Како високонапонските прекинувачи обезбедуваат безбедно и стабилно работење на електроенергетските системи?

Како високонапонските прекинувачи обезбедуваат безбедно и стабилно работење на електроенергетските системи?

I. Основна дефиниција и позиционирање на индустријата на високонапонски прекинувачи

Високонапонската разводна опрема е основен комплетен сет на опрема за дистрибуција на енергија во системот за пренос и дистрибуција на електрична енергија. Според општите стандарди за електроенергетската индустрија, тоа конкретно се однесува на затворена разводна опрема со номинален работен напон поголем од 36 kV, што може да го реализира поврзувањето, исклучувањето, следењето, заштитата и контролата на високонапонските струјни кола. Различно од обичната нисконапонска опрема за дистрибуција на електрична енергија, високонапонската разводна опрема е долго време во наполнета состојба на подготвеност, останува во затворена положба поголемиот дел од времето и врши само операции на отворање и исклучување за време на одржување на опремата, дефекти на линијата и испраќање на електричната мрежа, со екстремно ниска толеранција на дефекти на опремата и екстремно високи барања за доверливост.

Како клучен центар на електроенергетските мрежи, електрани, индустриски и рударски претпријатија и системи за дистрибуција на електрична енергија од големи размери, високонапонските разводни уреди директно ја одредуваат стабилноста, безбедноста и континуитетот на напојувањето. Не само што може прецизно да ги отсече дефектните струи како што се преоптоварување, краток спој и громобрански пренапон, туку и да ја реализира разумната распределба на електричната енергија, изолацијата на линиите и заштитата на опремата, што го прави неопходна основна опрема во системот за дистрибуција на електрична енергија со висок и низок напон. Во изминатите 15 години, со надградбата на интелигенцијата на моќноста и позеленувањето, технологијата на високонапонските прекинувачи брзо се повторуваше. Постепено се надградуваа минималните прекинувачи за масло и прекинувачите со воздушно експлозија, а прекинувачите со сулфур хексафлуорид (SF6) станаа главната конфигурација на јадрото на тековната високонапонска разводна опрема поради нивната одлична изолација и перформанси за гаснење на лакот.

II. Целосна категорија Поделба на напонски нивоа на прекинувачките уреди

Според номиналниот работен напон, електроенергетската индустрија ги дели разводните уреди во три категории: нисконапонски, среден напон и висок напон. Трите типа на опрема имаат значителни разлики во сценаријата за примена, структурната конфигурација и безбедносните стандарди, приспособувајќи се на потребите на различни сценарија за дистрибуција на енергија:

1. Нисконапонска преклопна опрема (НН)

Со номинален работен напон ≤ 1kV, тој главно е инсталиран на нисконапонската страна на трансформаторите за дистрибуција на електрична енергија и е широко користен во терминални сценарија за дистрибуција на електрична енергија, како што се индустриски работилници, комерцијални згради и станбени заедници. Тој е одговорен за дистрибуција на терминална електрична енергија и основна заштита на колото, со едноставна структура, практично работење и ниски трошоци за одржување.

2. Склопка со среден напон (MV)

Номиналниот опсег на работен напон е 1kV ~ 75kV. Тоа е вообичаена опрема во индустриското производство и малите и средни трафостаници. Главно е прилагоден на генератори, кола за доводници, големи мотори, регионални линии за пренос и дистрибуција и друга опрема, земајќи ја предвид ефикасноста на дистрибуцијата на енергија и способностите за заштита од дефекти, и се прилагодува на сценаријата за пренос на енергија од среден крај.

3. Високонапонска преклопна опрема (HV)

Со номинален работен напон ≥ 75 kV, тоа е специјална опрема за пренос и дистрибуција на моќност со висок напон. Дизајниран за работни услови со висок напон, голема струја и големо оптоварување, тој е опремен со комплетен сет на засилени безбедносни заштитни уреди и компоненти за прецизно следење. Главно се користи во сценарија за моќност со висок ризик и високо оптоварување, како што се големи трафостаници, електрани, меѓупровинциски далноводи, петрохемиска индустрија и металуршка тешка индустрија, и е основна гаранција за стабилно функционирање на високонапонските електроенергетски мрежи.

