Le contacteur sous vide SL400 ne se déclenche pas? Analyse approfondie des causes et des solutions

Dans le système d’alimentation auxiliaire haute tension des entreprises de production d'électricité, les contacteurs à vide haute tension sont utilisés comme appareils électriques de commande pour les moteurs haute tension, transformateurs, variateurs de fréquence et autres équipements électriques. Ils permettent la commande à distance et une opération fréquente, ce qui leur confère une application largement répandue. Si les pannes des contacteurs à vide ne sont pas traitées rapidement, cela affectera directement l'exploitation sûre et économique des unités de production dans les entreprises de production d'électricité.

Parmi les contacteurs à vide du système d’alimentation auxiliaire haute tension des unités 3 et 4 d'une centrale thermique, 60 sont des contacteurs à vide SL400 de 400A. De leur mise en service en 2015 jusqu'à la fin de 2016, plusieurs contacteurs à vide dans le système de manutention du charbon ont connu des pannes telles que le refus de fonctionnement du mécanisme de déclenchement, la surchauffe de la bobine de déclenchement et l'activation du signal d'alarme "circuit de commande coupé", rendant l'équipement incapable de s'arrêter. Comme une extrémité de la bobine de déclenchement est directement connectée à l'électrode négative, cela peut également causer un raccordement direct au sol de l'électrode négative continue, conduisant à une défaillance de l'appareil de protection et posant des dangers sérieux pour l'exploitation sûre. En outre, la nécessité de déclencher manuellement sur site lorsque le contacteur à vide refuse de fonctionner présente également des risques importants pour le personnel d'exploitation.

1. Principe de fonctionnement du mécanisme de commande

Le mécanisme de commande du contacteur à vide de type SL-400 sélectionné par la centrale thermique est un mécanisme de maintien mécanique. Lorsque la bobine de fermeture du contacteur à vide est alimentée, le noyau mobile de fermeture entraîne le mécanisme de l'arbre principal sous l'action de la force électromagnétique. Le rouleau sur le noyau mobile de fermeture entre en contact avec le détenteur de déclenchement, verrouillant le composant exécutif pour maintenir le contacteur en état fermé. En même temps, le ressort est comprimé pour stocker l'énergie de déclenchement, et le morceau de connexion du détenteur de déclenchement et la plaque de flexion de l'électroaimant de déclenchement sont soulevés pour préparer le déclenchement.

Lorsque la bobine de déclenchement reçoit une alimentation impulsionnelle, le noyau mobile de déclenchement attire la plaque de flexion vers le bas. La plaque de flexion heurte le morceau de connexion du détenteur de déclenchement, libérant la position morte maintenue par le rouleau du noyau mobile de fermeture et le détenteur de déclenchement. Sous l'action du ressort, un déclenchement rapide se produit. Le noyau mobile de fermeture, entraîné par le ressort de déclenchement, tourne avec l'arbre principal jusqu'à la position de la butée et s'arrête, complétant ainsi le processus de déclenchement.

2. Analyse des causes

2.1 Aspect électrique

L'inspection du circuit de déclenchement a montré que la résistance de contact de la prise secondaire, des contacts auxiliaires du contacteur de position et des contacts de la poignée de commande était normale. La tension de sortie continue était d'environ 110V, et il n'y avait pas de situation de tension excessivement faible sur la bobine de déclenchement. Aucun phénomène de mauvaise isolation ou de câbles lâches ou usés n'a été constaté dans le circuit de commande.

La coupure du circuit de commande de déclenchement est un signal d'alarme déclenché par le déclenchement du contacteur de puissance de commande en raison d'une alimentation prolongée et de la surchauffe de la bobine de déclenchement. Par conséquent, lorsque le contacteur SL subit un refus de déclenchement, les causes électriques peuvent être pratiquement écartées.

2.2 Aspect mécanique

Conception matérielle inadéquate du morceau de connexion du détenteur de déclenchement : Les matériaux originaux du détenteur de déclenchement, de la plaque de flexion de l'électroaimant de déclenchement et du morceau de connexion étaient en acier au carbone, qui a une forte magnétisation. Après de multiples opérations d'alimentation et de déclenchement, la plaque de flexion et le morceau de connexion ont été progressivement magnétisés par le champ magnétique généré par la bobine lors du processus de déclenchement, entraînant une certaine force magnétique mutuelle et augmentant la résistance mécanique de déclenchement. En cas de panne de déclenchement et d'opérations fréquentes, la bobine de déclenchement sera brûlée.

Magnétisme résiduel de la bobine de déclenchement après l'alimentation : Cela conduit à une diminution du flux magnétique de la bobine de déclenchement, entraînant un couple de déclenchement insuffisant et un déclenchement peu fiable. Les opérations de déclenchement fréquentes font que la bobine de déclenchement est alimentée pendant une longue période, générant de la chaleur et finissant par brûler.

Coinçage mécanique entre le détenteur de déclenchement et le rouleau de positionnement : Les parties rotatives manquent de graisse de lubrification. Les bavures dans les parties mobiles du trou de positionnement de la plaque de flexion et de la tige de positionnement, ou le décalage du trou de positionnement en raison de l'usure, provoquent un coinçage. Après de multiples opérations de l'électroaimant de déclenchement, la résistance de frottement de déclenchement augmente progressivement, entraînant une surcharge et une surchauffe de la bobine de déclenchement.

