Ненормальная работа и устранение неполадок высоковольтных выключателей и разъединителей

Общие неисправности высоковольтных выключателей и потеря давления в механизме
Общие неисправности самих высоковольтных выключателей включают: отказы при включении, отказы при отключении, ложные включения, ложные отключения, асинхронизм трех фаз (контакты не закрываются или открываются одновременно), повреждение привода или падение давления, разбрызгивание масла или взрыв из-за недостаточной коммутационной способности, а также отказ селективных выключателей работать по команде на определенную фазу.
"Потеря давления в механизме выключателя" обычно относится к аномалиям гидравлического, пневматического давления или уровня масла в механизме выключателя, что приводит к блокировке операций включения или отключения.

Обработка выключателей с блокировкой включения/отключения во время эксплуатации

Когда выключатель испытывает блокировку включения/отключения во время эксплуатации, его следует как можно скорее изолировать. В зависимости от ситуации следует принять следующие меры:

• На подстанциях, оборудованных специальным обходным выключателем или выключателем секционного соединения, который также выполняет функцию обходного, можно использовать метод замещения обходом для изоляции неисправного выключателя от сети.

• Если замещение обходом невозможно, можно использовать выключатель секционного соединения последовательно с неисправным выключателем; затем открывают выключатель на стороне питания, чтобы обесточить неисправный выключатель (после переноса нагрузки).

• Для конфигураций шин II типа закрывают внешний разъединитель линии, чтобы преобразовать соединение II в T-образное, тем самым выводя неисправный выключатель из эксплуатации.

• Когда сам выключатель секционного соединения испытывает блокировку включения/отключения, одновременно закрывают два шиносоединителя определенного элемента (т.е., "двухпролетное"), затем открывают разъединители с обеих сторон выключателя секционного соединения.

• На подстанциях с двумя источниками питания, но без обходного выключателя, если линейный выключатель теряет давление, подстанцию можно временно перевести в конфигурацию конечной подстанции перед устранением неисправности привода выключателя с потерей давления.

• Для неисправного выключателя в схеме 3/2 шин, работающего в кольцевой сети, его можно изолировать с помощью его двухсторонних разъединителей.

Последствия неполнофазного режима работы высоковольтных выключателей

Если одна фаза выключателя не отключается, это эквивалентно двухфазному разрыву; если две фазы не отключаются, это эквивалентно однофазному разрыву. Это создает нулевые и отрицательные последовательности напряжений и токов, что может привести к следующим последствиям:

• Смещение нейтральной точки вследствие нулевого напряжения приводит к несимметрии фазных напряжений, некоторые фазы испытывают повышенное напряжение, увеличивая риск пробоя изоляции.

• Нулевой ток создает электромагнитные помехи в системе, угрожая безопасности линий связи.

• Нулевой ток может вызвать срабатывание реле защиты нулевой последовательности.

• Увеличение импеданса между двумя частями системы может привести к асинхронной работе.

Методы обработки неполнофазного режима работы выключателей

• Если выключатель автоматически отключается на одной фазе, приводя к двухфазной работе, и функция автоматического повторного включения (инициируемая защитой от потери фазы) не работает, немедленно инструктируйте персонал на месте выполнить ручное повторное включение один раз. Если неудачно, откройте оставшиеся две фазы.

• Если две фазы открыты, немедленно выберите подходящий метод для полного отключения выключателя.

• В случае неполнофазной работы выключателя секционного соединения, немедленно снизьте его ток, переключите замкнутые шины на одинарную работу или обесточьте одну шину, если система имеет открытую цепь.

• Если неполнофазный выключатель питает генератор, быстро снизьте активную и реактивную мощность генератора до нуля, затем примените вышеупомянутые методы обработки.

Методы обесточивания неполнофазного выключателя

В системе 220 кВ параллельно неисправному неполнофазному выключателю подключают обходной выключатель. После отключения постоянного тока управления обходного выключателя открывают двухсторонние разъединители неполнофазного выключателя, чтобы обесточить его.