III. Детално објаснување на комплетните основни компоненти и функции на високонапонската преклопна опрема

Високонапонската разводна опрема има модуларна затворена структура на кабинетот, која е поделена на внатрешни и надворешни форми за инсталација. Целиот е составен од три модули: опрема за основно главно коло, опрема за секундарна контрола и следење и безбедносна опрема за заштита. Сите компоненти работат заедно за да изградат целосен систем за дистрибуција, заштита и следење на енергијата. Функциите на основните компоненти се како што следува:

1. Високонапонски прекинувач (главна извршна компонента)

Познато како „срцето“ на високонапонската разводна опрема, таа е единствената основна компонента што може да вклучува и исклучува кола со оптоварување и да ги прекине струите на дефект на краток спој. Брзината на одговор на опремата може да достигне милисекунди. Кога се појавуваат преоптоварување, краток спој, истекување и други дефекти во линијата, може веднаш да го прекине колото на дефектот, да спречи ширење на дефектот и да ја заштити задната опрема и целиот далновод. Во моментов, мејнстрим типот е прекинувачот SF6, кој ги има предностите на силната способност за гаснење на лакот, добри перформанси на изолација, ниска стапка на неуспех и долг работен век, прилагодувајќи се на долгорочни непрекинати услови на работа.

2. Трансформатори на инструменти (јадро на мониторинг и мерење)

Поделени на струјни трансформатори (CT) и напонски трансформатори (VT), тие се „сензорни органи“ на разводната опрема. Основната функција е да се конвертира висок напон и голема струја во стандардни нисконапонски и мала струја сигнали. Од една страна, обезбедува точни податоци за мерење на инструментите и следење на податоците за моќноста; од друга страна, обезбедува сигнали за активирање за заштитните релеи, реализирајќи автоматско рано предупредување и исклучување на дефектот и обезбедувајќи визуелно и контролирано работење на електроенергетскиот систем.

3. Прекинувач за заземјување (Јадро на безбедносната заштита)

Тоа е задолжителна безбедносна компонента, која главно се користи во услови за одржување на опремата. Откако ќе се отворат и исклучат прекинувачот и исклучувачот, прекинувачот за заземјување може брзо да воспостави коло за заземјување, целосно да ги ослободи индуцираните полнења и преостанатиот напон во линијата и опремата, да ја елиминира скриената опасност од работа под напон и целосно да ја осигура личната безбедност на персоналот за одржување и безбедноста на опремата.

4. Трансформатор чекор-нагоре/чекор-надолу

Тоа е најголемата и најскапата опрема за конверзија на моќност во разводната опрема. Трансформаторите што се зголемуваат главно се користат на крајот на преносот за да се намали струјата на преносот со зголемување на напонот и намалување на загубата на моќност во преносот на долги растојанија; Намалените трансформатори се користат на терминалот за дистрибуција на електрична енергија за претворање на високонапонската електрична енергија во нисконапонска електрична енергија погодна за индустриска и цивилна опрема, остварувајќи ефикасен пренос и разумно прилагодување на електричната енергија.

5. Прекинувач за исклучување (компонента за изолација)

Познат и како изолатор, тој е механички рачен прекинувач без функција за гаснење на лак и строго е забрането да работи со оптоварување. Неговата главна функција е да реализира физичка изолација помеѓу опремата и електричната мрежа, да формира очигледна точка на прекин на напојувањето, да обезбеди безбедни работни услови за одржување на опремата и работење и одржување на линијата и е основен безбедносен гарантен уред за работа со висок напон.

6. Заштитно реле (интелигентна контролна компонента)

„Интелигентниот мозок“ на разводната опрема може да ги следи работните параметри како што се напонот, струјата и температурата во реално време 24 часа на ден и прецизно да ги идентификува ненормалните работни услови како што се краток спој, преоптоварување и дефект на заземјувањето. Штом ќе се открие дефект, тој веднаш испраќа инструкција за активирање на прекинувачот за исклучување, а во исто време го гасне лакот на дефектот и ги запишува податоците за дефектот, остварувајќи брза изолација и следливост на дефектот.

