В энергетических системах высоковольтные выключатели относятся к одним из наиболее ответственных видов электрооборудования. Качество функционирования высоковольтных выключателей определяет степень надежности и энергобезопасности работы всей системы передачи электроэнергии. Весьма актуальными являются технический контроль и диагностика состояния высоковольтных выключателей, позволяющие своевременно выявлять развивающиеся дефекты и неисправности, а затем оперативно исправлять их.
Диагностика высоковольтных выключателей без применения специализированных приборов очень трудоемка и не дает общей картины состояния выключателя. На данный момент на рынке КИПиА представлено большое количество средств измерений, отличающихся по своим техническим характеристикам и стоимостью, как российского, так и зарубежного производства. При выборе оборудования Пользователям необходимо обратить свое внимание не только на базовые технические характеристики прибора, его стоимость, возможность получения оперативной сервисной поддержки, но и на качество получаемых осциллограмм состояния высоковольтных выключателей.
Разработанный предприятием ООО «СКБ ЭП», производителем приборов контроля и диагностики высоковольтного оборудования, «Метод раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей» позволяет обнаружить не только неисправности на ранней стадии их развития, но даже небольшие отклонения в работе узлов выключателя, основываясь на полученных с помощью прибора графиках процесса. Суть метода заключается в регистрации процесса перемещения одного из элементов механизма (подвижного контакта, траверсы, вала привода и др.) при пусках выключателя и сопоставлении полученного графика с графиком полностью исправного выключателя, либо с графиком, снятым с этого же выключателя при последнем его обследовании.
Рассмотрим применение «Метода раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей» по результатам измерений прибором ПКВ/М7 в ОАО «МРСК Сибири» филиал «Читаэнерго» подстанция «Каштак» на выключателе МКП-110П.
Для того, чтобы точно определить возможную неисправность в высоковольтном выключателе, необходимо провести анализ полученных графических и табличных данных в операции отключения и включения высоковольтного выключателя.
На рис. 1 приведен график зависимости скорости от хода траверс фаз «А», «В» и «С» в операции включения. При детальном рассмотрении графика можно заметить несколько важных моментов в точках a)…f):
- Контакты фаз «А» и «С» размыкается на ходе 6 мм (это означает: ход пружин поджатия контакта, разомкнувшегося первым, равен 6мм). Контакт фазы «С» размыкается на ходе 4 мм (Это означает: ход пружины поджатия контакта, разомкнувшегося первым 4 мм). Разновременность размыкания контактов менее 1 мс (в норме).
- На ходе 9 мм наблюдаем первый провал нарастания скорости. По всей видимости на этом участке разомкнулись все контакты камеры (перестали работать пружины поджатия) Справка: Ход в контактах должен быть 8±1 мм.
- На ходе 34,5 мм наблюдаем второй провал нарастания скорости. Предположительно, на этом ходе перестают работать пружины буфера включения и отключающие пружины.
- По какой-то причине траверса фазы «В» на ходе 190 мм теряет связь с тягой. Предположительно, имеется люфт в точке крепления горизонтальной тяги к траверсе полюса «В».
- На участке от c) до e) работают только отключающие пружины привода.
- Полный ход фазы «В» на 20 мм меньше хода фаз «А» и «С».
Выбрав отдельно график движения траверсы фазы «А» рис. 2 видно, что отскок буфера отключения фазы составляет 21 мм (значение можно узнать из таблицы, установив два курсора по краям графика). Предположительно, буфер находится в нерабочем состоянии. Характер отскока такой, как будто металл падает на металл.
На рис. 3 приведен график зависимости скорости от хода траверс фаз «А», «В» и «С» в операции включения. При детальном рассмотрении графика можно заметить несколько важных моментов:
- Траверса фазы «В» до момента ее столкновения с нижними контактами камеры проходит расстояние на 8,5 мм меньше, чем траверсы фаз «А» и «С».
- График скорости фаз «А» и «С» практически сливаются, а фазы В — нет. Это может означать, что траверсы фаз «А» и «С» жестко соединены с тягой, а траверса фазы «В» — нет.
- Буферы включения фаз работают нормально. Работа буферов «А» и «С» близка к идеальным, а в буфере фазы «В» возможно немного не хватает масла (на одно качание больше).
