Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Ремонт вентильных разрядников

Ремонт вентильных разрядников

Оглавление
Ремонт вентильных разрядников
Проверка разрядников
Подбор разрядников

Ремонт вентильных разрядников в Донбасской электроэнергетической системе

вентильный разрядник

Шинкаренко Г. В.

На электростанциях и подстанциях в настоящее время эксплуатируется значительное количество вентильных разрядников. Замена их более совершенными нелинейными ограничителями перенапряжений будет происходить в течение длительного времени, определяемого экономическими возможностями, интенсивностью отбраковки и повреждений элементов вентильных разрядников (ЭВР), а также старением основного сетевого оборудования, следствием которого является ухудшение диэлектрических характеристик изоляции и снижение уровня испытательного напряжения. В ряде энергосистем, в том числе и в Донбасской электроэнергетической системе, признан экономически целесообразным ремонт ЭВР, забракованных по результатам профилактических испытаний.
Целью ремонта является приведение контролируемых параметров ЭВР (сопротивление Rэвр(м), измеренное мегомметром 2,5 кВ, контрольный ток проводимости iэвр(к), получаемый при подаче постоянного напряжения, пробивное напряжение промышленной частоты Uэвр(п), герметичность) в требуемые пределы [1] при сохранении максимально допустимого импульсного пробивного напряжения и остающегося напряжения.
В процессе ремонта не допускается замена отдельных дисков рабочего резистора, благодаря чему остающееся напряжение не изменяется. При наличии разрушенных дисков рабочий резистор меняется полностью на аналогичный, принадлежащий ЭВР такого же типа.
Сохранение максимально допустимого пробивного импульсного напряжения обеспечивается тем, что у ремонтируемого ЭВР порядок размещения внутренних деталей не изменяется, а регулирование единичных искровых промежутков (ИП) для получения заданного пробивного напряжения промышленной частоты осуществляется в пределах технологических разбросов, допускаемых заводом-изготовителем. Уровень технологических разбросов позволяет при массовом производстве не делать проверку пробивного импульсного напряжения ЭВР, а ограничиваться только контролем пробивного напряжения промышленной частоты.
Участок по ремонту ЭВР, созданный в Донбасской электроэнергетической системе, включает в себя площадку для мойки, чистки и осмотра вновь поступивших элементов, стенды для входного и выходного контроля, помещение для ремонта.
Форфоровая покрышка ЭВР однозначно бракуется при любых трещинах на основном корпусе и фланцах и при сколах на теле основного корпуса. При обнаружении сколов на ребрах и выкрашивания цементных швов возможность ремонта определяется в соответствии с “Указаниями по монтажу, отбраковке и восстановительному ремонту опорно-стержневых изоляторов” [2].
Входной контроль перед ремонтом и выходной контроль после ремонта производятся в следующей последовательности: измерение Rэвр; измерение ibp(k); измерение UЭвр(п); проверка герметичности.
Перед проведением входного контроля вскрывается (высверливается) контрольное отверстие на крышке верхнего узла уплотнения.
Если Rэвр(м) не превышает нескольких мегаом, то измерения iэвр(к) и Uэвр(п); не проводятся. Следует отметить, что наряду с типичными причинами снижения сопротивления, указанными в [1] (увлажнение шунтирующих резисторов, отложения продуктов коррозии между электродами ИП), возможно образование токопроводящей пленки на внутренней поверхности фарфоровой покрышки и на поверхностях фарфорового цилиндрического корпуса, внутри которого размещены блоки ИП. Токопроводящая пленка возникает в ЭВР, содержащих влаговпитывающий элемент, при поступлении большого количества влаги внутрь фарфоровой покрышки.
На выходе выпрямительной установки, используемой для измерения iэвр(к), параллельно сглаживающему конденсатору для повышения точности измерений включен высоковольтный резисторный делитель напряжения, рассчитанный на 50 кВ. Его низковольтное плечо на момент измерений присоединяется к электронному вольтметру.
Напряжение Uэвр(п) определяется на стенде, электрическая схема которого приведена на рис. 1.
Электрическая схема автоматического стенда для определения пробивного напряжения разрядника
Рис. 1. Электрическая схема автоматического стенда для определения пробивного напряжения ЭВР