7. Собирници (канал за пренос на електрична енергија)

Направен од спроводливи материјали со мала импеданса, тој е главниот канал за пренос на електрична енергија во внатрешноста на разводната опрема. Тој е одговорен за поврзување на сите основни компоненти како што се прекинувачи, трансформатори и трансформатори, обезбедувајќи ефикасен и стабилен пренос на електрична енергија во кабинетот. Неговиот квалитет на материјалот и процесот на инсталација директно влијаат на севкупната ефикасност на преносот на разводната опрема.

8. Апарати за пренапони и заземјувачка мрежа (Систем за заштита од пренапон)

Одводниците на пренапони се специјално дизајнирани за минливи високонапонски удари како што се пренапон на гром и пренапон на прекинувачот. Тие можат брзо да ја апсорбираат пренапонската енергија и да избегнат високонапонски дефект на изолационите слоеви на опремата; потпорната заземјувачка мрежа е составена од подземни метални електроди и заземјувачки шипки, кои можат брзо да спроведат струја на дефект и пренапонска струја во земјата, обезбедувајќи двојна заштита на опремата од минливи високонапонски оштетувања.

9. Контактор

Погоден за нисконапонски помошни кола под 1kV, често може да ги вклучува и исклучува контролните кола и кола за напојување од далечина, главно контролирајќи ги оптоварувањата како што се мотори, кондензатори и опрема за осветлување. Во споредба со прекинувачите, контакторите имаат поголема фреквенција на работа и подолг механички век на траење, но немаат капацитет за прекин на дефекти со висок напон и се користат само како помошни контролни компоненти со низок напон.

IV. Два главни типа на високонапонски прекинувачи и споредба на нивните предности и недостатоци

Според различните изолациски медиуми, индустријата ги дели високонапонските разводни уреди во две категории: разводни уреди со изолација од воздух (AIS) и прекинувачи со изолација од гас (GIS). Двете имаат значителни разлики во сценаријата за адаптација, карактеристиките на изведбата и трошоците за работа и одржување:

1. Преклопна опрема изолирана со воздух (AIS)

Со природниот воздух како изолационен медиум, тој е главниот тип на традиционални високонапонски разводни уреди. Нејзините основни предности се едноставна структура, ниска цена, удобна инсталација, интуитивна дијагноза на дефекти и мала тежина дневно за одржување; Неговите недостатоци се големиот волумен на кабинетот, перформансите на изолацијата во голема мера под влијание на околината и лесното распаѓање на изолацијата во влажни, правливи и загадени средини. Тој е главно погоден за надворешни конвенционални трафостаници и сценарија за дистрибуција на електрична енергија со висок напон со добри работни услови.

2. Преклопна опрема изолирана со гас (ГИС)

Користејќи гас со висока чистота на сулфур хексафлуорид (SF6) како средство за изолација и гаснење на лакот, сите компоненти на струја се запечатени во кабинетот исполнет со гас. Нејзините основни предности се компактен кабинет, мала површина на подот, стабилни перформанси на изолација, незасегнати од надворешна прашина, влажност и сурово време, исклучително висока доверливост на работењето и екстремно ниска стапка на дефекти; неговите недостатоци се високата цена на опремата, сложениот процес на одржување и строгите барања за перформансите на запечатувањето. Тој е главно погоден за сценарија од високата класа, како што се урбани основни трафостаници, затворени машински простории, тешки работни услови и пренос на енергија со висока густина.

V. Вообичаени дефекти и стандардизирани шеми за отстранување проблеми на високонапонски прекинувачи

Вкупната стапка на дефект на високонапонската разводна опрема е мала, но долгорочното работење, ерозијата на околината, неправилната работа и стареењето на компонентите може да предизвикаат различни дефекти. Во комбинација со искуството со ракување и одржување во првата линија, овој труд ги разредува причините за дефекти со висока фреквенција и стандардизирани решенија, кои се погодни за секојдневна инспекција и работа за одржување на опремата:

1. Работната рачка не може да се заклучи: Најмногу е предизвикан од 'рѓа, заглавување, стареење на механизмот за внатрешно заклучување или неусогласени клучеви. Начин на обработка: Проверете го специјалниот оперативен клуч, исчистете го и исчистете го механизмот за заклучување, додадете специјална маст за подмачкување и директно заменете ги оштетените компоненти за да се обезбеди нормално функционирање на механичката брава.

