Kontaktor Vakum SL400 Gagal Trip? Analisis Mendalam Penyebab dan Solusi

Dalam sistem tenaga bantu tegangan tinggi perusahaan pembangkit listrik, kontak vakum tegangan tinggi digunakan sebagai peralatan kontrol untuk motor tegangan tinggi, transformator, inverter frekuensi, dan peralatan listrik lainnya. Mereka memungkinkan kontrol jarak jauh dan operasi yang sering, sehingga mendapatkan aplikasi yang luas. Jika kerusakan pada kontak vakum tidak ditangani dengan segera, hal ini akan langsung mempengaruhi operasi aman dan ekonomis dari unit-unit pembangkit di perusahaan pembangkit listrik.

Dari 60 kontak vakum tipe SL400 400A dalam sistem tenaga bantu tegangan tinggi Unit 3 dan 4 dari sebuah pembangkit listrik tenaga panas, sejak komisioning pada tahun 2015 hingga akhir 2016, beberapa kontak vakum dalam sistem penanganan batubara mengalami kegagalan seperti mekanisme putus menolak untuk putus, kumparan putus terbakar, dan aktivasi sinyal alarm "putus sirkuit kendali", yang menyebabkan peralatan tidak dapat dimatikan. Karena ujung satu kumparan putus terhubung langsung ke elektroda negatif, hal ini juga dapat menyebabkan grounding langsung elektroda DC negatif, yang mengakibatkan perlindungan perangkat gagal beroperasi dan membawa ancaman serius bagi operasi aman. Sementara itu, kebutuhan untuk melakukan putus manual di tempat ketika kontak vakum menolak untuk putus juga membawa risiko keamanan signifikan bagi staf operasi.

1. Prinsip Kerja Mekanisme Pengoperasian

Mekanisme pengoperasian kontak vakum tipe SL-400 yang dipilih oleh pembangkit listrik tenaga panas adalah mekanisme tahanan mekanis. Ketika kumparan tutup kontak vakum dialiri listrik, inti besi gerak tutup mendorong mekanisme poros utama bergerak di bawah aksi gaya elektromagnetik. Rol pada inti besi gerak tutup bersentuhan dengan detent putus, mengunci komponen eksekutif untuk menjaga kontak dalam keadaan tertutup. Pada saat yang sama, pegas ditekan untuk menyimpan energi putus, dan bagian penghubung detent putus dan pelat melengkung elektromagnet putus diangkat untuk mempersiapkan putus.

Ketika kumparan putus menerima pasokan daya pulsa, inti besi gerak putus menarik pelat melengkung bergerak ke bawah. Pelat melengkung menabrak bagian penghubung detent putus, melepaskan posisi titik mati yang dipertahankan oleh rol inti besi gerak tutup dan detent putus. Di bawah aksi pegas, putus cepat terjadi. Inti besi gerak tutup, didorong oleh pegas putus, berputar dengan poros utama ke posisi pelat batas dan berhenti, menyelesaikan proses putus.

2. Analisis Penyebab

2.1 Aspek Elektrikal

Pemeriksaan rangkaian putus menunjukkan bahwa resistansi kontak stopkont sekunder, kontak bantu kontak vakum posisi, dan kontak pegangan operasi normal. Tegangan output DC sekitar 110V, dan tidak ada situasi tegangan terlalu rendah pada kumparan putus. Tidak ditemukan fenomena seperti isolasi buruk atau kawat longgar/aus.

Putus sirkuit kendali adalah sinyal alarm yang dipicu oleh putus kontak vakum tenaga kendali karena dialiri listrik dalam jangka waktu lama dan kumparan putus terbakar. Oleh karena itu, ketika kontak SL mengalami penolakan putus, penyebab elektrikal pada dasarnya dapat dieliminasi.

2.2 Aspek Mekanikal

Desain material yang kurang memadai untuk bagian penghubung detent putus: Material asli detent putus, pelat melengkung elektromagnet putus, dan bagian penghubung adalah baja karbon, yang memiliki magnetisasi tinggi. Setelah beberapa kali dialiri listrik dan putus, pelat melengkung dan bagian penghubung secara bertahap dimagnetisasi oleh medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan selama proses putus, menghasilkan gaya magnet saling tertentu dan meningkatkan hambatan mekanis putus. Jika terjadi kegagalan putus dan operasi yang sering, kumparan putus akan terbakar.

Sisa magnetisme pada kumparan putus setelah dialiri listrik: Ini menyebabkan berkurangnya fluks magnet kumparan putus, mengakibatkan torsi putus tidak cukup dan putus tidak dapat diandalkan. Operasi putus yang sering menyebabkan kumparan putus dialiri listrik dalam jangka waktu lama, menghasilkan panas dan akhirnya terbakar.

Macet mekanis antara detent putus dan rol penempatan: Bagian bergerak kekurangan pelumas. Bulu pada bagian bergerak lubang penempatan pelat melengkung dan batang penempatan, atau penyimpangan lubang penempatan karena aus, menyebabkan macet. Setelah beberapa kali operasi elektromagnet putus, gesekan putus secara bertahap meningkat, menyebabkan beban berlebihan dan kumparan putus terbakar.

