Diskussjoni Ġenerali dwar il-Mitlub u l-Applikazzjoni tal-Kontatti Stazzjonarji fil-Diskonnetturi ta'alta Tensjoni all-Opent 220 kV

Il-diskonnettur hu l-tipu ppijor użat ta’ elettrika ad alta tensjoni. Fis-sistemi tal-enerġija, id-diskonnetturi ad alta tensjoni huma dispożitivi elettriki ad alta tensjoni li jiġu użati fl-koordinazzjoni ma’ dawk tal-kurtiċi ad alta tensjoni biex jagħmlu operazzjonijiet ta’ diskonnett. Huma għandhom ruħa kruċjali waqt it-talb normali tas-sistema tal-enerġija, l-operazzjonijiet ta’ diskonnett, u l-manutenzjoni tas-sottostazzjonijiet. Minħabba l-frekwenza ta’ l-operazzjonijiet tagħhom u r-requisiti għall-affidabilità, id-diskonnetturi jgħetġu impatt mhux iqsar fuq id-dizajn, il-konstruzzjoni, u l-operazzjoni segura tas-sottostazzjonijiet u tal-pjantri tal-enerġija.

Il-prinċipju ta’ funzjonament u struttura tad-diskonnetturi huwa relattivament sempliċi. Il-karatteristiċa prinċipali tagħhom huwa l-assenza ta’ kapabbiltà ta’ spezzil ħal mill-arċ. Jistgħu jfittxu jew jaslu sirkwiti biss tahta kurrent imball jew kurrent żgħir (tipikament < 2 A). Id-diskonnetturi ad alta tensjoni jistgħu jiġu klassifikati skond l-ambjent ta’ installazzjoni f’tipu outdoor u indoor. Skond is-struttura tal-kolonnili insulanti, jistgħu jiġu klassifikati wkoll bħala diskonnetturi singoli, dwar, jew tripli kolonna.

Is-sottostazzjoni ta’ 220 kV fil-pjantri tal-enerġija tal-alluminiu hi sottostazzjoni awtomatika tis-silġ ta’ 220 kV li kienet fi funzjonament għal qrib 19 sena. Tassorta prinċipalment energija DC għal ċelli elettrolitici ta’ 200 kA u tafforni l-enerġija produttiva, ausiliarja, u residenzjali lill-pjantri sekondari oħra tal-kompanija. Is-switchyard outdoor ta’ 220 kV tuża diskonnetturi AC outdoor ad alta tensjoni GW7-220—diskonnetturi tripli kolonna, rotanti orizzontalment, tri-fasi, 50 Hz, dispożitivi elettriki outdoor ad alta tensjoni.

Minn dak innaġġar, fit-1998, dawn id-diskonnetturi AC outdoor ad alta tensjoni permis il-transfer ta’ bus tahta kurrent imball u fornissero isolament elettriku bejn l-equipament miskollegat (kif l-busbar u l-kurtiċi ta’ manutenzjoni) u l-linji ad alta tensjoni attivi. Wara 19 sena ta’ servizz, sar notevoli l-overheating tal-kontatti tad-diskonnetturi (l-letturi tal-termostati infraruđi raggiungew infurma 150°C), preżentandu perikolu serju ta’ sigurtà. Dan il-problema jista’ jilġu lil brucjar tad-diskonnetturi ta’ 220 kV, bil-resultati ta’ perdita ta’ fasi, saldatura tal-kontatti, jew short circuit minn arċi—potenzjalment li jikkawżaw black-out totali u paralisi tal-sistema sottostazzjoni komplet.

Fl-risposta għal dan, saret kolezzjoni ta’ data u analisi ta’ l-każ primarji, li wasslu għal identifikazzjoni tal-każijiet primarji tal-overheating tal-kontatti. Sint implementati misuri efettivi ta’ retrofitting u saret promozzjoni għal applikazzjoni magħrufa akbar.

Struttura u Prinċipju ta’ Funzjonament tad-Diskonnettur AC Outdoor Ad Alta Tensjoni GW7-220

Dan id-diskonnettur għandu struttura tripli kolonna, rotanti orizzontalment, konsistendu minn base, kolonnili insulanti, sistema konduttiv, switch ta’ terratura (illu huwa versioni non-grounded), u mekanismu ta’ driv. Il-base tkun miftuħa minn channel steel u steel plates, b’tliet mounting brackets: żewġ fixati fis-silġ u wieħed rotanti fl-erba’. Fl-intern tal-channel steel housing huma transmission linkages u interlocking plates. Mounting plates huma miftuħa taħt il-base għall-attachiment solid tal-foundation. Il-bases huma disponibbli f’tliet konfigurazzjonijiet: non-grounded, single-grounded, u double-grounded. Għal id-versions grounded, earthing switch brackets huma miftuħa għal wieħed jew żewġ silġ tal-base, b’switches ta’ terratura miftuħa diġa’, selezzjonati skond ir-riquirit tal-kurtiċi.

Il-sistema konduttiv huwa miftuħ fuq il-kolonnili insulanti u konsistendu minn blade moventi (gate knife konduttivi) u kontatti stazjarji. Il-gate knife konsisti minn żewġ tubes tal-ram tal-ġewwa miġbura permezz ta’ żewġ blocks tal-ram mal-cover tal-alluminju, b’kontatt tip sferiku miġbut fuq is-silġ. Il-kontatti stazjarji huma design multi-point contact finger-type. Kull kontatt finger għandu spring tal-tension independent, li jfornixxi travel sufficienti ta’ inseriment biex jimmantni kontakt affidabbli anki taħt forzi tal-busbar. Spring tal-retur jiċċina l-kontatt stazjarju qalile biex jassigura l-aċċjon ta’ opening/closing smooth u koordinata.