2. Ненормален шум во внатрешноста на кабинетот: Главните причини се електромагнетни вибрации предизвикани од лабавите завртки за прицврстување на преградната плоча и каблите што ја допираат плочата со жлезда. Начин на обработка: Целосно прицврстете ги завртките на преградната плоча на кабинетот и нанесете заптивната смеса за фиксирање на интерфејсот на кабелот за да се елиминира шумот од вибрациите од контактот.

3. Прегреани споеви за жици: Тоа е главно предизвикано од лабави завртки, долгорочно работење со преоптоварување и прекумерна отпорност на контакт. Начин на третман: Работете строго според номиналната струја на опремата, прицврстете ги сите завртки за жици и навремено заменете ги застарените и оксидираните собирници и споеви.

4. Неквалификуван тест за изолација и чести дефекти на земјата: Главните причини се испукани, влажни и контаминирани изолатори, што ќе доведе до значително намалување на перформансите на изолацијата. Начин на обработка: Заменете ги оштетените изолатори, исчистете ги изолационите компоненти на кабинетот со специјални средства за чистење на изолацијата и темелно исушете ги влажните области за да ги вратите перформансите на изолацијата.

5. Ненормално отворање и затворање на заштитните ролетни: Деформација на ролетни, недостаток на масло во подвижните делови и заглавување на разни работи ќе доведат до неуспешно отворање и затворање нормално. Начин на обработка: Исчистете ги сите работи во подвижните делови, поправете ги деформираните ролетни, додадете масло за подмачкување и прилагодете ја точноста на отворањето и затворањето.

6. Изгаснување на индикаторските светла за статус: Вообичаени причини вклучуваат оштетување на сијалицата, изгорување на осигурувачите/отпорниците, слаб контакт на помошните прекинувачи и дефекти на граничните прекинувачи. Начин на третман: Заменете ги оштетените сијалици и осигурувачи, исчистете ги контактите на помошните прекинувачи и проверете го работниот статус на прекинувачот на терминалот.

7. Неправилно работење на контролната единица: Главните причини се лабавите завртки на приклучниот блок и слабиот контакт на контролниот приклучок. Начин на обработка: Прицврстете ги сите завртки на приклучокот, повторно приклучете го и заклучете го контролниот конектор за да обезбедите стабилен контакт со линијата.

VI. Основни пет-превентивни заштитни функции на високонапонска преклопна опрема (безбедносно јадро)

Функцијата за преплетување со пет спречување е основниот безбедносен дизајн на високонапонската разводна опрема, што е задолжителна стандардна конфигурација во индустријата. Може механички да ги елиминира големите несреќи на струја предизвикани од човековото неправилно работење и е основна гаранција за безбедност при работа со висок напон:

1. Спречете го затворањето со оптоварување: Откако количката со прекинувачот е затворена во тест позиција, механичката брава ја заклучува количката, која не може да се турка во работната положба под напон, со што се елиминира несреќата при затворање со оптоварување.

2. Спречете го затворањето со заземјувач: Кога прекинувачот за заземјување на кабинетот е во затворена положба, прекинувачот не може да се затвори и да се вклучи, со што се избегнува краток спој и експлозија предизвикана од принуден пренос на струја без отстранување на заземјувачката линија.

3. Спречете случајно влегување во жив интервал: Кога прекинувачот е во затворена и работна состојба под напон, задната врата на кабинетот е заклучена со механичка брава и не може да се отвори, спречувајќи го персоналот да влезе во зоната под напон и да добие електричен удар.

4. Спречете го висечкиот заземјувач со струја: Кога прекинувачот е во затворена и работна состојба под напон, работниот механизам на прекинувачот за заземјување е заклучен и не може да се затвори и заземјува, со што се елиминира дефектот на краток спој предизвикан од висечкиот заземјувач со електрична енергија.

5. Спречете влечење на ножот со оптоварување: Кога прекинувачот е во затворена состојба со оптоварување, количката не може да се помести од работната положба и забрането е да се отвори изолациониот прекинувач со оптоварување.

