Afvigende drift og håndtering af højspændingsbrydere og afbrydere

Højspændingsafbryderes almindelige fejl og mekanismepressetab
Almindelige fejl ved højspændingsafbrydere omfatter: manglende lukning, manglende udløsning, falsk lukning, falsk udløsning, trefaset usynkronitet (kontakter lukker eller åbner ikke samtidigt), beskadigelse af betjeningsmekanismen eller trykfald, olieudsprøjtning eller eksplosion på grund af utilstrækkelig brydeevne samt fasevalgsafbrydere, der ikke fungerer i overensstemmelse med den kommanderede fase.
"Afbrydermekanisme pressetab" henviser generelt til uregelmæssigheder i hydraulisk tryk, pneumatiske tryk eller olieniveau i afbrydermekanismen, hvilket fører til blokering af åbnings- eller lukningsoperationer.

Håndtering af afbrydere med åbnings/lukningsblokade under drift

Når en afbryder oplever åbnings/lukningsblokade under drift, skal den isoleres fra drift så hurtigt som muligt. Følgende foranstaltninger skal træffes afhængigt af situationen:

• På transformatorstationer udstyret med en dedikeret bypassafbryder eller en buskoblingsafbryder, der også fungerer som bypass, kan bypassersætningsmetoden anvendes til at isolere den defekte afbryder fra nettet.

• Hvis bypassersætning ikke er mulig, kan buskoblingsafbryderen bruges i serie med den defekte afbryder; derefter åbnes strømforsyningsafbryderen på den modsatte side for at afskære strømmen til den defekte afbryder (efter belastningsoverførsel).

• Ved II-type bundkonfigurationer lukkes den eksterne broadskiller for linjen for at konvertere II-forbindelsen til en T-forbindelse, hvorved den defekte afbryder tages ud af drift.

• Når selve buskoblingsafbryderen oplever åbnings/lukningsblokade, lukkes begge busadskilrere for et bestemt element samtidigt (dvs. "dobbeltspænd"), og derefter åbnes adskilrere på begge sider af buskoblingsafbryderen.

• For transformatorstationer med to strømkilder men uden bypassafbryder, hvis en linjeafbryder lider under presstab, kan transformatorstationen midlertidigt konverteres til en terminaltransformatorstationskonfiguration, inden der arbejdes på betjeningsmekanismen for den afbryder, der har presstab.

• For en defekt afbryder i et 3/2-buskoncept, der opererer inden for et ringnetværk, kan den isoleres ved hjælp af sine to-sides adskilrere.

Konsekvenser af ikke-fuld-fase drift af højspændingsafbrydere

Hvis en fase i en afbryder ikke bryder, svarer det til en tofasenetafbrydelse; hvis to faser ikke bryder, svarer det til en enfaset netafbrydelse. Dette genererer nulfølge- og negativ følgespændinger og -strømme, hvilket potentielt kan medføre følgende konsekvenser:

• Forkudt nulpunkt på grund af nulfølgespænding fører til ubalancerede fasemod-jordspændinger, hvor nogle faser oplever forhøjet spænding, hvilket øger risikoen for isolation gennembrud.

• Nulfølgestrøm skaber elektromagnetisk støj i systemet og truer sikkerheden for kommunikationsledninger.

• Nulfølgestrøm kan udløse nulfølgebeskyttelsesrelæer.

• Øget impedans mellem to dele af systemet kan føre til asynkron drift.

Metoder til håndtering af ikke-fuld-fase drift af afbrydere

• Hvis en afbryder automatisk tripser på en fase, hvilket resulterer i tofasedrift, og auto-genlukningsfunktionen (startet af phasesvindbeskyttelse) ikke aktiveres, skal feltmedarbejdere umiddelbart instrueres til manuelt at genlukke én gang. Hvis dette mislykkes, åbnes de resterende to faser.

• Hvis to faser er åbne, skal der straks vælges en passende metode til fuldt ud at åbne afbryderen.

• I tilfælde af ikke-fuld-fase drift af en buskoblingsafbryder, reduceres strømmen straks, lukkede løkkerbusbarer skiftes til enkelbusdrift, eller én busbar afskæres, hvis systemet er åben-løkke.

• Hvis den ikke-fuld-fase afbryder leverer strøm til en generator, reduceres generatorens aktiv- og reaktiv effekt hurtigt til nul, og derefter anvendes ovenstående håndteringsmetoder.

Metoder til at afskære strømmen til en ikke-fuld-fase afbryder

I et 220 kV-system paralleltkobles den defekte ikke-fuld-fase afbryder med en bypassafbryder. Efter at have deaktiveret DC-styreforsyningen til bypassafbryderen, åbnes to-sides adskilrere for den ikke-fuld-fase afbryder for at afskære strømmen.

