Mit dem schnellen Wachstum der Volkswirtschaft in den letzten Jahren hat die Entwicklung des Stromnetzes auch neue historische Möglichkeiten eröffnet. . 10kV AC-Metall-gekapselte gepanzerte ausfahrbare Schaltanlagen (im Folgenden als Schaltanlagen bezeichnet) werden aufgrund ihrer Vorteile wie kompakter und angemessener Struktur, guter Schutzleistung, zuverlässiger „fünf{2}sicherer“ Verriegelungsfunktionen, bequemer Wartung, einfacher Bedienung und hoher Betriebszuverlässigkeit häufig in Energiesystemen eingesetzt. In der Praxis zeigten sich jedoch auch einige Mängel der Schaltanlage selbst, wie z. B. die Anfälligkeit der Niederspannungs-Eingangsschaltanlage des Haupttransformators für Überhitzung und das Fehlen eines Temperaturüberwachungssystems im Inneren des Schaltschranks. Wenn diese Probleme nicht angegangen werden, stellen sie versteckte Gefahren für die sichere Produktion dar. Die folgende Analyse und Diskussion befasst sich mit den Problemen und Lösungen im Zusammenhang mit Schaltanlagen.
Überhitzungsprobleme in Schaltanlagen
Schaltanlagen sind aufgrund verschiedener Faktoren anfällig für Überhitzung, was die Geräteisolierung erheblich beeinträchtigen und den sicheren Betrieb gefährden kann. Dies tritt am deutlichsten in der Niederspannungs-Eingangsleitung (Sammelschienenschaltanlage) des Haupttransformators auf. Die folgende Analyse konzentriert sich auf diese Art von Schaltanlagen.
Schlechte Wärmeableitung aufgrund von Schutzgradfaktoren
Um zu verhindern, dass sich Personen den unter Hochspannung stehenden Teilen nähern und bewegliche Teile von Hochspannungs-Schaltanlagen berühren, und um den Nachteil offener Schaltanlagen zu überwinden, die anfällig für Kurzschlüsse sind, die durch das Eindringen von Fremdkörpern in die Ausrüstung verursacht werden, konstruieren Hersteller im Allgemeinen gemäß den Schutzstufenklassifizierungsbestimmungen in der nationalen Norm DL/T404-1997 „Technische Bedingungen für die Bestellung von AC-Hochspannungsschaltanlagen für den Innenbereich“.
Im Allgemeinen ist die Schutzart aktueller Schaltanlagen auf IP4X festgelegt und es handelt sich grundsätzlich um ein vollständig geschlossenes Metallgehäuse. Solche Schaltanlagen sind sehr anfällig für eine schlechte Wärmeableitung und hohe Temperaturen, was nach längerem Betrieb zu einer Verschlechterung und Verschlechterung der Isolationsleistung von Komponenten führt und zu Isolationsschwächen führt. In den letzten Jahren kam es von Jahr zu Jahr zu Geräteausfällen oder Unfällen, die durch mangelhafte Isolierung verursacht wurden. Daher sollte dem Phänomen der schlechten Wärmeableitung im Schrankinneren höchste Priorität eingeräumt werden.
Einige Geräte und Hersteller ersetzen normalerweise das Beobachtungsfenster von Schaltanlagen unter 4000 A durch ein Lüftungsfenster und verwenden selten die aktive Wärmeableitungsmethode eines Querstromventilators (im Folgenden als Ventilator bezeichnet). Im Allgemeinen gibt es drei Gründe: (1) Lüfter werden derzeit im Allgemeinen nur noch in Hochstromschaltanlagen (4000 A und mehr) verwendet. (2) Es gibt nur wenige inländische Hersteller, die solche Ventilatoren herstellen, und die Qualität kann nicht garantiert werden. Schaltanlagen sind mit Ventilatoren ausgestattet, was die Investitionskosten erhöht; (3) Der durch den Betrieb des Lüfters entstehende Staub beeinträchtigt die Isolierung im Inneren der Schaltanlage und der Lärm ist relativ groß.
Von Geräten im Schrank erzeugte Wärme
Sammelschienen, Trennschalter und andere Komponenten werden im begrenzten Raum der 1-kV-seitigen Schaltanlage des Haupttransformators installiert. Die von ihnen erzeugte Wärme hat einen erheblichen Einfluss auf die Innentemperatur des Schranks.
Überhitzung der Sammelschiene
Der geringe Abstand zwischen den Sammelschienen, die schlechte Qualität der Kupfermaterialien, die kleine Querschnittsfläche und die zahlreichen Verbindungspunkte machen sie anfällig für Oxidation und schlechten Kontakt, was zu hohen Temperaturen an den Verbindungspunkten führt. Wenn die Temperatur im Schrankinneren hoch ist, nimmt die Strombelastbarkeit der Sammelschienen ab, was zu einer verringerten Strombelastbarkeit führt. Es ist besonders zu beachten, dass bestehende 10-kV-Sammelschienen häufig Schrumpfschläuche verwenden, um die Isolierung zu erhöhen. Wenn die Sammelschienen jedoch stark überhitzen, können die Isolierhülsen reißen, was möglicherweise zu Phasenkurzschlüssen führen kann.