VII. Основно резиме на целиот текст

Високонапонската разводна опрема е основниот комплетен сет на опрема за дистрибуција на енергија за високонапонски енергетски системи над 75 kV. Потпирајќи се на координираната работа на модуларните компоненти како што се прекинувачите, трансформаторите на инструменти, релеите и системите за заземјување, тој интегрира пет основни функции: дистрибуција на електрична енергија, контрола на кола, заштита од дефекти, безбедносна заштита и следење во реално време. Во однос на категориите, главно е поделена на два вида: AIS воздушно изолирани разводни уреди со едноставна структура и практично ракување и одржување, и GIS-изолирани разводни уреди со гас со стабилни перформанси и погодни за сценарија од високата класа.

Опремата како целина има карактеристики на ниска стапка на неуспех, долг работен век и висока доверливост и долго време е во состојба на мирување. Нејзината основна гаранција за безбедност доаѓа од стандардизираниот дизајн со пет превентивни преклопувања и совршените механизми за заштита од пренапон, преоптоварување и краток спој. Дефектите во дневното работење најчесто се предизвикани од стареење на компонентите, лабава инсталација, ерозија на околината и неправилно работење, а веројатноста за дефект може значително да се намали преку редовна проверка и стандардизирано работење и одржување. Во областите како што се пренос на електрична мрежа, индустриска дистрибуција на енергија и нова енергија, стабилната работа на високонапонските разводни уреди е клучна основа за безбедно, ефикасно и континуирано работење на целиот електроенергетски систем.

VIII. Најчесто поставувани прашања со висока фреквенција (општа индустрија)

П1: Која е основната разлика помеѓу високонапонската и нисконапонската разводна опрема?

А1: Основните разлики лежат во номиналниот напон, нивото на изолација и функционалното позиционирање. Високонапонската разводна опрема (≥75kV) има високонапонско гаснење на лак, капацитет за прекин на краток спој и заштита од пет превентива, што се користи за пренос на главната линија; нисконапонската разводна опрема (≤1kV) се користи само за терминална дистрибуција на енергија, со едноставна структура и без високонапонска заштита.

П2: Како да изберете помеѓу GIS и AIS високонапонски разводни уреди?

A2: Изберете AIS за конвенционални надворешни, добри работни услови и ограничен буџет; изберете ГИС за урбани основни области, затворени машински простории, тешки работни услови и ограничен простор.

П3: Дали може често да се ракува со високонапонски разводни уреди?

А3: Не. На високонапонските прекинувачи им е забрането честото носење товар; само нисконапонските контактори можат често да ги вклучуваат и исклучуваат помошните кола, во спротивно тоа ќе го забрза стареењето на опремата и ќе предизвика скриени опасности.

П4: Дали функцијата пет-превенција на високонапонската разводна опрема може рачно да се ослободи?

А4: Строго е забрането да се пушта без дозвола. Само професионален персонал за ракување и одржување може привремено да го отклучи според спецификациите за време на одржувањето и по преземањето мерки за безбедност и мора да се врати веднаш по операцијата.

П5: Кои се главните опасности и принципите на третман на прегреани споеви на разводни уреди?

А5: Опасностите вклучуваат забрзување на стареењето на компонентите, предизвикување кратки споеви, па дури и пожари; принципи на третман: проверете го оптоварувањето, прицврстете ги зглобовите, заменете ги компонентите што стареат и елиминирајте го преоптоварувањето.

П6: Дали е неопходно да се исклучи заради одржување ако има ненормален шум во високонапонската разводна опрема?

А6: Да. Абнормалниот шум е рано предупредување за абнормалност на опремата. Ако не се контролира долго време, тоа ќе предизвика дефекти. Неопходно е веднаш да се исклучи за да се проверат и елиминираат скриените опасности пред да се продолжи со работа.

П7: Кои показатели треба да се детектираат секојдневно за разводна опрема SF6 изолирана со гас?

A7: Редовно откривајте го гасот SF6 (притисок, чистота, микро-вода) и херметичката непропустливост на кабинетот и проверувајте ги перформансите на изолацијата и флексибилноста на механичкото работење.