Hvis elementet forbundet til den ikke-fuld-fase afbryder kan afskæres, og transformatorstationen bruger dobbeltbus, åbnes først linjeafbryderen på den modsatte side. Derefter overføres andre elementer til den anden bus på denne side, kobles buskoblingsafbryderen i serie med den ikke-fuld-fase afbryder, bruges buskoblingsafbryderen til at afbryde tomgangsstrømmen, hvilket derved afskærer strømmen til linjen og den ikke-fuld-fase afbryder, og endelig åbnes dens to-sides adskilrere.

Håndtering når en afbryder ikke kan betjenes og linjen ikke kan afskæres

I en 500 kV 3/2 afbryderkonfiguration, hvis en afbryder bliver blokeret og ikke kan betjenes, mens linjen skal forblive under spænding, kan den defekte afbryder afskæres ved at åbne dens to-sides adskilrere. Følgende forholdsregler skal overholdes:

• Når to ledninger er slået i en løkke, skal DC-styringsstrømmen til alle brydere deaktiveres, inden afbrydere bruges til at åbne løkken; genopret DC-styringsstrømmen umiddelbart efter løkken er åbnet.

• Når tre eller flere ledninger er slået i en løkke, skal DC-styringsstrømmen til alle brydere i den ledning, der indeholder den defekte bryder, deaktiveres, inden løkken åbnes; genopret straks DC-styringsstrømmen til de andre brydere i denne ledning efter løkken er åbnet.

Håndtering af ualmindelige forhold ved afbrydere under drift

• Ved overophedning af afbryder, reducér straks belastningen.

• Hvis alvorlig overophedning forekommer, overfør belastningen via busoverførsel eller bypass-busoverførselsmetoder for at tage afbryderen ud af drift.

• Hvis det vil forårsage betydelig afbrydelse og tab at deenergere den overophedede afbryder, udfør vedlivsvedligeholdelse for at stramme komponenter. Hvis overophedning fortsætter, short-circuit midlertidigt afbryderen ved hjælp af en jumperledning.

Årsager til overophedning i højspændingsafbrydere

Den primære ledningsvej for højspændingsafbrydere i kraftsystemer består af de primære kontaktblade (bevægelige og stasionære kontakter), ledbare (eller plader), overgangskontakter mellem ledbare og terminalforbindelser, og terminalforbindelser til ledninger. Derfor forekommer overophedning typisk ved de primære kontaktblade, overgangskontakter og terminalforbindelser.
Hovedårsagerne inkluderer: dårlig kontakt mellem bevægelige og stasionære kontakter, utilstrækkelig kontakttryk, mekanisk deformation eller slid, elektrisk erosion, og forurening som snavs, kemiske lag eller oksideringslag på kontaktflader, hvilket øger kontaktmodstanden.

Forbindelsen mellem ledbare (plader) og terminalforbindelser anvender normalt overgangskontaktstrukturer – som rullende kontakter, overflade-rotations friktionskontakter, eller strukturer, der minder om hovedkontakter – og overophedningsfejl ses ofte på disse steder under drift. Desuden kan faste kontaktpunkter for afbrydere også overophedes.

Metoder til håndtering af overophedning i højspændingsafbrydere

• Forbedr overvågning: Stationsoperatører bør inspicere afbrydere hver vagt, med fokus på opvarmning i ledningsvejen. Analyser baseret på belastningsstrøm og komponenttilstand. Anvend temperaturindikerende voksstreger på vigtige ledningsdele og overvåg deres smeltning. Hvor muligt, brug infrarød termometer til live temperaturmåling. Udfør specialinspektioner under pludselige vejrændringer.

• Operer afbrydere korrekt: Operer langsomt og forsigtigt i starten, observer overførselsystemet og ledbars bevægelse. Ved begyndende kontakt under lukning, luk beslutsomt og hurtigt; ved begyndende separation under åbning, træk hurtigt fra hinanden for at minimere bugetid og reducere kontakt erosion.

• Forbedr vedligeholdelseskvalitet: Udfør årligt vedligehold, med fokus på kontaktsteder i ledningsvejen. Opdel, rens og inspicer bevægelige og stasionære kontakter – de bør være intakte. Erstat kontakter med alvorlig brand, overdrevet mekanisk slid eller betydelig deformation. Kontroller alle leddende dele for tegn på overophedning, og erstat kontakter, der har blødgjort, deformerede eller mistet elasticitet pga. overophedning. Inspecter og juster kontaktfjeder; erstat fjedre, der er alvorligt rustede eller har mistet elasticitet.