Die oben genannten Probleme können wie folgt angegangen werden: (1) Auswahl von Herstellern mit fortschrittlichen Design- und Herstellungsprozessen; (2) Vergrößerung des Abstands zwischen den Sammelschienen und gegebenenfalls Änderung der Druckentlastungskanäle der Schaltanlage; (3) Verwendung von hochwertigen, großen-Kupfermaterialien zur Erhöhung der Strombelastbarkeit der Sammelschienen; (4) Verzinnen oder Versilbern der elektrischen Anschlussflächen und Auftragen von Vaseline oder leitfähiger Paste bei der Inbetriebnahme der Ausrüstung und der Reinigung der Sammelschienen, um den Kontaktwiderstand zu verringern; (5) Verstärkte Wärmeableitungsmaßnahmen im Schrankinneren.
Überhitzung der Trennkontakte
In den letzten Jahren kam es von Jahr zu Jahr zu Geräteunfällen, die durch Überhitzung aufgrund von schlechtem Kontakt der Trennkontakte am Leistungsschalterwagen in Schaltanlagen verursacht wurden. Aufgrund der inhärenten Struktur der Schaltanlage ist es unmöglich, das Einrasten der Trennkontakte und der Festkontakte während des Betriebs des Leistungsschalterwagens zu beobachten. Daher sollte bei der Abnahme neuer Geräte eine strenge Kontrolle durchgeführt und sorgfältig geprüft werden, ob die Isolierkontaktschrauben im neuen Schrank in gutem Kontakt sind, um zu verhindern, dass der Isolierkontakt zu locker oder zu fest ist. Bei der routinemäßigen Wartung von Sammelschienen und Leistungsschalterwagen sollte den Trennkontakten besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Die Schrauben und Federn der Trennkontakte sollten sorgfältig überprüft und die Federn regelmäßig ausgetauscht werden, um wirksam zu verhindern, dass die Federn nach wiederholtem Öffnen und Schließen der Trennkontakte altern und es zu einem Wackelkontakt kommt. Bei der Wartung sollte Vaseline oder Leitpaste auf die Trennkontakte aufgetragen werden, um den Übergangswiderstand zu verringern.
Probleme mit der Überhitzung des Stromtransformators
Derzeit verwenden schrankmontierte Stromwandler (CTs) im Allgemeinen eine vollständig versiegelte Epoxidharz-Gussstruktur. Allerdings sind in Hochstromkreisen aufgrund struktureller Einschränkungen zwei zusätzliche Anschlüsse erforderlich, um die Wärmequelle zu erreichen. Darüber hinaus ist die Wärmeableitungswirkung der Primärwicklung und des Kerns in der vollständig abgedichteten Gussstruktur schlecht, was bei Hochstrombetrieb zu schwerwiegenden Überhitzungsproblemen in den internen Stromwandlern führt. Basierend auf der Betriebserfahrung unseres Büros wird für schrankmontierte Stromwandler mit einem Nennstrom von 2000 A und mehr unter Wahrung interner Sicherheitsabstände empfohlen, einen Stromwandler mit Durchgangskernstruktur zu verwenden, um die Wärmeableitung zu verbessern. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass dies wirksam ist.
Die Geräte im Schrank stehen unter starker Belastung
In den letzten Jahren waren einige Umspannwerke während der Spitzenstromverbrauchszeiten im Winter und Sommer über längere Zeiträume in Volllastbetrieb. Insbesondere wenn ein Transformator innerhalb des Umspannwerks gewartet wird, ist der Haupttransformator anfällig für Volllast und Überlastung, was zu einem erheblichen Stromfluss durch die Niederspannungs-Eingangsleitung (Sammelschiene) des Haupttransformators führt, was zu einer erheblichen Wärmeentwicklung in den internen Komponenten führt. Unter diesen Stromversorgungs- und Verbrauchsbedingungen sollten Stromverteilungsbehörden den Betriebsmodus des Stromnetzes rational gestalten, die Lastprognose verbessern, die Häufigkeit der Gerätewartung reduzieren, die Wartungsqualität sicherstellen und wiederholte Stromausfälle minimieren.
Einschränkungen von Beobachtungsfenstern
GB 3906-91 „3-35kV AC Metal-Enclosed Switchgear“ 6.1.6 schreibt Folgendes in Bezug auf Beobachtungsfenster vor: „Beobachtungsfenster müssen dem durch die externe Lichtquelle festgelegten Schutzniveau entsprechen. Beobachtungsfenster müssen mit transparenten, flammhemmenden Materialien mit ähnlicher mechanischer Festigkeit wie das Gehäuse abgedeckt sein und über einen ausreichenden elektrischen Abstand oder eine elektrostatische Abschirmung verfügen, um die Bildung gefährlicher statischer Aufladungen zu verhindern. Die Position des Beobachtungsfensters muss die Beobachtung erleichtern.“ der internen Betriebsmittel.“ Es ist offensichtlich, dass die nationale Norm keine sehr klaren Regelungen zu Anzahl, Fläche, Installationsort und Klarheit von Beobachtungsfenstern in Schaltanlagen vorsieht, was im tatsächlichen Betrieb zu einigen Problemen mit Beobachtungsfenstern an der Rückseite der Schaltanlage (im Folgenden als „Rückwand“ bezeichnet) führt.
