SL400 vakumski kontaktor ne isključuje? Duboka analiza uzroka i rješenja

U visokonaponskom pomoćnom sustavu snage proizvođača električne energije, visokonaponski vakuumski kontaktori koriste se kao kontrolni električni uređaji za visokonaponske motore, transformatore, frekvencijske pretvarače i drugu električnu opremu. Omogućuju daljinsko upravljanje i često korištenje, stoga su široko primjenjivani. Ako se greške vakuumskih kontakatora ne riješe odmah, to će izravno utjecati na sigurno i ekonomično funkcioniranje agregata u proizvođačima električne energije.

Među vakuumskim kontaktorima u visokonaponskom pomoćnom sustavu jedinica 3 i 4 termoelektrane, 60 su SL400 tipa 400A vakuumski kontaktori. Od njihove uvedbe 2015. do kraja 2016. godine, više vakuumskih kontakatora u sustavu prijenosa ugljena doživjelo je propuste poput otkaza mehanizma isključivanja, sgaravanja bobine isključivanja i aktivaciju alarma "isključenje upravljačkog kruga", što je rezultiralo nemogućnošću isključivanja opreme. Budući da se jedan kraj bobine isključivanja direktno spaja na negativni elektrod, može to uzrokovati direktno zemljajuće DC negativnog elektroda, što dovodi do neispravnosti zaštitnih uređaja i stvara ozbiljna skrivena opasna stanja za sigurno funkcioniranje. Uz to, potreba za ručnim isključivanjem na mjestu kada vakuumski kontaktor odbija isključiti također donosi značajne sigurnosne rizike za osoblje tijekom operacija.

1. Načelo rada upravljačkog mehanizma

Upravljački mehanizam SL-400 tipa vakuumskog kontakatora koji je odabrala termoelektrana je mehanički držeći mehanizam. Kada se bobina zatvaranja vakuumskog kontakatora naplati, pokretno željezno jezgro zatvaranja gura glavni valjkasti mehanizam pod djelovanjem elektromagnetske sile. Valjak na pokretnom željeznom jezgru zatvaranja dodirne detentora zatvaranja, zaključuje izvršni dio kako bi se kontaktor zadržao u zatvorenom stanju. U isto vrijeme, opruga se stisne kako bi se spremljela energija za isključivanje, a spojnica detentora isključivanja i savijalica elektromagneta isključivanja podiže kako bi se pripremilo za isključivanje.

Kada bobina isključivanja dobiva pulsni strujni tok, pokretno željezno jezgro isključivanja privlači savijalicu da se pomakne prema dolje. Savijalica udari po spojnicu detentora isključivanja, oslobađajući smrtonosnu poziciju održavane od valjka pokretnog željeznog jezgra zatvaranja i detentora isključivanja. Pod djelovanjem opruge, brzo isključivanje se događa. Pokretno željezno jezgro zatvaranja, pokrenuto oprugom isključivanja, rotira s glavnim valjkastim mehanizmom do položaja ograničavajuće ploče i zaustavlja se, završavajući proces isključivanja.

2. Analiza uzroka

2.1 Električni aspekt

Pregled isključivačkog kruga pokazao je da je otpornost kontakta sekundarnog štapića, pomoćnih kontakata vakuumskog kontakatora položaja i kontakata rukožica normalna. Izlazni napon je bio približno 110V, a nije bilo situacije s previše niskim naponom na bobini isključivanja. Nisu pronađeni pojave loše izolacije zemljenja u upravljačkom krugu ili luka/istrteženih žica.

Isključenje upravljačkog kruga je alarmni signal pokrenut isključivanjem upravljačkog kontakatora snage zbog dugotrajne naplate i sgaravanja bobine isključivanja. Stoga, kada SL kontakator doživi odbijanje isključivanja, električni uzroci mogu biti u osnovi isključeni.

2.2 Mehanički aspekt

Nedovoljno dizajniran materijal spojnice detentora isključivanja: Originalni materijali detentora isključivanja, savijalice elektromagneta isključivanja i spojnice bili su ugljični čelik, koji ima visoku magnetnost. Nakon više naplata i isključivanja, savijalica i spojnica postepeno su magnetizirani poljem generiranim bobinom tijekom procesa isključivanja, što je rezultiralo određenom međusobnom magnetskom silom i povećanjem mehaničkog otpora isključivanja. Ako dođe do otkaza isključivanja i često se vrše operacije, bobina isključivanja sgarava.

Ostatak magnetizma u bobini isključivanja nakon naplate: To dovodi do smanjenja magnetskog toka bobine isključivanja, što rezultira nedovoljnim momentom isključivanja i nesigurnim isključivanjem. Često isključivanje dovodi do dugotrajne naplate bobine isključivanja, generiranja topline i konačnog sgaravanja.

Mehanička zagušenja između detentora isključivanja i valjka položaja: Rotirajući dijelovi nedostaju mazivo. Burice u pokretnim dijelovima otvora za položaj savijalice i stuba za položaj, ili odstupanje otvora za položaj zbog istrtanja, dovode do zagušenja. Nakon više radova elektromagneta isključivanja, trenje isključivanja postepeno raste, što dovodi do preopterećenja i sgaravanja bobine isključivanja.