Start dan stop peralatan yang sering: Konveyor sabuk penanganan batubara dan penghancur batubara adalah peralatan yang sering dihidupkan dan dimatikan. Ketika terjadi kesalahan penolakan putus, perangkat-perangkat ini telah beroperasi lebih dari 500 kali. Kumparan putus sering dialiri listrik dan menghasilkan panas, yang mempercepat penuaan isolasi kumparan dalam jangka waktu tertentu.

3. Metode Penanganan

Penggantian material komponen kunci: Ganti material bagian penghubung detent putus dari baja karbon menjadi baja tahan karat non-magnetik, dan ganti sekrup pengikat dari baja karbon galvanis menjadi sekrup tembaga. Hal ini mencegah bagian penghubung dimagnetisasi, secara signifikan mengurangi hambatan mekanis putus, dan dengan demikian mengurangi konsumsi energi putus.

Demagnetisasi komponen inti: Demagnetisasi pelat dasar elektromagnet putus dan pelat melengkung menggunakan metode ketukan sebelum pemasangan. Hal ini lebih lanjut mengurangi hambatan tarik antara komponen-komponen tersebut dan bagian penghubung detent putus, meningkatkan margin gaya putus, dan memastikan penutupan dan putus kontak yang andal.

Transformasi lokal kumparan asli: Ganti kumparan asli dengan yang memiliki resistansi sekitar 20Ω, tambahkan jumlah lilitan kumparan untuk meningkatkan fluks magnet, dan pertahankan gaya elektromagnet operasi kumparan di atas nilai tertentu. Pada saat yang sama, peningkatan resistansi sirkuit putus mengurangi arus sirkuit, menurunkan panas yang dihasilkan oleh kumparan saat dialiri listrik, memperlambat laju penuaan kumparan, dan secara efektif mengurangi fenomena penolakan putus yang disebabkan oleh penurunan tegangan kumparan putus akibat peningkatan resistansi kontak dari pembakaran dan oksidasi kontak bantu.

Pelumasan dan pemeliharaan bagian mekanis: Olesi pelumas pada detent putus dan rol penempatan kontak vakum, serta bagian bergerak detent putus. Amplas dan potong bulu dan bagian aus pada bagian bergerak lubang penempatan pelat melengkung, dan lakukan pelumasan dan pemeliharaan pada bagian bergerak bagian penghubung detent putus. Setelah uji tegangan aksi putus minimum, nilai aksi pada dasarnya dikendalikan antara 45V dan 55V, menjaga mekanisme putus dalam kondisi baik dan sangat meningkatkan keamanan dan keandalan putus.

4. Tindakan Pencegahan

• Pemeliharaan dan pengujian berkala: Lakukan pemeliharaan minor setahun sekali dan pemeliharaan mayor setiap lima tahun setelah operasi normal, dan lakukan pemeliharaan mekanisme dan pengujian pencegahan dengan tepat.

• Seleksi dan penerimaan peralatan yang ketat: Pastikan seleksi peralatan kontak vakum yang tepat, dan kendalikan kualitas komisioning, serah terima, dan penerimaan dengan ketat.

• Pemantauan operasi real-time: Perkuat pemantauan selama operasi untuk mengidentifikasi dan menangani masalah dengan cepat.

• Optimalkan prosedur pemeliharaan: Kuasai kondisi aktual peralatan, dan tinjau dan perbaiki prosedur proses pemeliharaan berdasarkan metode dan pengalaman penanganan kerusakan.

• Perkuat inspeksi dan manajemen peralatan yang sering dioperasikan: Tingkatkan intensitas inspeksi dan manajemen kontak vakum dalam peralatan yang sering dioperasikan.

• Fokus pada inspeksi bagian mekanis: Perhatikan inspeksi bagian mekanis kontak vakum, termasuk memeriksa apakah mekanisme pengoperasian dilumasi dengan baik, beroperasi fleksibel, dan tidak macet. Perhatian khusus harus diberikan pada pemeriksaan macet antara pelat melengkung elektromagnet putus dan bagian penghubung detent putus.

• Manfaatkan periode shutdown unit untuk pemeliharaan: Manfaatkan sepenuhnya periode shutdown dan siaga unit untuk melakukan pemeliharaan mekanisme kontak vakum dan mengonduksi pengujian pencegahan seperti uji tegangan aksi kumparan tutup dan putus. Hal ini membantu menguasai tren degradasi dan menyesuaikan serta menangani potensi masalah dengan cepat.

5. Kesimpulan

Kontak vakum setelah penanganan telah beroperasi selama hampir satu tahun tanpa adanya kerusakan seperti penolakan putus atau pembakaran kumparan. Pembangkit listrik sekali lagi memeriksa kontak vakum dalam sistem penanganan batubara yang telah menumpuk 500 hingga 1.000 operasi baru dan melakukan uji tegangan aksi putus minimum. Hasilnya menunjukkan bahwa resistansi DC dan isolasi kumparan putus dalam kondisi baik, nilai tegangan aksi tidak meningkat signifikan, dan uji putus listrik on-site/jarak jauh akurat dan dapat diandalkan. Hal ini telah sangat meningkatkan tingkat kesehatan dan keandalan peralatan, sambil mengurangi beban pemeliharaan dan menghemat biaya pemeliharaan.