Stutt umræða um endurbúning og notkun stöðvugra tengipunkta í 220 kV útvarps hágildistengjum

Afmarkarið er algengasta gerð af hágildis spennu skiptingarverkum. Á raforkukerfum eru hágildis afmarkar notuð í samstarfi við hágildis spennu brytjur til að framkvæma skiptingaraðgerðir. Þau spila mikilvægar hlutverk í venjulegri raforkukerfisvirðingu, skiptingaraðgerðum og viðhaldsverkum á rafstöðum. Af því að þeim er oft beðið um aðgerð og þeir hafa háar kröfur um öruggleika, hefur afmarkar stórt áhrif á hönnun, byggingu og örugga virðingu á rafstöðum og raforkustöðum.

Virkningsmálsmerki og uppbygging afmarka eru miðernar einföld. Aðalatriðið er að þeir hafa ekki ferli til að dalka bogaskiptingar; þeir geta aðeins opnað eða lokað skiptingarleiðum undir óbundið straum eða mjög lægum straumi (venjulega < 2 A). Hágildis afmarka má flokka eftir uppsetningu á óheimsóknartímabúð eða innanbúð. Eftir uppfærslu á öryggisstodvar stambana má skipta þeim yfir í einn, tveggja eða þriggja stamba afmarka.

220 kV rafstöðin í raforkustöð alúmíníusfyrirtækis er fulla sjálfvirkni minnkar rafstöð sem hefur verið í virðingu nánast 19 ár. Hún veitir aðallega DC rafmagn til 200 kA elektrólýsisbátanna og veitir framleiðslu, hjálpar og býlastofnunarrafmagn til annarra sekundaralegra búnaða innan fyrirtækisins. Úti 220 kV skiptingarstaður notar GW7-220 gerð úti AC hágildis afmarka—þriggja stamba, víddrengsla, þriggja fazahágildis, 50 Hz úti hágildis rafverk.

Frá setningu á árinu 1998 hafa þessir úti AC hágildis afmarkar gert mögulegt að skipta stöð í óbundið skilyrði og veitt rafmagnsafgreining milli óvirka tækja (líkt og stöður og brytur í viðhaldi) og virka hágildis lína. Eftir 19 ára virðingu hefur verið athugað almenn hitun á afmarka snertipunktum (hitamælingar hafa nálgast upp í 150°C), sem myndar mikilvæg öryggishættu. Þetta máli getur valdi brunn af 220 kV afmarkum, sem leiðir til fazuloss, snertipunkta sveiflun eða bogaskiptingar kortslóð—sem getur valdi fullkomnu dalka og ofskiptingu alls rafstöðarkerfisins.

Í svar á þetta voru safnað gögn og gerð greinargerð um grunnarsök, sem leidde til að finna aðalorsakir hitunar á snertipunktum. Gild endurnýjunaraðgerðir voru framkvæmd og síðan settar fram fyrir breyttri notkun.

Uppbygging og virkningsmálsmerki GW7-220 úti AC hágildis afmarka

Þessi afmarki hefur þriggja stamba, víddrengsla uppbygging, samanstendur af undirstöðu, öryggisstodva stömbum, gefandi kerfi, jörðabrytri (nema í ójörðu útgáfum) og dreifikerfi. Undirstöðan er samaneld af völurjárn og stálplötum, með þremur fastsettum stöðum: tvær fastar á endapunktum og ein snúanlegt í miðju. Innan völurjárnhússins eru dreifikröfur og tengingarplötur. Fastsett plötur eru samaneld neðan undir undirstöðuna til örugga fastsetningar á grundvelli. Undirstöður eru tiltækar í þremur útgáfum: ójörðu, einni jörðu og tveimur jörðum. Fyrir jörðu útgáfur er jörðabrytu stöð samaneld á einu eða báðum endapunktum undirstöðunnar, með jörðabrytum settum í hring, valið eftir raflínu kröfur.

Gefandi skipan er fastsett efst á öryggisstömbum og samanstendur af færilegum blaði (gefandi skeiði) og ófærilegum snertipunktum. Skeiðið er samsett af tveimur koparþungum tengdum með tveimur koparbólkum til alúmíníus dekkjar, með kúluboga snertipunkti samaneld á endapunkti. Ófærilegir snertipunktar hafa fingurform, margpunkt snertigögn. Hver snertifingur hefur óháða töfraspringu, sem veitir næg samþykkjanlega ferli til að halda örugga snertigögn jafnvel undir stöðuspennu. Skilaskringa snýr ófærilegan snertipunkt smátt til að tryggja láta og samþykkt opnun/lokunaraðgerðir.

