SL400 Вакумен контакт Failure to Trip? Подробен анализ на причините и решенията

Във високонапрегнатата помошна електроенергийна система на предприятията за производство на електроенергия, високонапрегнатите вакуумни контактори се използват като управляващи електрически прибори за високонапрегнати мотори, трансформатори, преобразуватели на честота и друго електрооборудване. Те позволяват дистанционно управление и честа употреба, което води до широка приложимост. Ако дефектите на вакуумните контактори не се обработят навреме, това ще засегне директно безопасната и икономична работа на агрегатите в предприятията за производство на електроенергия.

Сред вакуумните контактори в високонапрегнатата помошна електроенергийна система на блоковете 3 и 4 на термична електроцентрала, 60 са SL400-типа 400A вакуумни контактори. От пускането им в употреба през 2015 г. до края на 2016 г., множество вакуумни контактори в системата за обработка на въглища преживяха дефекти като отказ на механизма за спиране да се активира, изгаряне на бобината за спиране и активация на сигнала за "прекъсване на контролния контур", което доведе до невъзможността оборудването да бъде спряно. Тъй като единият край на бобината за спиране е свързан директно с отрицателния електрод, това може също да предизвика пряка заземяване на DC отрицателния електрод, което води до отказ на защитните устройства да функционират и поставя сериозни скрити опасности за безопасната операция. Освен това нуждата от ръчно спиране на местонахождението, когато вакуумният контактор отказва да се спре, също представлява значителни рискове за персонала, отговарящ за операциите.

1. Работен принцип на операционния механизм

Операционният механизм на тип SL-400 вакуумен контактор, избран от термичната електроцентрала, е механичен задържащ механизм. Когато бобината за затваряне на вакуумния контактор е под напрежение, движещият се железен цилиндър за затваряне привежда главния осов механизъм в движение под действие на електромагнитна сила. Ролката на движещия се железен цилиндър за затваряне се допира до затварящия детанджер, заключвайки изпълнителния компонент, за да се запази контактът в затворено състояние. Едновременно с това пружината се сгъва, за да се запази енергията за спиране, и се издига свързващата част на затварящия детанджер и изкривяващата плочка на затварящия електромагнит, за да се подготви за спиране.

Когато бобината за спиране получи импулсно напрежение, движещият се железен цилиндър за спиране привлича изкривяващата плочка да се движи надолу. Изкривяващата плочка удари свързващата част на затварящия детанджер, освобождавайки мъртвата точка, поддържана от ролката на движещия се железен цилиндър за затваряне и затварящия детанджер. Под действието на пружината, бързо спиране се случва. Движещият се железен цилиндър за затваряне, приведен в движение от спиращата пружина, се завърта с главния вал до позицията на ограничителната плочка и спира, завършвайки процеса на спиране.

2. Анализ на причините

2.1 Електрически аспект

Проверката на контура за спиране показа, че контактното съпротивление на вторичната клошка, допълнителните контакти на позиционния вакуумен контактор и контакти на ръчната дръжка беше нормално. DC изходното напрежение беше около 110V, и нямаше ситуация на прекомерно ниско напрежение в бобината за спиране. Не бяха открити явления като лоша изолация или заземяване в контролния контур или ослабени/износени жици.

Прекъсването на контролния контур за спиране е сигнал за тревога, предизвикан от спирането на контролната мощност вакуумен контактор поради дългосрочно под напрежение и изгаряне на бобината за спиране. Следователно, когато SL контактър изпитва отказ на спиране, електрическите причини могат основно да бъдат изключени.

2.2 Механичен аспект

Недостатъчно проектиране на материала на свързващата част на затварящия детанджер: Първоначалните материали на затварящия детанджер, изкривяващата плочка на затварящия електромагнит и свързващата част бяха въглеродна стомана, която има висока магнетизируемост. След многократно под напрежение и спиране, изкривяващата плочка и свързващата част бяха постепенно намагнетени от магнитното поле, генерирано от бобината по време на спирането, което доведе до определена взаимна магнитна сила и увеличи механичното съпротивление на спирането. Ако се случи отказ на спирането и се извършат чести операции, бобината за спиране ще изгори.

Остатъчен магнетизъм в бобината за спиране след под напрежение: Това води до намаление на магнитния поток на бобината за спиране, което резултира в недостатъчна момента за спиране и ненадеждно спиране. Често спиране и под напрежение причинява бобината за спиране да бъде под напрежение за дълго време, генерирайки топлина и в крайна сметка изгаряне.

Механично засукване между затварящия детанджер и позиционния ролката: Въртящите се части липсват смазочна маса. Шипки в подвижните части на изкривяващата плочка, позиционната дупка и позиционната пръчка, или отклонение на позиционната дупка поради износ, причиняват засукване. След многократно използване на затварящия електромагнит, триенето на спирането постепенно се увеличава, довеждайки до прекомерна нагласа и изгаряне на бобината за спиране.

