Operazioni anomale e gestione degli interruttori e disconnettori ad alta tensione

Malfunzionamenti Comuni degli Interruttori Ad Alta Tensione e Perdita di Pressione del Meccanismo
I malfunzionamenti comuni degli interruttori ad alta tensione includono: mancata chiusura, mancato scatto, chiusura errata, scatto errato, asincronismo tra le fasi (contatti che non si chiudono o aprono simultaneamente), danni al meccanismo di operazione o calo di pressione, spruzzo d'olio o esplosione dovuti a capacità di interruzione insufficiente, e interruttori selettivi di fase che non operano secondo la fase comandata.
La "perdita di pressione del meccanismo dell'interruttore" si riferisce generalmente a anomalie nella pressione idraulica, pneumatica o nel livello d'olio all'interno del meccanismo dell'interruttore, che portano a un blocco delle operazioni di apertura o chiusura.

Gestione degli Interruttori con Blocco di Apertura/Chiusura Durante l'Operazione

Quando un interruttore presenta un blocco di apertura/chiusura durante l'operazione, dovrebbe essere isolato dal servizio il prima possibile. A seconda della situazione, devono essere adottate le seguenti misure:

• Nei centri di trasformazione dotati di un interruttore bypass dedicato o di un interruttore bus-tie che funge anche da bypass, può essere utilizzato il metodo di sostituzione bypass per isolare l'interruttore difettoso dalla rete.

• Se la sostituzione bypass non è fattibile, può essere utilizzato in serie l'interruttore bus-tie con l'interruttore difettoso; quindi, viene aperto l'interruttore sul lato di alimentazione opposto per deenergizzare l'interruttore difettoso (dopo il trasferimento del carico).

• Per configurazioni di barra II, si chiude il disconnettore esterno del ponte della linea per convertire la connessione II in una connessione T, così da mettere fuori servizio l'interruttore difettoso.

• Quando l'interruttore bus-tie stesso presenta un blocco di apertura/chiusura, si chiudono contemporaneamente entrambi i disconnettori di un certo elemento (cioè, "doppia spanna"), poi si aprono i disconnettori su entrambi i lati dell'interruttore bus-tie.

• Per i centri di trasformazione con doppia fonte di alimentazione ma senza interruttore bypass, se un interruttore di linea subisce una perdita di pressione, il centro di trasformazione può essere temporaneamente convertito in una configurazione di sottostazione terminale prima di affrontare il meccanismo di operazione dell'interruttore con perdita di pressione.

• Per un interruttore difettoso in uno schema di barra 3/2 operante all'interno di una rete anellata, può essere isolato utilizzando i suoi disconnettori su entrambi i lati.

Conseguenze dell'Operazione Non a Tre Fasi Completa degli Interruttori Ad Alta Tensione

Se una fase dell'interruttore non interrompe, è equivalente a un circuito aperto a due fasi; se due fasi non interrompono, è equivalente a un circuito aperto monofase. Questo genera tensioni e correnti sequenziali zero e negative, potenzialmente causando le seguenti conseguenze:

• Il spostamento del punto neutro causato dalla tensione sequenziale zero porta a tensioni sbilanciate tra fase e terra, con alcune fasi che sperimentano un aumento di tensione, aumentando il rischio di rottura dell'isolamento.

• La corrente sequenziale zero crea interferenze elettromagnetiche all'interno del sistema, minacciando la sicurezza delle linee di comunicazione.

• La corrente sequenziale zero può attivare i relè di protezione sequenziale zero.

• L'aumento dell'impedenza tra due parti del sistema può portare a un'operazione asincrona.

Metodi di Gestione per l'Operazione Non a Tre Fasi Completa degli Interruttori

• Se un interruttore si apre automaticamente su una fase, risultando in un'operazione a due fasi, e la funzione di ricomposizione automatica (attivata dalla protezione per perdita di fase) non opera, si deve immediatamente istruire il personale sul campo a effettuare una ricomposizione manuale. Se non ha successo, si aprono le rimanenti due fasi.

• Se sono aperte due fasi, si deve immediatamente scegliere un metodo appropriato per aprire completamente l'interruttore.

• Nel caso di operazione non a tre fasi completa di un interruttore bus-tie, si deve immediatamente ridurne la corrente, passare le barre chiuse a singola barra, o deenergizzare una barra se il sistema è a rete aperta.

• Se l'interruttore non a tre fasi completa alimenta un generatore, si deve rapidamente ridurre la potenza attiva e reattiva del generatore a zero, poi applicare i metodi di gestione sopra descritti.

Metodi per Deenergizzare un Interruttore Non a Tre Fasi Completa

In un sistema 220 kV, si parallela l'interruttore non a tre fasi completa difettoso con un interruttore bypass. Dopo aver disabilitato l'alimentazione continua del controllo dell'interruttore bypass, si aprono i disconnettori su entrambi i lati dell'interruttore non a tre fasi completa per deenergizzarlo.