- На начальном этапе волнообразный характер графика может быть связан с люфтом фазы «В» при котором тяга толкает эту траверсу, а та, отскакивая от нее, создает толчки, которые передаются на траверсы фаз «А» и «С».
- Пока необъяснимым остается график фазы «В» при поджатии контактов камеры (имеется в виду плавное закругление графика по сравнению с острой вершинкой типовых графиков).
Теперь возьмем из табличных (см. Таблица 1) данных ход до замыкания контактов при установке датчика на разные полюса («А», «В» и «С») и сравним их.
Жирным курсивом выделены цифры, которые следует использовать при сравнении хода фаз между собой. Это связано с тем, что независимо от того, на какой фазе был установлен датчик, программа выдает данные по всем трем фазам. Поэтому, для того чтобы корректно определить ход траверсы фазы, нужно взять данные хода из соответствующего столбца, где указана эта фаза.
Например, если датчик был установлен на фазу «А», то данные хода траверсы необходимо брать из столбца «Фаза А» и строки «Ход до замыкания контактов, мм» «А», т.е. 454,0 мм.
| Место установки ДП12 | Фаза «А» | Фаза «В» | Фаза «С» | |
|---|---|---|---|---|
| Ход до замыкания контактов, мм | «А» | 454,0 | 446,0 | 454,0 |
| «В» | 455,5 | 448,0 | 455,0 | |
| «С» | 455,0 | 448,0 | 455,0 | |
| Разность хода фазы «В» относительно фазы «А» | Разность хода фазы «В» относительно фазы «С» | |||
| «А» | –8,0 мм | –8,0 мм | ||
| «В» | –7,5 мм | –7,0 мм | ||
| «С» | –7,0 мм | –7,0 мм | ||
Из анализа Таблицы 1 можно сделать вывод, что траверса фазы «В» до замыкания контактов проходит расстояние на 7–8 мм меньше, чем траверсы фаз «А» и «С». А это может быть только в том случае если на эти 7–8 мм подняты свечи траверсы фазы «В» или на это же расстояние опущена камера этой фазы.
Проведя анализ данных, полученных на выключателе в операциях отключения и включения, можно сделать вывод, что у фазы «В» в точке крепления тяги привода к траверсе выключателя имеется люфт, который приводит к тому, что при подачи команды на включение траверса фазы «В» начинает движение позже, чем траверсы фаз «А» и «С». В результате чего замыкание контактов происходит позже.
Проанализировав таблицы и графики движения траверс в процессе отключения и включения можно сделать вывод: ликвидировать разновременность смыкания контактов возможно устранением люфта между траверсой фазы «В» и тягой.
Таким образом, можно сделать вывод, что метод диагностики скрытых дефектов при помощи анализа графиков прост, надежен и нагляден. С помощью графиков можно определить неисправности и отклонения на ранней стадии и более эффективно планировать ремонт. Применение данного метода значительно сокращает время проведения комплексного обследования при значительном повышении его качества, а также позволяет обоснованно отказаться от проведения капитального ремонта. Кроме того, с помощью этих приборов удается выявлять скрытые дефекты, которые, как известно, являются одними из самых опасных. Даже минимальный опыт в расшифровке графиков позволяет до начала ремонта выявить узлы и устройства выключателя, требующие вмешательства ремонтного персонала, и не подвергать ненужной (а зачастую и вредной) разборке исправные узлы, тем самым сокращая время ремонта.
Применение метода для диагностирования скрытых дефектов выключателей неоднократно одобрено пользователями этих приборов, таких как ФСК ЕЭС, Мосэнерго, ОАО «Якутскэнерго», ОАО «Красцветмет», ЗАО «Спецэлектромонтаж», ОАО «Тулэнергопкомплект», ОАО «Уралэлектротяжмаш», Филиал ОАО «ОГК-3» «Хабаровская ГРЭС», Восточно-Сибирская железная дорога, ОАО «Тулэнерго», ОАО РАО «ЕЭС России» филиал ОАО «Вологдаэнерго» Вологодская теплоэлектроцентраль и другие.
Отдел маркетинга
ООО «СКБ электротехнического
приборостроения»
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 1 (49), 2013