Il-mekanismo ta’ operazzjoni inkludiv opzioni elektrika u manuali. Il-mekanismo elektriku uża motor asinkronu li jidrivja gear mekaniku ta’ reduzzjoni biex jrotula l-assoċjativ prinċipali b’180°. Il-forza tuża connecting steel tubes għal id-diskonnetturi, u linkages jrotulu l-kolonna insulanti centrali b’71°, bil-kontatti moventi fis-silġ ta’ l-konduċtur jiċċinaw jew jiġu withdraw minn kontatti stazjarji, li jkimplu l-operazzjonijiet ta’ closing jew opening. Positions dead-center mekanika fid-linkages jfornixxi self-locking fis-silġ ta’ l-operazzjonijiet. L-operazzjoni manwali hija disponibbli għad-dakkommissjonar jew fl-każ ta’ falliment tal-mekanismo elektriku.

Analisi ta’ l-Iċħasba tal-Kontatti Overheating f’diskonnetturi AC Outdoor Ad Alta Tensjoni

Is-switchyard ta’ 220 kV tal-kompanija tal-alluminiu għandha 24 setta ta’ diskonnetturi GW7-220 li sservu żewġ linji incoming ta’ 220 kV, unitajiet rectifier #1–#4, u power transformers #1 u #2, totali 144 kontatti stazjarji. Waqt ispezzjuni rutinari, l-overheating sar assessat permezz ta’ osservazzjoni ta’ shimmer tal-ħal, discoloration, jew lettori tal-temperatura li superjaw 70°C fis-silġ tal-kontatti. Statistika turi li minn Janwar sa Diċembru 2014, kien hemm 13 unplanned outages għal overheating tal-kontatti tad-diskonnetturi—averaging 1.08 incidents kull xahar.

Test ripetuti u analisi ta’ dinamika tal-kontatti rivelar il-każijiet primarji segwenti:

• Kull kontatt stazjarju konsisti minn sitt finger contacts indipendenti b’geometria point-contact, li jresulta f’area totali ta’ kontakt mhux sufficjenti u distribuzzjoni ta’ kurrent mhux uguali bejn l-fingers—defekt strutturali.

• Komponenti mobbili multipli tal-kontatti jpermettu ll-kurrent li jpassa permezz ta’ springs tal-kontatti, li jkawżaw annealing, perdita ta’ elasticità, pressjoni ta’ kontakt nkissera, u peggjorer resistenza ta’ kontakt, li jmplifa l-overheating.

• Kundizzjonijiet outdoor harsh (ħar, ħal, etc.) ikombinati mal-għażla tal-materiali suboptimal (steel standard għal springs tal-tension u pins tal-kontatti) kawżar korrożjoni severe, aging, fatigue tal-spring, degradazzjoni ta’ propjetajiet mekanika, pressjoni ta’ kontakt nkissera, u loop resistance eccessiva.

• L-erosjoni tal-arċ kawża pitting u oxidation severe fuq is-silġ tal-kontatti, li jżidu l-resistenza.

Retrofit u Misuri Preventivi għal Kontatti Stazjarji

• Interconnect il-finger contacts indipendenti orignali permezz ta’ straps tal-ram fleksibbli biex jżidu l-area effettiva ta’ kontakt bejn il-kontatti moventi u stazjarji.

• Iċċavetta u aġġorna l-molla tal-tenzjoni u t-pinji biex tgħaldu l-kura tal-molla u jilgħqu l-kuntatt.

• Aplika rivestiment ta' ħalib tas-silġ fuq is-silġ tal-kontatt mobbli u stazzjonarju.

• Aplika lubrifikant solidu fuq is-silġ tal-kontatt biex tniżżel il-frizzjoni u tpreveni l-ossidazzjoni.

• Implementa monitoraġġ termiku b-infrarużu, speċjalment fuq ipunti ta' kuntatt, u stabbilixxi bażi ta' temperaturi.

• Effettwa manutenzjoni, esamina u sħassha regolari ta' diskoŋnezzjonuri.

Verifika u Riżultati tal-Applikazzjoni

Il-monitoraġġ post-modifika turi:

• Fl-istess temperatura ambiјentali (17°C) u kundizzjonijiet operattivi, it-temperatura tal-kontatt żalliet minn ~23°C (mhux modifikat) għal ~19°C (modifikat).

• L-esami vizwali waqt il-manutenzjoni rivelaw numru sustanzjalment inferjor ta' punti ta' daniġġament arku fuq il-kontatti modifikati imparagħan ma' dawk mhux modifikati.

Fis-silġ preżenti, 5 unitajiet ta' diskoŋnezzjonur (30 kontatti stazzjonarji) ġew modifikati. Din-isoluzzjoni teknika qed tikkontribwixxi progressivament fuq kollox id-diskoŋnezzjonuri GW7-220 tal-switchyard all-apertu 220 kV tal-kumpanija.

Konklussjoni

Tra analisi sistematika ta' skoperta ampija ta' sovraskritta tal-kontatti fil-diskoŋnezzjonuri tal-akku correnti alti outdoor GW7-220, modifiki mirati tal-kontatti stazzjonarji ġew sviluppata u implementata b'suċċess. Dan l-inizjattiva ġiet miftuħa sostanzjalment is-sigurtà tas-somministrazzjoni tal-enerġija u l-stabbiltà operattiva, waqt li wkoll provdieda esperjenza valurvoli għal l-operazzjoni, manutenzjoni u serviz futuri ta' diskoŋnezzjonuri GW7-220.