Neuspeh preklopnika SL400 v vakuumu pri odskakanju? Podrobna analiza vzrokov in rešitev

V visokonapetostnem pomočnem električnem sistemu podjetij za proizvodnjo električne energije se uporabljajo visokonapetostni vakuumski kontaktorji kot nadzorni elektro pribori za visokonapetostne motorje, transformatorje, frekvenčne preoblikovalnike in drugo električno opremo. Omogočajo oddaljeno nadzorovanje in pogosto delovanje, zato so široko uporabljeni. Če težave vakuumskih kontaktorjev niso hitro odpravljene, to neposredno vpliva na varno in ekonomično delovanje proizvodnih enot v podjetjih za proizvodnjo električne energije.

Med vakuumskimi kontaktorji v visokonapetostnem pomočnem električnem sistemu enot 3 in 4 termoelektrarne je 60 SL400-tipov 400A vakuumskih kontaktorjev. Od njihovega vključitve leta 2015 do konca 2016 je več vakuumskih kontaktorjev v sistemu za ravnanje z premogom doživelo težave, kot so odpor mehanizma za odpiranje, izgoranje navojnice za odpiranje in aktiviranje signala "prekinitev nadzorne ceste", kar je vodilo do tega, da oprema ni bila sposobna ustaviti. Ker je en konec navojnice za odpiranje neposredno povezan s negativnim polom, to lahko tudi povzroči neposredni potek na DC negativni pol, kar vodi do nezmožnosti delovanja zaščitnega naprava in predstavlja resno skritno nevarnost za varno delovanje. Hkrati prinaša tudi veliko varnostne tveganje za osebje, ki mora ročno odpreti vakuumski kontaktor, ko ta ne more biti odprt.

1. Delovanje mehanizma

Mehanizem operacije tipa SL-400 vakuumskih kontaktorjev, izbranih za termoelektrarno, je mehanski vzdrževalni mehanizem. Ko je navojnica za zapiranje vakuumskih kontaktorjev prižgana, gibanje železnega jedra za zapiranje poganja glavni mehanski sistem pod dejstvom magnetne sile. Valj na gibanju železnega jedra za zapiranje pride v stik z zaklepom za odpiranje, zaključuje izvršilni element in ohranja kontaktor v zaprtem stanju. Hkrati je prasilo stisnjeno za shranjevanje energije za odpiranje, in spojnica zaključka za odpiranje ter ukrivljenina navojnice za odpiranje dvignuta, pripravljena za odpiranje.

Ko navojnica za odpiranje prejme impulzni vir, gibanje železnega jedra za odpiranje privlači ukrivljenino navzdol. Ukrivljenina udari spojnico zaključka za odpiranje, sprošča mrtvo lego, ki jo ohranjata valj gibanja železnega jedra za zapiranje in zaklep za odpiranje. Pod dejstvom prasila se pojavlja hitro odpiranje. Gibanje železnega jedra za zapiranje, pogonito s prasilom za odpiranje, vrteče z glavnim vratom na položaj omejevalne plošče in ustavi, čeprav je postopek odpiranja zaključen.

2. Analiza vzrokov

2.1 Električni vidik

Preverjanje ceste za odpiranje je pokazalo, da je stikovna upornost sekundarnega vtiha, pomočnih kontaktov vakuumskih kontaktorjev za določanje položaja in kontaktov za ročno delovanje normalna. Izstopajoča DC napetost je bila približno 110V, ni bilo situacije, da bi bila napetost na navojnici za odpiranje prenizka. Ni bilo zaznanih pojavov, kot so slaba izolacija ali zemljenje v nadzorni cesti ali razlučevanje/iztrepanje vodil.

Prekinitve nadzorne ceste za odpiranje so alarmni signal, ki ga sproži odpiranje nadzorne napetosti vakuumskih kontaktorjev zaradi dolgotrajnega prižigana in izgoranja navojnice za odpiranje. Torej, ko SL kontaktor doživi odpor pri odpiranju, se lahko električni vzroki v bistvu izključijo.

2.2 Mehanski vidik

Nedostatečna obdelava materiala spojnica zaključka za odpiranje: Originalni materiali zaključka za odpiranje, ukrivljenine navojnice za odpiranje in spojnica so bili oglej, ki ima visoko magnetno lastnost. Po večkratnem prižigaju in odpiranju je ukrivljenina in spojnica postopoma magnetizirana z magnetnim poljem, generiranim s navojnico med postopkom odpiranja, kar je povečalo neko medsebojno magnetno silo in mehanski upor pri odpiranju. Če se pojavi odpor pri odpiranju in se izvajajo pogoste operacije, bo navojnica za odpiranje izgorala.

Ostanek magnetizma v navojnici za odpiranje po prižigaju: To vodi do zmanjšanja magnetnega toka navojnice za odpiranje, kar vodi do nedostatka vrtinčnega momenta in nenazadnjevne moči odpiranja. Pogosta operacija odpiranja povzroči dolgotrajno prižigane navojnice za odpiranje, ki generira toploto in končno izgori.

Mehanski zateganje med zaključkom za odpiranje in določilnim valjem: Gibanje delov manjka smrznostnega maščoba. Rezance v gibljivih delih ukrivljenine za določanje položaja in določilne palice ali odmik določilne lužine zaradi trepanja povzročajo zateganje. Po večkratnem delovanju navojnice za odpiranje se mehanski tren mehanskih delov postopoma poveča, kar vodi do pretovora in izgoranja navojnice za odpiranje.

