220 кВ ашық жоғары басынан ажыратқыштарда тұрғыс контакттардың өзгерту және қолдануы туралы кірікті талқылау
Ажыратқыш — жоғары кернеулі қосқыш жабдықтардың ең кең таралған түрі. Электр желілерінде жоғары кернеулі ажыратқыштар жоғары кернеулі өшіргіштермен бірге қосу операцияларын орындау үшін пайдаланылатын жоғары кернеулі электр құрылғылары болып табылады. Олар қалыпты электр жүйесінің жұмыс істеуі, қосу операциялары мен трансформаторлық қосалқы станцияларды техникалық қызмет көрсету кезінде маңызды рөл атқарады. Жиі қолданылуы мен жоғары сенімділік талаптарына байланысты ажыратқыштар трансформаторлық қосалқы станциялар мен электр станцияларының жобасына, салынуына және қауіпсіз жұмыс істеуіне үлкен әсер етеді.
Ажыратқыштардың жұмыс істеу принципі мен құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым. Негізгі сипаттамасы — доға өшіру мүмкіндігінің болмауы; олар тек жүктемесіз ток немесе өте төмен ток шарттарында (әдетте < 2 А) тізбектерді ашуға немесе жабуға ғана мүмкіндік береді. Жоғары кернеулі ажыратқыштар орнатылу ортасы бойынша сыртқы және ішкі түрлерге бөлінеді. Изоляциялық тірегінің құрылымына қарай олар бір бағанды, екі бағанды немесе үш бағанды ажыратқыштар болып бөлінеді.
Алюминий өндіретін кәсіпорынның электр станциясындағы 220 кВ трансформаторлық қосалқы станция — жартылай автоматтандырылған төмендеткіш трансформаторлық қосалқы станция, ол жақындап 19 жыл бойы пайдаланылуда. Бұл негізінен компанияның 200 кА электролиздік ұяшықтарына тұрақты ток береді, сонымен қатар өндірістік, көмекші және тұрмыстық электр энергиясын компанияның басқа екіншілік зауыттарына береді. Сыртқы 220 кВ қосқыш алаңы GW7-220 түріндегі үш бағанды, горизонтальды ашылатын, үш фазалы, 50 Гц жиіліктегі сыртқы айнымалы токтың жоғары кернеулі электр жабдығы болып табылатын GW7-220 түріндегі сыртқы айнымалы токтың жоғары кернеулі ажыратқыштарын қолданады.
1998 жылы іске қосылғаннан бері бұл сыртқы айнымалы токтың жоғары кернеулі ажыратқыштары жүктемесіз жағдайларда шиналарды ауыстыруды іске асырып, техникалық қызмет көрсетілу үшін тоқсыз құрылғылардың (мысалы, шиналар мен қоректендірушілердің) және жұмыс істеп тұрған жоғары кернеулі желілердің арасында электрлік бөлінуін қамтамасыз етті. 19 жыл пайдаланғаннан кейін ажыратқыш контакттарының жалпы қызуы байқалды (инфрақызыл термометр көрсеткіштері 150°C дейін жетті), бұл үлкен қауіп төндіреді. Бұл мәселе 220 кВ ажыратқыштардың жанып кетуіне, фазаның жоғалуына, контакттардың пісірілуіне немесе доға түзілуі арқылы қысқа тұйықталуға әкеп соғуы мүмкін, бұл бүкіл трансформаторлық қосалқы станция жүйесінің толық қараңғылығына және параличке әкеп соғуы мүмкін.
Осыған жауап ретінде деректер жиналды және түбірлік себептер талдауы жүргізілді, нәтижесінде контакттардың қызуының негізгі себептері анықталды. Тиімді модернизация шаралары қолданылды және одан әрі кеңінен қолдану үшін таратылды.
GW7-220 сыртқы айнымалы токтың жоғары кернеулі ажыратқышының құрылымы мен жұмыс істеу принципі
Бұл ажыратқыш үш бағанды, горизонтальды айналатын құрылымға ие, негізден, изоляциялық тіректерден, өткізгіш жүйеден, жерге қосу қосқышынан (жерге қосылмаған нұсқалардан басқа) және жетектік механизмнен тұрады. Негіз каналдық болаттан және болат парақтардан пісірілген, үш орнату тіреуі бар: екеуі шеттерінде тұрақты, біреуі ортасында айналмалы. Каналдық болат корпусының ішінде беріліс тартпалары мен блоктау пластиналары орналасқан. Негіздің астына құрылымды нығыз бекіту үшін орнату пластиналары пісірілген. Негіздер үш конфигурацияда болады: жерге қосылмаған, бір жақты жерге қосылған және екі жақты жерге қосылған. Жерге қосылған нұсқалар үшін жерге қосу қосқышы тіреулері негіздің бір немесе екі шетіне пісіріледі, жерге қосу қосқыштары сәйкес орнатылады, тізбектің талаптарына байланысты таңдалады.
Өткізгіш құрылымы изоляциялық тіректердің үстіне бекітілген және қозғалмалы пышақтан (өткізгіш қақпа пышағы) мен тұрақты контакттардан тұрады. Қақпа пышағы екі мыс блок арқылы алюминий қаптамаға жалғанған екі мыс түпті қамтиды, соңында цилиндрлік контакт ұшы пісірілген. Тұрақты контакттар саусақты, көп нүктелі контакт құрылымына ие. Әрбір контакт саусағының өзіндік серіппелі серіппесі бар, шиналардағы кернеу күштері әсер еткен кезде де сенімді контактты сақтау үшін жеткілікті енгізу жолын қамтамасыз етеді. Қайтару серіппесі тұрақты контактты жеңіл бұрышпен бұрып, контакттардың тегіс және синхронды ашу/жабу әрекетін қамтамасыз етеді.