Често стартиране и спиране на оборудването: Лентовите конвейери за въглище и дробилките за въглище са оборудвания, които стартират и спират често. Когато се случи отказ на спирането, тези устройства вече са работили повече от 500 пъти. Бобината за спиране често е под напрежение и генерира топлина, което до известна степен ускорява износването на изолацията на бобината.

3. Методи за обработка

Замяна на материала на ключови компоненти: Заменете материала на свързващата част на затварящия детанджер от въглеродна стомана на немагнетична неръждаема стомана и заменете фиксиращите винтове от цинкована въглеродна стомана на медни винтове. Това предотвратява свързващата част да бъде намагнетена, значително намалява механичното съпротивление на спирането и следователно намалява потреблението на енергия за спиране.

Демагнетизация на ключови компоненти: Демагнетизирайте основата и изкривяващата плочка на затварящия електромагнит с метода на чукане преди инсталация. Това допълнително намалява привлекателното съпротивление между тези компоненти и свързващата част на затварящия детанджер, увеличава маржа на момента за спиране и гарантира надеждно затваряне и спиране на контактора.

Локализация на преобразуване на оригиналната бобина: Заменете оригиналената бобина с една със съпротивление около 20Ω, увеличете броя на обиколките на бобината, за да се засили магнитния поток, и поддържайте електромагнитната сила на операцията на бобината над определена стойност. Едновременно с това увеличаването на съпротивлението на контура за спиране намалява тока в контура, намалява генерирането на топлина на бобината при под напрежение, забавя скоростта на износване на бобината и ефективно намалява явленията на отказ на спирането, причинени от намаление на напрежението на бобината за спиране поради увеличение на контактното съпротивление от изгаряне и оксидация на допълнителните контакти.

Смазване и поддръжка на механични части: Нанесете смазочна маса на затварящия детанджер и позиционната ролка на вакуумния контактор, както и на въртящите се части на затварящия детанджер. Полирайте и подравняйте шипките и износените части в подвижните части на изкривяващата плочка, позиционната дупка, и извършете смазване и поддръжка на въртящите се части на свързващата част на затварящия детанджер. След теста за минимално напрежение на действие, стойността на действие е основно контролирана между 45V и 55V, поддържайки механизма за спиране в добър състояние и значително подобрявайки безопасността и надеждността на спирането.

4. Предотвратителни мерки

• Редовна поддръжка и тестове: Извършвайте малка поддръжка веднъж годишно и големи поддръжки веднъж на всяка пет години след нормална експлоатация, и правилно извършвайте поддръжка на механизма и предотвратителни тестове.

• Строг избор и приемственост на оборудването: Гарантирайте правилен избор на вакуумни контактори, и строго контролирайте качеството на пускането в експлоатация, предаването и приемствеността.

• Реално наблюдение във време на експлоатация: Усилено наблюдение във време на експлоатация, за да се идентифицират и обработят проблеми навреме.

• Оптимизиране на процедури за поддръжка: По-добро разбиране на реалните условия на оборудването, и ревизия и подобрение на процедурите за поддръжка, базирани на методи за обработка на дефекти и опит.

• Усиление на проверката и управлението на често използваното оборудване: Усилено наблюдение и управление на вакуумните контактори в често използваното оборудване.

• Фокус върху проверката на механичните части: Обърнете внимание на проверката на механичните части на вакуумния контактор, включително проверка дали механизът за управление е добре смазан, работи гъвкаво, без засукване. Особено внимание трябва да се обърне на проверка за засукване между изкривяващата плочка на затварящия електромагнит и свързващата част на затварящия детанджер.

• Използване на периоди на спиране на агрегата за поддръжка: Използвайте максимално периода на спиране и режим на готовност на агрегата, за да се извърши поддръжка на механизма на вакуумния контактор и да се проведат предотвратителни тестове, като тест на напрежението на действие на бобината за затваряне и спиране. Това помага да се проследи тенденцията на възрастване и да се коригират и обработят потенциални проблеми навреме.

5. Заключение

Обработените вакуумни контактори са въведени в експлоатация почти за една година без никакви дефекти като отказ на спирането или изгаряне на бобината. Електроцентралата повторно провери вакуумните контактори в системата за обработка на въглище, които бяха натрупали нови 500 до 1,000 операции, и проведе тест за минимално напрежение на действие. Резултатите показаха, че DC съпротивлението и изолацията на бобините за спиране бяха в добро състояние, стойността на напрежението на действие не се увеличи значително, и пробните тестове на местно/дистанционно електрическо спиране бяха точни и надеждни. Това значително подобри здравословния ниво и надеждността на оборудването, докато намали работната тежест и спести разходи за поддръжка.