Он содержит источник линейно нарастающего по амплитуде синусоидального напряжения (ИЛН) и два пиковых вольтметра - первый ПВ1 и второй ПВ2. Второй пиковый вольтметр используется только в случае снятия вольт-амперных характеристик (ВАХ) шунтирующих резисторов ЭВР. Основным элементом ИЛН является автотрансформатор Т1, содержащий обмотку с отпайками, к которым присоединены тиристоры VD1 - VD14. Тиристоры VD1 - VD10 образуют один полюс питания, a VD11 - VD14 - другой. Переключение отпаек автотрансформатора Т1 разбито на два цикла общей длительностью 0,2 с. На всем интервале времени первого цикла, равного 0,1 с, включены тиристоры VD11 и VD12. На втором интервале времени в работу вступают тиристоры VD13 и VD14.
Рассмотрим процессы на первом интервале.
Схема управления СУ (разработана инж. Ярошинским В. Г.) подает одновременно два одинаковых сигнала на открытие тиристоров VD1 и VD11, VD12 с запаздыванием относительно момента перехода питающего напряжения через нулевое значение, равным ta (рис. 2). Длительность сигналов

где Т - период промышленной частоты; к = 0,5 - 0,8 - коэффициент отстройки.

Перечень дефектов ЭВР


Узел ЭВР

№ Наименование дефекта

Фарфоровая
покрышка

  1. Загрязнение наружной поверхности фарфоровой покрышки
  2. Сколы ребер фарфоровой покрышки
  3. Трещины ребер фарфоровой покрышки
  4. Наружные сколы тела фарфоровой покрышки
  5. Наружные трещины тепа фарфоровой покрышки
  6. Выкрашивание цементных швов
  7. Плохая окраска наружных цементных швов
  8. Загрязнение внутренней поверхности фарфоровой покрышки
  9. Внутренние трещины тела фарфоровой покрышки
  10. Трещина фланца
  11. Непрочищенные отверстия для стока воды

Верхний
(нижний)
узел
уплотнения

  1. Деформация резиновой прокладки
  2. Поломка болтов на фланце
  3. Ржавчина на крышках
  4. Незапаянное контрольное отверстие на крышке
  5. Трещина крышки

Комплект дисков рабочего резистора

  1. Разрушение дисков рабочего резистора
  2. Отклеивание фиксирующих фетровых наклеек дисков рабочего резистора
  3. Увлажнение дисков рабочего резистора

Блок единичных искровых промежутков

  1. Загрязнение поверхности фарфорового цилиндрического корпуса (корпусов)
  2. Поломка шунтирующих резисторов
  3. Деформация картонных фиксаторов фарфорового цилиндрического корпуса (корпусов)
  4. Ржавчина стальных перемычек между шунтирующими резисторами
  5. Поломка стальных перемычек между шунтирующими резисторами
  6. Увлажнение шунтирующих резисторов
  7. Поломка шунтирующих конденсаторов

Оценка
входных
испытаний

  1. Пониженное сопротивление
  2. Повышенное сопротивление
  3. Пониженный контрольный ток проводимости
  4. Повышенный контрольный ток проводимости
  5. Пониженное пробивное напряжение
  6. Повышенное пробивное напряжение
  7. ЭВР негерметичен

 

К первичной обмотке высоковольтного трансформатора 72 подключаются отпайки обмотки автотрансформатора 77, дающие 5% всего диапазона регулирования выходного напряжения ивых. Через тиристор VD1 начнет протекать ток ίVDI. На рис. 2 промежуток времени между моментами спада до нуля напряжения uвых и тока iVDI обозначен tβ.
Время tβ регулируется подбором емкости конденсатора С, включенного через первичную обмотку трансформатора тока ТА параллельно обмотке низкого напряжения высоковольтного трансформатора 72.