Если элемент, подключенный к неполнофазному выключателю, можно обесточить, и подстанция использует двойные шины, сначала открывают линейный выключатель на противоположной стороне. Затем переносят другие элементы на другую шину на этой стороне, подключают выключатель секционного соединения последовательно с неполнофазным выключателем, используют выключатель секционного соединения для прерывания холостого тока, тем самым обесточивают линию и неполнофазный выключатель, и, наконец, открывают его двухсторонние разъединители.

Обработка, когда выключатель не может быть управляем и линия не может быть обесточена

В конфигурации 500 кВ 3/2 выключателя, если выключатель заблокирован и не может быть управляем, а линия должна оставаться под напряжением, неисправный выключатель можно обесточить, открыв его двухсторонние разъединители. При этом необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Когда две цепи соединены в кольцо, перед использованием разъединителей для разрыва кольца отключите питание постоянного тока всех выключателей; немедленно восстановите питание постоянного тока после разрыва кольца.

• Когда три или более цепи соединены в кольцо, перед разрывом кольца отключите питание постоянного тока всех выключателей в цепи, содержащей неисправный выключатель; немедленно восстановите питание постоянного тока остальных выключателей в этой цепи после разрыва.

Обработка аномальных условий разъединителей во время эксплуатации

• В случае перегрева разъединителя немедленно уменьшите нагрузку.

• Если происходит сильный перегрев, перенесите нагрузку через методы переключения на шину или обходную шину, чтобы вывести разъединитель из эксплуатации.

• Если отключение перегретого разъединителя приведет к значительному отключению и потерям, выполните ремонт под напряжением, чтобы затянуть компоненты. Если перегрев продолжается, временно закоротите разъединитель с помощью перемычки.

Причины перегрева высоковольтных разъединителей

Основной проводящий путь высоковольтных разъединителей в электрических системах состоит из основных контактных лезвий (подвижных и неподвижных контактов), проводящих стержней (или пластин), переходных контактов между проводящими стержнями и концевыми соединителями, а также концевых соединителей для выводов. Таким образом, перегрев обычно возникает на основных контактных лезвиях, переходных контактах и концевых соединителях.
Основные причины включают: плохой контакт между подвижными и неподвижными контактами, недостаточное контактное давление, механическую деформацию или износ, электроэрозию, а также загрязнение, такое как грязь, химические осадки или окислительные слои на контактных поверхностях, что увеличивает контактное сопротивление.

Соединение между проводящими стержнями (пластинами) и концевыми соединителями обычно использует переходные контактные структуры—такие как катящиеся контакты, поверхности вращающегося трения, или структуры, подобные основным контактам—и перегревы часто наблюдаются в этих местах во время эксплуатации. Кроме того, фиксированные точки контакта разъединителей также могут перегреваться.

Методы решения проблемы перегрева высоковольтных разъединителей

• Усиление мониторинга: операторы подстанций должны проверять разъединители каждую смену, сосредотачиваясь на нагреве в проводящем пути. Анализируйте на основе нагрузочного тока и состояния компонентов. Применяйте температурные индикаторные восковые полоски к ключевым проводящим частям и контролируйте их плавление. При возможности используйте инфракрасные термометры для измерения температуры под напряжением. Проводите специальные проверки при резком изменении погоды.

• Правильная эксплуатация разъединителей: начинайте медленно и аккуратно, наблюдая за системой передачи и движением проводящих стержней. При первом контакте при закрытии быстро и решительно закройте; при первом разделении при открытии быстро разведите, чтобы минимизировать время дугового разряда и уменьшить эрозию контактов.

• Улучшение качества обслуживания: выполняйте ежегодное обслуживание, сосредоточившись на точках контакта проводящего пути. Разберите, очистите и осмотрите подвижные и неподвижные контакты—они должны быть целыми. Замените контакты с сильным оплавлением, значительным механическим износом или значительной деформацией. Проверьте все проводящие части на наличие признаков перегрева и замените контакты, которые отожглись, деформировались или потеряли упругость из-за перегрева. Осмотрите и отрегулируйте пружины контактов; замените пружины, которые сильно корродированы или потеряли упругость.