaldatud silindrilise kontakttipi. Staatilised kontaktid on disainitud sõrmega, mitme-punkti kontaktiga. Igal sõrmega on oma pingespriing, mis tagab piisava sisestamisliikumise, et hoida usaldusväärset kontakti isegi juhede jõudluse all. Tagasipööramisspriing neelatab staatilise kontakti, et tagada sujuv ja koordineeritud avamine/sulgemine.

Ajamissüsteem sisaldab nii elektrilisi kui ka käsitööd. Elektriline süsteem kasutab asünkroonset mootorit, mis käivitab mehaanilise varismit, et pöörata peamist telje 180 kraadi. Jõud edastatakse ühenduse teraste poolt väljalülitajale, ja linkid pööravad keskmist isolatsioonipoolt toetatut 71 kraadi, mille tulemuseks on liiguvate kontaktide sisestamine või väljavõtmine staatilistest kontaktidest, lõpetades sulgemise või avamise protsessi. Mehaanilised surmadepositsioonid linkides tagavad automaatse lukustamise liikumise lõpp-punktides. Käsitöö on saadaval komisjonile või juhul, kui elektriline süsteem läheb vika.

Välise tippidega väljalülitajate kontaktide külmendamise põhjuse analüüs

Alumiiniumiettevõtte 220 kV välise lülitussaalis on 24 komplekti GW7-220 väljalülitajaid, mis teenivad kahte 220 kV sisenevat joont, retifeerimise üksuseid #1–#4, ja elektrijuhke #1 ja #2, kokku 144 staatilist kontakti. Tavalistes kontrollides hindati külmendamist jälgides soojuse hägustumist, värvimuutust või temperatuuri mõõtmist, mis ületas 70°C kontaktide kohal. Statistika näitab, et 2014. aasta jaanuarist detsemberini oli 13 eelpoolmatut katkestust väljalülitajate kontaktide külmendamise tõttu - keskmiselt 1,08 juhtum kuus.

Korduvalt testimine ja analüüs kontaktide dünaamikast tuvastas järgmised põhjuste:

• Igal staatilisel kontaktil on kuus sõltumatut sõrmkontakti punkt-kontaktiga geomeetriaga, mis tuletab kokku piiratud kontaktala ja ebavõrdsete voolu jaotumist sõrmide vahel - konstruktsioonilise puudujäägi.

• Mitme liiguvate kontaktkomponentide võimaldamine voolu kulgemiseks kontaktspriingides, mis põhjustab annealingut, paindvuse kaotust, kontaktjõu vähenemist ja kontaktresistantsi halvenemist, mis aggraviib külmendamist.

• Raske välise olukorra (päikese, sadu) kombinatsioon suboptimaalse materjali (standardteras kontaktspriingide ja kontakttipide jaoks) valikuga on põhjustanud tugevat korrosiooni, vananemist, spriingide väsimust, mehaaniliste omaduste halvenemist, piiratud kontaktjõudu ja ülekohaliku vastupanu.

• Plamierosi on põhjustanud külgikuid ja tugevat oxidatsiooni kontaktide pinna, mis edasi suurendab vastupanu.

Staatiliste kontaktide remondi- ja ennetusmeetmed

• Interkonnekteerige originaalselt sõltumatud sõrmkontaktid paindliku kuprumribaga, et suurendada tõhusat kontaktala liiguvate ja staatiliste kontaktide vahel.

• Vahetage ja uuendage jõukarvad ja -pinnad, et tugevdada karvu jõudlust ja parandada kontakti kinnituse tihtsust.

• Rakendage liigutavale ja staatsele kontaktipinna peale hõbeda katte.

• Rakendage kontaktipinna peale püsisoolikut, et vähendada haaret ja ärahoida oksideerumist.

• Töötage välja infrapunakereva temperatuuri jälgimine, eriti kontaktide ühenduspunktides, ja looge temperatuuridatabaas.

• Looda regulaarne hooldus, kontroll ja puhastamine lüliteid.

Kontroll ja rakendustulemused

Järeltoimingute järel jälgimine näitab:

• Samas keskkonnakeskkonna (17°C) ja töötingimustes langesid kontaktide temperatuurid umbes 23°C (muutmata) kuni umbes 19°C (uue konfiguratsiooniga).

• Hoolduse ajal tehtud vaatlused näitasid, et uue konfiguratsiooniga kontaktidel oli oluliselt väiksem arv võimuhaavamisi kohtadeid, kui muutmata kontaktidel.

Kirjutamise hetkel on 5 lüliti (30 staatset kontakti) uue konfiguratsiooniga. See tehniline lahendus rakendatakse edasi kõigile GW7-220 lülitele ettevõtte 220 kV välikeskuses.

Järeldus

GW7-220 välikeskuste AC kõrgepinge lülitete laialdasest kontaktide ülekuumenemisest lähtudes sai edukalt arendatud ja rakendatud suunatud muudatused staatsetele kontaktidele. See algatus on oluliselt tõstnud elektrivari toimimise ohutust ja stabiilsust, andes samas ka väärtuslikku kogemust tulevastele GW7-220 lülitete operatsioonidele, hooldusele ja teenindamisele.