Pogosta zagon in ustavitev opreme: Premogovne traktorske trake in drobilnice za premog so oprema, ki se pogosto vklopi in izklopi. Ko se pojavi odpor pri odpiranju, so te naprave že delovale več kot 500-krat. Navojnica za odpiranje je pogosto prižgana in generira toploto, kar do neke mere pospeši staranje izolacije navojnice.

3. Načini reševanja

Zamenjava ključnih komponent: Zamenjajte material spojnica zaključka za odpiranje iz ogleja v nemagnetni nerjaven kovin, zamenjajte fiksne vintke iz galvaniziranega ogleja v bakrene vintke. To prepreči magnetizacijo spojnica in značilno zmanjša mehanski upor pri odpiranju, kar zmanjša porabo energije za odpiranje.

Demagnetizacija ključnih delov: Pred namestitvijo demagnetizirajte osnovno ploščo in ukrivljenino navojnice za odpiranje z metodom klepetanja. To dodatno zmanjša privlačni upor med temi deli in spojnico zaključka za odpiranje, poveča marže za odpiranje in zagotovi zanesljivo zapiranje in odpiranje kontaktorja.

Lokalizacija preoblikovanja originalne navojnice: Zamenjajte originalno navojnico z navojnico z upornostjo približno 20Ω, povečajte število navojnikov za povečanje magnetnega toka in ohranite magnetno silo delovanja navojnice nad določeno vrednostjo. Hkrati povečana upornost ceste za odpiranje zmanjša tok ceste, zniža toplotno izdajanje navojnice med prižiganjem, uspori staranje navojnice in učinkovito zmanjša pojav odpora pri odpiranju, ki je povzročen zmanjšanjem napetosti navojnice za odpiranje zaradi povečane stikovne upornosti zaradi izgoranja in oksidacije pomočnih kontaktov.

Smarčevanje in vzdrževanje mehanskih delov: Naneste smrznostni maščob na zaključek za odpiranje in določilni valj vakuumskih kontaktorjev, rotacijske dele zaključka za odpiranje. Obrnite in obdelajte rezance in trepane dele v gibljivih delih ukrivljenine za določanje položaja in opravite smarčevanje in vzdrževanje rotacijskih delov spojnica zaključka za odpiranje. Po testu najmanjše akcijske napetosti za odpiranje je akcijska vrednost v bistvu kontrolirana med 45V in 55V, ohranja mehanizem za odpiranje v dobrem stanju in značilno izboljša varnost in zanesljivost odpiranja.

4. Preventivne mere

• Redno vzdrževanje in preizkušanje: Vsako leto izvedite manjše vzdrževanje in vsaka pet let večje vzdrževanje po normalnem delovanju, pravilno izvajajte vzdrževanje mehanizmov in preventivne teste.

• Strogi izbor in sprejem opreme: Poskrbite za pravilen izbor vakuumskih kontaktorjev in strogo nadzirajte kakovost vključitve, prenosa in sprejema.

• Trenutni nadzor delovanja: Okrepiti nadzor med delovanjem, da se pravočasno zaznajo in rešijo težave.

• Optimizacija postopkov vzdrževanja: Še bolj obvladujte dejanske okoliščine opreme in popravite in izboljšajte postopke vzdrževanja glede na metode in izkušnje reševanja težav.

• Okrepiti pregled in upravljanje pogosto delujoče opreme: Okrepiti intenziteto pregleda in upravljanja vakuumskih kontaktorjev v pogosto delujoči opremi.

• Osredotočiti se na pregled mehanskih delov: Poskrbite za pregled mehanskih delov vakuumskih kontaktorjev, vključno s pregledom, ali je mehanizem dobro smarčen, deluje prosto in brez zateganja. Posebna pozornost mora biti posvečena pregledu zateganja med ukrivljenino navojnice za odpiranje in spojnico zaključka za odpiranje.

• Izkoristiti obdobja zaustavitve enot za vzdrževanje: V celoti izkoristiti obdobja zaustavitve in pripravljenosti enot za vzdrževanje mehanizmov vakuumskih kontaktorjev in izvedbo preventivnih testov, kot je test akcijske napetosti navojnice za zapiranje in odpiranje. To pomaga ugotoviti trend onesnaževanja in pravočasno prilagoditi in rešiti potencialne težave.

5. Zaključek

Vakuumski kontaktorji po obravnavi so bili v delovanju skoraj eno leto brez kakršnekoli težave, kot so odpor pri odpiranju ali izgoranje navojnice. Elektrarna je ponovno pregledala vakuumskih kontaktorjev v sistemu za ravnanje z premogom, ki so imeli novonastali 500 do 1.000 operacij, in izvedla test najmanjše akcijske napetosti za odpiranje. Rezultati so pokazali, da so DC upornost in izolacija navojnic za odpiranje v dobrem stanju, vrednost akcijske napetosti ni znatno narastla, in lokalni/daljinski električni testi za odpiranje so bili natančni in zanesljivi. To je značilno izboljšalo zdravstveno stanje in zanesljivost opreme, zmanjšalo delo vzdrževanja in prihranilo stroške vzdrževanja.