Жетектік механизмі электрлік және механикалық нұсқаларды қамтиды. Электрлік механизм асинхронды қозғалтқышты пайдаланады, ол механикалық редуктор арқылы негізгі валды 180° айналдырады. Күш ажыратқышқа болат түтіктер арқылы беріледі, ал тартпалар орталық изоляциялық бағанды 71° айналдырады, нәтижесінде өткізгіш рудың екі шетіндегі қозғалмалы контакттар тұрақты контакттарға енеді немесе шығады, жабу немесе ашу операцияларын аяқтайды. Тартпадағы механикалық өлік нүктелер жүрістің шеткі нүктелерінде өзін-өзі блоктауды қамтамасыз етеді. Механикалық жетектік режим іске қосу кезінде немесе электрлік механизмдің істен шығуы жағдайында қолданылуы мүмкін.
Сыртқы жоғары кернеулі ажыратқыштардың контакттарының қызу себептерін талдау
Алюминий өндіретін кәсіпорынның 220 кВ сыртқы қосқыш алаңында екі 220 кВ кіріс желісі, №1–№4 түзеткіш блоктары мен №1 және №2 қуат трансформаторлары үшін қызмет ететін 24 жинақ GW7-220 ажыратқыштары бар, барлығы 144 тұрақты контакт. Кезекті тексеру кезінде контакт нүктелеріндегі жылу толқынын, боялуды немесе 70°C-тан жоғары температура өлшеулерін байқау арқылы қызу бағаланды. Статистикалық деректерге сәйкес 2014 жылдың қаңтарынан желтоқсанына дейін ажыратқыш контакттарының қызуына байланысты 13 рет жоспарланбаған тоқтату болды — орташа есеппен айына 1,08 оқиға.
Контакт динамикасын қайталап тексеру және талдау нәтижесінде келесі түбірлік себептер анықталды:
Әрбір тұрақты контакт нүктелік контакт геометриясы бар алты тәуелсіз саусақ контакттан тұрады, бұл жалпы контакт ауданының жеткіліксіздігі мен саусақтар арасындағы токтың теңсіз таралуына әкеп соғады — құрылымдық кемшілік.
Бірнеше қозғалмалы контакт компоненттері токтың контакт серіппелері арқылы өтуіне мүмкіндік береді, бұл серіппелердің жұмсаруына, серпімділігін жоғалтуына, контакт қысымының төмендеуіне, контакт кедергісінің өсуіне әкеп соғып, қыздыруды тағы да нашарлатады.
Қатты сыртқы жағдайлар (күн сәулесі, жаңбыр) материалдардың таңдауының оптималды емес болуымен (кернеу серіппелері мен контакт штифтері үшін стандартты болат) үйлесіп, ауыр коррозияға, старениеге, серіппелердің шаршауына, механикалық қасиеттердің нашарлауына, жеткіліксіз контакт күшіне және тізбектегі артық кедергіге әкеп соқты.
Доға эрозиясы контакт беттерінде шұңқырлар мен ауыр тот басуға әкеп соқты, бұл кедергіні одан әрі арттырды.
Тұрақты контакттарды модернизациялау және алдын алу шаралары
Қозғалмалы және тұрақты контакттар арасындағы тиімді контакт ауданын арттыру үшін бастапқыда тәуелсіз саусақ контакттарды иілгіш мыс жолақтар арқылы біріктіріңіз.
Күйіктік және бұрыштық пружиналарды жаңартып, алсақтандыру арқылы пружина күшін және контакттық тігіздікті жақсарту.
Характерді және статикалық контакт беттеріне серебр табанын қолдану.
Контакт беттеріне заттық смазку қолдану, содан терсіздікті азайту және оксидацияға болмағанда.
Инфрақызыл нур температуралық бақылауын қолдану, әсіресе контакттық байланыс нүктелерінде, және температуралық деректер базасын құру.
Регулярдық техникалық қызмет ету, тексеру және ажыратқыштарды тазарту.
Тексеру және қолдану нәтижелері
Жаңартудан кейінгі бақылау нәтижелері:
Бірдей ауа райы (17°C) және іске қосылу шарттарында, контакттық температура ~23°C (жаңартылмаған) дан ~19°C (жаңартылған) ге төмендейді.
Техникалық қызмет ету уақытындағы визуалды тексерулерде, жаңартылған контакттарда, жаңартылмаған контакттарға салыстырмалы, аркалық зияндардың көбірек болғаны анықталды.
Осы жазба жазылған уақытта, 5 ажыратқыш модулі (30 статикалық контакт) жаңартылған. Бұл техникалық шешім компанияның 220 кВ сыртқы коммутаторлық майданындағы барлық GW7-220 ажыратқыштарына қадамды қолданып отыр.
Қорытынды
GW7-220 сыртқы ЖАБ ажыратқыштарында кең таралған контакттық жылууынуын системалық талдау арқылы, статикалық контакттарға бағытталған жаңартулар қолданылған және орнатылған. Бұл инициатива электр энергиясы қамтамасыз ету және эксплуатациялық стабилділікті өте маңызды түрде жақсартты, сондай-ақ GW7-220 ажыратқыштарының болашақ іске қосылуы, қызмет ету және қызмет көрсету үшін пайдалы тәжірибе берді.