Često pokretanje i gašenje opreme: Trase transportera ugljena i drobljaci ugljena su oprema koja se često pokreće i gasi. Kada dođe do propusta isključivanja, te uređaje su već radile više od 500 puta. Bobina isključivanja često je naplata i generira toplinu, što ubrzava starenje izolacije bobine do određene mjere.

3. Metode rješavanja

Zamjena materijala ključnih dijelova: Zamijenite materijal spojnice detentora isključivanja sa ugljičnog čelika na neromagnetski nerđajući čelik, a fiksne vijake zamijenite sa bakrenim vijcima. To sprečava magnetizaciju spojnice, značajno smanjuje mehanički otpor isključivanja, i time smanjuje potrošnju energije isključivanja.

Demagnetizacija ključnih dijelova: Demagnetizirajte bazu i savijalicu elektromagneta isključivanja metodom udaranja prije instalacije. To dalje smanjuje privlačnu otpornost između ovih komada i spojnice detentora isključivanja, povećava maržu sile isključivanja i osigurava pouzdano zatvaranje i isključivanje kontakatora.

Lokalizacija transformacije originalne bobine: Zamijenite originalnu bobinu s onom s otpornosti oko 20Ω, povećajte broj zavoja bobine kako biste jačali magnetski tok i održavali elektromagnetsku silu radnje bobine iznad određene vrijednosti. U isto vrijeme, povećana otpornost isključivačkog kruga smanjuje strujni tok kruga, smanjuje toplinsko generiranje bobine tijekom naplate, usporava stopu starenja bobine i učinkovito smanjuje pojave odbijanja isključivanja uzrokovanog smanjenjem napona isključivanja bobine zbog povećanja otpornosti kontakta zbog sgaravanja i oksidacije pomoćnih kontakata.

Smazivanje i održavanje mehaničkih dijelova: Primijenite smazivo na detentor isključivanja i valjak položaja vakuumskog kontakatora, kao i na rotirajuće dijelove detentora isključivanja. Polirajte i obrađujte burice i istrte dijelove u pokretnim dijelovima otvora za položaj savijalice, i obavite smazivanje i održavanje rotirajućih dijelova spojnice detentora isključivanja. Nakon testa minimalne akcijske naponske vrijednosti isključivanja, akcijska vrijednost se temeljno kontrolira između 45V i 55V, održavajući mehanizam isključivanja u dobroj kondiciji i značajno poboljšavajući sigurnost i pouzdanost isključivanja.

4. Preventivne mjere

• Redovito održavanje i testiranje: Obavljajte manje održavanje jednom godišnje i veliko održavanje svakih pet godina nakon normalnog rada, i pravilno obavljajte održavanje mehanizama i preventivna testiranja.

• Stroga selekcija i prihvaćanje opreme: Osigurajte pravilnu selekciju vakuumskih kontakatora, i strogo nadgledajte kvalitetu uvedbe, prenosa i prihvaćanja.

• Stvarno-vremensko praćenje rada: Jačajte nadzor tijekom rada kako biste pravo vrijeme prepoznali i obradili probleme.

• Optimizacija postupaka održavanja: Dalje shvatite stvarne uvjete opreme i revizirajte i poboljšavajte postupke održavanja na temelju metoda i iskustva obrade propusta.

• Jačanje inspekcije i upravljanja često korištenom opremom: Povećajte intenzitet inspekcije i upravljanja vakuumskim kontakatorima u često korištenoj opremi.

• Fokus na inspekciju mehaničkih dijelova: Posvetite pažnju inspekciji mehaničkih dijelova vakuumskog kontakatora, uključujući provjeru da li je upravljački mehanizam dobro smazan, fleksibilno radi i nema zagušenja. Posebna pažnja treba posvećena provjeri zagušenja između savijalice elektromagneta isključivanja i spojnice detentora isključivanja.

• Isporuka održavanja tijekom pauze agregata: Iskoristite pauze agregata i rezervne periode za održavanje mehanizama vakuumskog kontakatora i provedbu preventivnih testiranja, poput testa akcijske naponske vrijednosti bobina zatvaranja i isključivanja. To pomaže u shvaćanju trenda deteriorenacije i pravo vrijeme prilagođavanja i obrade potencijalnih problema.

5. Zaključak

Vakuumski kontakatori nakon obrade radili su skoro godinu dana bez propusta poput odbijanja isključivanja ili sgaravanja bobina. Termoelektrana ponovno je pregledala vakuumskie kontakatore u sustavu prijenosa ugljena koji su novono navukli 500 do 1000 radova i provodila test minimalne akcijske naponske vrijednosti isključivanja. Rezultati su pokazali da su DC otpornost i izolacija bobina isključivanja u dobrim stanjima, vrijednost akcijskog napona nije značajno porasla, a testovi električnog isključivanja na mjestu i daljinsko su bili precizni i pouzdani. To je značajno poboljšalo razinu zdravlja i pouzdanost opreme, uz smanjenje opterećenja održavanja i uštedu troškova održavanja.