Démarrages et arrêts fréquents de l'équipement : Les convoyeurs à bande et les concasseurs de charbon sont des équipements qui démarragent et s'arrêtent fréquemment. Lorsque la panne de refus de déclenchement se produit, ces dispositifs ont déjà fonctionné plus de 500 fois. La bobine de déclenchement est souvent alimentée et génère de la chaleur, accélérant ainsi le vieillissement de l'isolation de la bobine dans une certaine mesure.

3. Méthodes de traitement

Remplacement des matériaux des composants clés : Remplacer le matériau du morceau de connexion du détenteur de déclenchement de l'acier au carbone par de l'acier inoxydable non magnétique, et remplacer les vis de fixation de l'acier au carbone galvanisé par des vis en cuivre. Cela empêche le morceau de connexion d'être magnétisé, réduit considérablement la résistance mécanique de déclenchement, et donc la consommation d'énergie de déclenchement.

Démagnétisation des composants essentiels : Démagnétiser la plaque de base de l'électroaimant de déclenchement et la plaque de flexion en utilisant la méthode de percussion avant l'installation. Cela réduit davantage la résistance d'attraction entre ces composants et le morceau de connexion du détenteur de déclenchement, augmente la marge de force de déclenchement, et garantit une fermeture et un déclenchement fiables du contacteur.

Transformation localisée de la bobine d'origine : Remplacer la bobine d'origine par une bobine d'une résistance d'environ 20Ω, augmenter le nombre de spires pour renforcer le flux magnétique, et maintenir la force électromagnétique de l'opération de la bobine au-dessus d'une certaine valeur. En même temps, l'augmentation de la résistance du circuit de déclenchement réduit le courant du circuit, diminue la génération de chaleur de la bobine lors de l'alimentation, ralentit le taux de vieillissement de la bobine, et réduit efficacement le phénomène de refus de déclenchement causé par la diminution de la tension de la bobine de déclenchement due à l'augmentation de la résistance de contact des contacts auxiliaires par oxydation et brûlure.

Lubrification et maintenance des parties mécaniques : Appliquer de la graisse de lubrification au détenteur de déclenchement et au rouleau de positionnement du contacteur à vide, ainsi qu'aux parties rotatives du détenteur de déclenchement. Polir et retailler les bavures et les parties usées des pièces mobiles du trou de positionnement de la plaque de flexion, et effectuer la lubrification et la maintenance des parties rotatives du morceau de connexion du détenteur de déclenchement. Après le test de tension d'action minimale de déclenchement, la valeur d'action est généralement contrôlée entre 45V et 55V, maintenant le mécanisme de déclenchement en bon état et améliorant grandement la sécurité et la fiabilité du déclenchement.

4. Mesures préventives

• Maintenance et tests réguliers : Effectuer une petite maintenance une fois par an et une grande maintenance tous les cinq ans après le fonctionnement normal, et réaliser correctement la maintenance du mécanisme et les tests préventifs.

• Sélection et réception strictes de l'équipement : S'assurer d'une sélection appropriée de l'équipement de contacteur à vide, et contrôler strictement la qualité de la mise en service, de la remise et de la réception.

• Surveillance en temps réel de l'exploitation : Renforcer la surveillance pendant l'exploitation pour identifier et traiter les problèmes de manière opportune.

• Optimisation des procédures de maintenance : Mieux comprendre les conditions réelles de l'équipement, et réviser et améliorer les procédures de maintenance en fonction des méthodes et de l'expérience de traitement des pannes.

• Renforcement de l'inspection et de la gestion des équipements fréquemment exploités : Intensifier l'inspection et la gestion des contacteurs à vide dans les équipements fréquemment exploités.

• Inspection attentive des parties mécaniques : Porter une attention particulière à l'inspection des parties mécaniques du contacteur à vide, y compris la vérification de la bonne lubrification, de la flexibilité de fonctionnement et de l'absence de coinçage du mécanisme de commande. Une attention particulière doit être portée à la vérification du coinçage entre la plaque de flexion de l'électroaimant de déclenchement et le morceau de connexion du détenteur de déclenchement.

• Utilisation des périodes d'arrêt de l'unité pour la maintenance : Profiter pleinement des périodes d'arrêt et de réserve de l'unité pour effectuer la maintenance du mécanisme du contacteur à vide et réaliser des tests préventifs tels que le test de tension d'action de la bobine de fermeture et de déclenchement. Cela aide à comprendre la tendance de dégradation et à ajuster et traiter les problèmes potentiels de manière opportune.

5. Conclusion

Les contacteurs à vide après traitement ont été mis en service pendant près d'un an sans aucune panne telle que le refus de déclenchement ou la surchauffe de la bobine. La centrale a à nouveau inspecté les contacteurs à vide dans le système de manutention du charbon qui avaient accumulé 500 à 1 000 opérations supplémentaires et a effectué le test de tension d'action minimale de déclenchement. Les résultats ont montré que la résistance et l'isolation continues des bobines de déclenchement étaient en bon état, la valeur de tension d'action n'avait pas augmenté significativement, et les tests de déclenchement électrique sur site et à distance étaient précis et fiables. Cela a grandement amélioré le niveau de santé et la fiabilité de l'équipement, tout en réduisant la charge de maintenance et en économisant les coûts de maintenance.