Новини Електротехніки - 1(49) - Контактні системи вимикачів 110-220 кВ Діагностика

КОНТАКТНІ СИСТЕМИ ВИМИКАЧІВ 110–220 кВ Діагностика несправностей за допомогою РЗА

Поки масляні вимикачі залишатимуться найпоширенішими комутаційними апаратами в українських мережах 110 кВ і вище, проблема їхньої діагностики та ремонту не втратить своєї актуальності. Справді, якщо в баку лише одного полюса апарату типу МКП-220 кВ знаходиться близько трьох тонн трансформаторної олії, то злити її та залити після ремонту – трудомістке завдання. Тому цікавим є кожен новий спосіб визначити стан високовольтного масляного вимикача, не розбираючи його. дозволяє виявити ланцюги, які містять дефектні комутаційні апарати. Після цього засобами прямої технічної діагностики визначається дефектний апарат.

Віктор Ластовкін, начальник служби РЗА ВАТ «Магаданенерго»

ЕФЕКТ ВИТИСНЕННЯ СТРУМУ

При перемиканнях в розподільчих пристроях (РУ) 110–220 кВ підстанцій та електростанцій на певній стадії можуть створюватися паралельні ланцюжки в схемі РУ, наприклад, при заміні масляного вимикача будь-якого приєднання на обхідний вимикач у момент включення обидва вимикача.

Методами непрямої діагностики з урахуванням поведінки релейного захисту можна виявляти дефектну ланцюг, а далі методами прямої (технічної) діагностики знаходити дефектний вимикач (роз'єднувач) набагато раніше планової ревізії. Це дозволить запобігти важким аварійним ситуаціям, які можуть бути пов'язані з вибухами вимикачів і пожежами. Вяк технічного обґрунтування придатності розробленого способу діагностики дефектів контактної системи вимикачів (роз'єднувачів) можна навести ряд прикладів виявлення за його допомогою дефектів комутаційних апаратів на об'єктах енергосистеми, у тому числі на ПС «Усть-Омчуг» (1998 р.), Магаданській ТЕЦ (2000 г .), ПС «Нера» (2002 р.) та ін.

ОПИР ДЕФЕКТНОГО КОНТАКТУ

Ефект витіснення струму можна розглянути у схемі заміщення на рис. 3. Перехідний опір контактів дефектного комутаційного апарату (вимикача, роз'єднувача) матиме нелінійний характер внаслідок іскрових (дугових) процесів між контактами, наявності оксидних та сульфідних плівок, сильного нагрівання контактів. У загальному випадку цей нелінійний перехідний опір контактів Rпер може змінюватися в межах від нормального значення (Rпер = Rнорм) до значення, що відповідає відключеному стану вимикача (Rпер = ), тобто. обриву струмоведучого контуру. При відсутності шунтування дефектного контакту паралельним ланцюгом, гальмуючим фактором процесу наростання Rпер буде збільшується напруга між контактами, що зменшуватиме (стабілізувати) перехідний опір. При шунтуванні дефектного контакту паралельним ланцюжком, внаслідок нелінійності Rпер стан вимикача (роз'єднувача) може змінюватися стрибком з обривом струму в дефектній фазі та його перекиданням у фазу з нормальним опором (спостерігається релейний, тригерний ефект). На яку величину має змінитися перехідний опір у дефектній фазі вимикача, щоб спрацював захист ТЗНП? Виведемо формулу для такої оцінки. Очевидно, що у цій формулі буде присутній струм навантаження (опір навантаження), уставка ТЗНП, нормований опір контактівсправного вимикача. Формула може бути легко одержана зі схеми заміщення однієї фази (рис. 4).

ДЕФЕКТ НА ПС «НЕРА»

Розглянемо випадок, що стався на ПС «Нера» під час виведення в ремонт вимикача 110 кВ повітряної лінії «Нера – АрДРЕС» із заміною на обхідний вимикач для планового технічного обслуговування пристрою захисту лінії. У момент включення обхідного вимикача 110 кВ (див. схему на рис. 5) спрацювали ТЗНП із блокуючим РМ, встановлені на вимикачі ПЛ 110 кВ «Нера – АрГРЕС» та обхідному вимикачі 110 кВ. Обхідний апарат у своїй відключився від захисту, вимикач лінії не відключався, т.к. дія захисту на вимикач лінії була виведена за режимом одностороннього живлення ПС, завдяки чому ПС не була погашена (чиста випадковість). Уставки найчутливіших ступенів ТЗНП, встановлених на лінійному та обхідному вимикачах:

ПЛ 110 кВ «Нера – АрДРЕС», I0 с,з III = 30 А (з блокуючим реле потужності);
ОВ 110 кВ, I0 с, з IV = 40 А (з блокуючим реле потужності).

Після проведеного аналізу помилкової роботи захистів та зроблених припущень про несправність елементів 1', 2', 3', 1'', 2'', 3'' схеми рис. 5 для початку було виміряно перехідний опір вимикача 110 кВ ПЛ «АрДРЕС», виведеного на цей час у ремонт. Було виявлено, що перехідні опори фаз А і З апарату були в межах норми (1000 і 800 мкОм), тоді як перехідний опір фази більш ніж на порядок перевищувало норму. При заводській нормі 1300 мкОм виміряний перехідний опір цієї фази становив 32 мОм. Візуальний огляд контактної системи після розбирання вимикача та вилучення дугогасної камери з бака показав наявність дефекту – руйнування контактів електричною ерозією.

ДЕФЕКТ НА ПС «УСТ-ОМЧУГ»

Розглянемо випадок виявлення дефекту роз'єднувача фази на ПС 220 кВ «Усть-Омчуг» при включенні ПЛ 220 «Усть-Омчуг – КГЕС 2» через обхідну систему шин (через обхідний вимикач 220 кВ). Цей випадок стався під час перемикань на ПС «Усть-Омчуг» при заміні лінійного вимикача обхідним. На рис. 6 зображено фрагмент схеми розподільного пристрою 220 кВ, при якій відбулося спрацьовування звукової попереджувальної сигналізації від пристрою контролю справності ланцюгів струму диференціального захисту шин (ДЗШ 220), встановленого в нульовому дроті. Наступні вимірювання в ланцюгах струму захисту ЕПЗ-1636 обхідного вимикача, лінійного вимикача, ДЗШ 220 кВ і у вимірювальному комплексі виявили показаний на малюнку розподіл струмів між паралельними ланцюжками і несиметрію струмів, що утворилася по фазах. Далі був імовірно визначений дефектний ланцюг та дефектний елемент – шинний роз'єднувач 220 кВ обхідної системи шин ПЛ «Усть-Омчуг – КГЕС 2», виходячи з того, що останній довго перебував у відключеному стані. Після відключення ОВ, виконання циклу "вимк.-вкл." дефектного роз'єднувача та подальшого включення обхідного вимикача 220 кВ відновилися контакт у роз'єднувачі та симетрія струмів у фазах паралельних ланцюжків. Слід зазначити, що з появі несиметрії струмів (3I0) ТЗНП, встановлені на обхідному та лінійному вимикачах ПЛ «Усть-Омчуг – КГЕС 2» не спрацьовували, т.к. виконані спрямованими з роздільною здатністю реле напрямку потужності (3U0 = 0).

ВИСНОВОК

За допомогою розглянутого методу можуть бути виявлені дефекти силових вимикачів (роз'єднувачів) 110–220 кВ у міжремонтний період при планових перемиканнях, що сприятиме профілактиці аварій,тобто. підвищення надійності енергосистеми.