Se l'elemento collegato all'interruttore non a tre fasi completa può essere deenergizzato e il centro di trasformazione utilizza doppie barre, si apre prima l'interruttore di linea sul lato opposto. Quindi, si trasferiscono gli altri elementi all'altra barra su questo lato, si connette l'interruttore bus-tie in serie con l'interruttore non a tre fasi completa, si usa l'interruttore bus-tie per interrompere la corrente a vuoto, così da deenergizzare la linea e l'interruttore non a tre fasi completa, e infine si aprono i suoi disconnettori su entrambi i lati.

Gestione Quando un Interruttore Non Può Essere Operato e la Linea Non Può Essere Deenergizzata

In una configurazione di interruttore 500 kV 3/2, se un interruttore si blocca e non può essere operato mentre la linea deve rimanere energizzata, l'interruttore difettoso può essere deenergizzato aprendo i suoi disconnettori su entrambi i lati. Devono essere osservate le seguenti precauzioni:

• Quando due linee sono in anello, disabilitare l'alimentazione di controllo CC di tutti gli interruttori prima di utilizzare i disconnettori per spezzare l'anello; ripristinare immediatamente l'alimentazione di controllo CC dopo aver spezzato l'anello.

• Quando tre o più linee sono in anello, disabilitare l'alimentazione di controllo CC di tutti gli interruttori nella linea che contiene l'interruttore difettoso prima di spezzare l'anello; ripristinare immediatamente l'alimentazione di controllo CC degli altri interruttori in quella linea dopo lo spezzamento dell'anello.

Gestione delle Condizioni Anomale dei Disconnettori Durante l'Operazione

• In caso di sovraccarico del disconnettore, ridurre immediatamente il carico.

• Se si verifica un sovraccarico grave, trasferire il carico tramite metodi di trasferimento della barra o di trasferimento su barra di bypass per togliere il disconnettore dal servizio.

• Se la disattivazione del disconnettore sovraccarico causerebbe interruzioni significative e perdite, eseguire manutenzione in linea attiva per stringere i componenti. Se il sovraccarico persiste, effettuare temporaneamente un cortocircuito del disconnettore utilizzando un cavo di salto.

Cause del Sovraccarico nei Disconnettori ad Alta Tensione

Il percorso conduttivo principale dei disconnettori ad alta tensione nei sistemi elettrici è costituito dalle lame di contatto principali (contatti mobili e fissi), dagli steli conduttori (o piastre), dai contatti di transizione tra gli steli conduttori e le connessioni terminali, e dalle connessioni terminali per i conduttori. Pertanto, il sovraccarico si verifica tipicamente alle lame di contatto principali, ai contatti di transizione e alle connessioni terminali.
Le cause principali includono: contatto povero tra i contatti mobili e fissi, pressione di contatto insufficiente, deformazione meccanica o usura, erosione elettrica, e contaminazione come sporco, depositi chimici o strati di ossidazione sulle superfici di contatto, tutte queste situazioni aumentano la resistenza di contatto.

La connessione tra gli steli conduttori (piastre) e le connessioni terminali utilizza solitamente strutture di contatto di transizione—come contatti rotolanti, contatti di attrito a superficie rotante, o strutture simili ai contatti principali—and le guasti da sovraccarico vengono spesso osservati in questi punti durante l'operazione. Inoltre, i punti di contatto fissi dei disconnettori possono anch'essi sovraccaricarsi.

Metodi per Affrontare il Sovraccarico nei Disconnettori ad Alta Tensione

• Migliorare il monitoraggio: gli operatori della sottostazione dovrebbero ispezionare i disconnettori in ogni turno, concentrandosi sul riscaldamento nel percorso conduttivo. Analizzare in base alla corrente del carico e alle condizioni dei componenti. Applicare strisce di cera indicatrici di temperatura alle parti conduttive chiave e monitorare il loro scioglimento. Dove possibile, utilizzare termometri a infrarossi per la misurazione della temperatura in linea attiva. Eseguire ispezioni speciali durante cambiamenti meteorologici improvvisi.

• Operare i disconnettori correttamente: operare lentamente e con cura all'inizio, osservando il sistema di trasmissione e il movimento dello stelo conduttore. Al primo contatto durante la chiusura, chiudere in modo deciso e rapido; al primo separazione durante l'apertura, separare rapidamente per minimizzare il tempo di arco e ridurre l'erosione del contatto.

• Migliorare la qualità della manutenzione: eseguire la manutenzione annuale, concentrando l'attenzione sui punti di contatto del percorso conduttivo. Smontare, pulire e ispezionare i contatti mobili e fissi—dovrebbero essere integri. Sostituire i contatti con bruciature gravi, usura meccanica eccessiva o deformazione significativa. Controllare tutte le parti conduttive per segni di sovraccarico e sostituire i contatti che hanno subito annealing, deformazione o perdita di elasticità a causa del sovraccarico. Ispezionare e regolare le molle di contatto; sostituire le molle gravemente corrosi o che hanno perso elasticità.