Der Schaltanlage fehlt ein Temperaturüberwachungssystem
Derzeit sind Isolationsausfälle, die durch zu hohe Innentemperaturen in Schaltanlagen verursacht werden, immer noch schwer zu verhindern, weshalb eine Temperaturüberwachung unerlässlich ist. Zur Ansteuerung eines Lüfters kann in der Schaltanlage ein Temperaturmessgerät in Verbindung mit einem Stromrelais eingebaut werden. Wenn die Innentemperatur oder der Strom im Relais einen bestimmten Wert erreicht, beginnt der Lüfter mit der Kühlung der Schaltanlage. Wenn die Temperatur nach dem Starten des Lüfters weiter ansteigt und einen bestimmten Wert erreicht, wird ein Alarmsignal ausgegeben, um den Bediener auf eine rechtzeitige Abhilfe aufmerksam zu machen. Alternativ kann ein Temperaturmessgerät installiert werden, das ein Alarmsignal ausgibt, sobald die Innentemperatur einen eingestellten Wert überschreitet.
Da die Geräte in der Schaltanlage mit Hochspannung betrieben werden, kann die Online-Temperaturmessung nur mit berührungslosen Infrarot-Thermometern durchgeführt werden. Angesichts der hohen Kosten einer solchen Online-Überwachung ist ein flächendeckender Einsatz nicht realisierbar. Daher können Einzelpunkt-Infrarot-Thermometer nur an den Geräten installiert werden, die am anfälligsten für Überhitzung sind.
Apropos Schutz
Geräte an 10-kV-Sammelschienen sind anfällig für Faktoren wie Herstellungsprozesse, Installationsqualität, kleine Tiere und menschliches Versagen. Darüber hinaus ist die Ausfallwahrscheinlichkeit bei zahlreichen Einspeisungen und häufigem Betrieb deutlich höher als bei Hoch--- und Ultra-{3}}-Hochspannungs-Sammelschienen. Die 2A1-Schaltanlage erfordert, dass beim Auftreten eines Lichtbogenfehlers an 10-kV-Geräten der Kurzschlusslichtbogen weiter brennen muss, bevor der Leistungsschalter auslöst. Die Brenndauer des Lichtbogens ist die Summe aus der Auslösezeit des Schutzes und der Auslösezeit des Leistungsschalters. Die meisten auf dem Markt verkauften Schaltanlagen werden gemäß der internationalen Norm IEC 60298 „Metallgekapselte AC-Schaltanlagen und -Steuergeräte über 1 kV und 52 kV und darunter“ hergestellt, die eine interne Lichtbogenbrennzeit von 100 ms vorschreibt. Dadurch hält die Schaltanlage einer Lichtbogenbrenndauer von 100 ms stand. Daher sollte das Schutzgerät den Fehler innerhalb von weniger als 100 ms beheben, um zu verhindern, dass sich der Lichtbogenkurzschlussfehler weiter entwickelt und größeren Schaden verursacht.
Abschluss
10-kV-Innenschaltanlagen haben mit ihrer geringen Größe, der kompakten Struktur, den umfassenden „Fünf--Proof“-Funktionen und dem einfachen und zuverlässigen Betrieb großen Komfort und Sicherheit in unsere Produktion, unseren Betrieb, unsere Inspektion und Wartung gebracht und spielen eine immer wichtigere Rolle im modernen Stromnetzbau. In der tatsächlichen Produktion und im tatsächlichen Betrieb bestehen jedoch immer noch einige unsichere Faktoren. Nur wenn wir diese Probleme klar angehen, über sie nachdenken und sie analysieren und entsprechende Verbesserungsmaßnahmen finden, können wir den sicheren Betrieb des Stromnetzes besser gewährleisten.
Über uns
Die 10-kV-KYN-Hochspannungsschaltanlage von Shaanxi Huadian ist eine metallverkleidete, ausfahrbare Schaltanlage, die von unserem Unternehmen sorgfältig für Stromverteilungssysteme mit 10-kV-Spannungsebene gefertigt wurde. Das Produkt hält sich strikt an nationale Standards und Branchenvorschriften wie GB3906 und DL/T404 und integriert fortschrittliche Isolationstechnologie und intelligente Überwachungsmethoden. Es wird häufig in Kraftwerken, Umspannwerken, Industrie- und Bergbauunternehmen sowie großen Stromverteilungszentren in Gebäuden eingesetzt und bietet robusten Schutz für kritische Knoten im Stromnetz. Für Anfragen kontaktieren Sie uns bitte.
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