Рис. 2. Кривые напряжения и тока на выходе источника линейно нарастающего по амплитуде синусоидального напряжения

Рис. 3. Напряжение на выходе ИЛН при двух циклах работы тиристоров

Через время 0,5 T после открытия тиристора VD1 в начале второй половины периода промышленной частоты снова формируются два сигнала, которые подаются на управляющие электроды тиристоров VD2 и VD11, VD12. Эти тиристоры включают отпайки T1, дающие уже 10% диапазона регулирования ивых.  
Между моментами спада тока iVD1 до нуля и отпиранием тиристора VD2 существует промежуток времени, достаточный для надежного запирания VD1 и предотвращения короткого замыкания части обмотки T1, заключенной между VD1 и VD2.
На этом промежутке напряжение ивых не спадает до нуля благодаря разряду емкости С на обмотку низкого напряжения трансформатора Т2. Крутой фронт нарастающего напряжения в момент включения тиристора VD2 создает переходный процесс, который существует на начальном участке синусоиды Uвых, быстро затухает и вследствие этого не влияет на уровень пробивного напряжения промышленной частоты. Через открытый тиристор VD2 начинает протекает ток iVD2.
Далее процесс повторяется для тиристора VD3 и т.д. При этом все большее число витков трансформатора 77 подключается к низковольтной обмотке трансформатора 72, что приводит к линейному возрастанию амплитуды ивых в каждом полу- периоде.
Через время tц1 = 0,1 с после начала процесса, когда заканчивается первый цикл и спадает к нулю ток, протекающий через тиристор VD10, начинается второй цикл и возникает очередная пара сигналов управления. Один из них снова откроет тиристор VD1, а второй - вместо тиристоров VD11 и VD12 поступит на VD13 и VD14. Это приводит к тому, что в работу включается новая часть обмотки трансформатора Т1, число витков в которой равно числу витков, заключенных между отпайками, присоединенными к тиристорам VD11, VD12 и VD10. На всем протяжении второго цикла tп2 = 0,1 с тиристоры VD13 и VD14 открываются на каждом полупериоде напряжения ивых, а тиристоры VD1 - VD10 вступают в работу последовательно в соответствии с номером полупериода. Благодаря этому продолжается линейное нарастание амплитуды синусоидального напряжения (рис. 3). Общее число полупериодов в первом и втором циклах равно 20.
В состав схемы управления СУ входит полупроводниковое реле, которое подключается к вторичной обмотке трансформатора тока ТА. Оно блокирует сигналы управления, если происходит пробой вентильного разрядника FV, сопровождающийся резким возрастанием тока в первичной обмотке ТА. Его уставка отстраивается от суммы тока холостого хода Т2 и приведенного максимального тока ЭВР непосредственно перед его пробоем. Предельное амплитудное значение тока ЭВР перед его пробоем - предпробойного тока проводимости iэвр(п) - принято 150 мА, что соответствует току 75 А в обмотке низкого напряжения трансформатора Т2 типа ИОМ-100/25. Используемая схема включения реле позволяет не только ограничить время протекания тока через сработавший ЭВР, но и защитить ИЛН от коротких замыканий по внешней цепи.
Вход ИЛН присоединен к регулировочному автотрансформатору T3, что позволяет изменять скорость нарастания амплитуды и вследствие этого получать пробой ЭВР на последнем, двадцатом, полупериоде напряжения. К высоковольтной обмотке трансформатора Т2 подключен делитель напряжения, собранный на резисторах R1 и R2, к низковольтному плечу которого присоединен первый пиковый вольтметр ПВ1. Для контроля тока в цепи ЭВР FV используется резистор R3, к которому может подключаться второй пиковый вольтметр ПВ2. Пиковый вольтметр ПВ1 запоминает максимальное напряжение, подававшееся на ЭВР. Это может быть UЭвр(п),  если по факту сигнализации действия полупроводникового реле в схеме управления фиксируется пробой ЭВР.


Единичный искровой промежуток с магнитным гашением дуги
Рис. 5. Единичный искровой промежуток с магнитным гашением дуги



 
« Ремонт трансформаторов и низковольтных аппаратов   Ремонт ВЛ под напряжением »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.