Dreifikerfið inniheldur bæði rafmagns og handvirka möguleika. Rafmagnsdreifikerfið notar ósamhæða motor til að dreifa dreifigerðarlausn til að snúa aðalásnum um 180°. Kraftur er dreiftur með tengingar stálþungum til afmarka, og dreifikröfur snúa miðju öryggisstamba um 71°, sem valdar færilegu snertipunktum á báðum endapunktum gefandi stangsins að fara inn í eða komast úr ófærilegum snertipunktum, að lokun eða opnunaraðgerðum. Dreifikröfur á ósamhæða staðsetningu veita sjálflokk á endapunktum ferlis. Handvirka aðgerð er tiltæk til setningar eða við misfalli rafmagnsdreifikerfa.

Greinargerð um orsakir hitunar á snertipunktum í úti hágildis afmarkum

Úti 220 kV skiptingarstaður í alúmíníusfyrirtækinu hefur 24 set af GW7-220 afmarkum sem þjóna tveimur 220 kV inntakanalir, reitakerfum #1–#4 og rafmagns brytjum #1 og #2, samtals 144 ófærilegum snertipunktum. Á reglulegum skoðunum var hitun metin með því að horfa á hitublik, litbreytingar eða hitamælingar yfir 70°C á snertipunktum. Tölfræði sýna að frá janúar til desember 2014 voru 13 óætluð dalka vegna hitunar á afmarka snertipunktum—með meðaltali 1,08 atburða á mánuð.

Endurtekin prufur og greinargerð á snertigögn sýndu eftirfarandi grunnarsök:

• Hver ófærilegi snertipunkti samanstendur af sex óháðum fingursnertipunktum með punktsnertigögn, sem valdar ekki nógu stór samlað snertisflatarmál og ójafnstrauma dreifingu á fingrum—uppbyggingareinkenni.

• Fjöldi færilegra snertitekna leyfir strauma að fara gegnum snertispringur, sem valdar svafning, tap á gildi, lækkun á snertipresun og versening á snertimótstand, sem verstur hitun.

• Harðar úti skilyrði (sól, rigning) samanbundin með ógott val á efni (venjulegt stál fyrir töfraspringur og snertispinnur) valdar erfðar, aldrei, töfraspringufatöku, lækkun á verkseginlegum eiginleikum, ónóg snertipresun og of mikill hringmótstand.

• Bogaskiptingarvaldar brot og erfðar á snertisflatarmálum, sem auki mótstand.

Endurnýjun og varnaraðgerðir fyrir ófærilega snertipunkta

• Samtengdu upprunalega óháða fingursnertipunktum með flötulegum koparthungum til að auka gild snertisflatarmál á milli færilegra og ófærilegra snertipunkta.

• Skiptu og uppfærðu þrýstökur og stif á við aukna þrýstökuþróun og bættan fasthaldi.

• Látu silfurskífu fyrir bæði færileg og stöðvugur tengingarborð.

• Streifa fasta smjörning á tengingarbórd til að minnka rás og vernda gegn oksidrunu.

• Settu í gildi infraröðul heittæki, sérstaklega á tengipunktum, og stofnuðu hitadagbók.

• Framkvæmt reglulegt viðhald, yfirferð og hreining af skiptara.

Staðfesting og niðurstöður útfræðis

Eftirfarandi var markað eftir endurbættingu:

• Undir sama umhverfistemperatúru (17°C) og starfsástand, læktu tengingarhitastig frá ~23°C (óendurbætt) til ~19°C (endurbætt).

• Skynsár ferðir sem gerðar voru á meðan viðhaldið var, sýndu marktæklega færri bogaskemmdarstaði á endurbæddum tengingum heldur en óendurbæddum.

Að þessu skrifað er, hafa 5 skiptara (30 stöðvugur tengingar) verið endurbætt. Þessi tæknalausn er nú að verða vinnst í allra GW7-220 skiptara í fyrirtækis 220 kV úti skiptahöfn.

Ályktun

Með samhengið greiningu á víðtækum ofthitum tenginga í GW7-220 úti AC háspennuskiptara, voru stefnt á endurbættingu á stöðvugum tengingum fullkominn og framkvæmdir. Þetta aðgerð hefur marktæklega bætt öryggis og staðbundið virkni, eins og gefið vært gagnlegt reynslu fyrir framtíðar starfsemi, viðhald og þjónustu á GW7-220 skiptara.