W artykule przedstawiono przykładowe metody kontroli stanu zużycia wyłącznika średniego napięcia w czasie normalnej pracy oraz stosowane rozwiązania w nowoczesnych, inteligentnych sterownikach polowych. Implementacja metod diagnostyki wyłącznika w znaczny sposób podnosi bezpieczeństwo i ciągłość dostaw energii elektrycznej. Korzystanie z takich rozwiązań wynika z dostosowania sterowników polowych do inteligentnych sieci smart grid.
Wyłącznik jest podstawowym i głównym aparatem elektrycznym każdego pola rozdzielczego średniego i wysokiego napięcia. Od niego zależy nie tylko poprawne funkcjonowanie pojedynczego pola rozdzielczego, ale i działanie całej rozdzielni. Diagnostyka tak kluczowego elementu jest podstawą bezawaryjnego działania rozdzielni i bezprzerwowej dostawy energii elektrycznej do odbiorców. Nowo projektowane urządzenia zabezpieczeniowe integrują już w sobie mechanizmy, których zadaniem jest dostarczenie informacji diagnostycznych o stanie zużycia wyłącznika, awariach jak i prognozowanie wystąpienia awarii łącznika w przyszłości.
Metody diagnostyki obejmują badanie: obwodów sterowania, zużycia zestyków prądowych, rozszczelnienia komór wyłącznikowych, utratę medium chłodniczego SF6, drgań elementów konstrukcyjnych, temperatury zestyków oraz liczby operacji łączeniowych. Poniżej przedstawiono przykładowe metody diagnostyczne stosowane w inteligentnych sterownikach polowych [1].
Utrata ciągłości obwodów sterowania lub uszkodzenie cewki otwierającej lub zamykającej jest jedną z najczęściej występujących awarii łącznika głównego. Awaria takiego typu może powstać przez wysunięcie kabla sterującego z zacisków mocujących bądź uszkodzenie cewki na skutek przepięć indukowanych w obwodzie. Na rys. 1 przedstawiono przykładowy, uproszczony schemat układu diagnostycznego ciągłości obwodu sterowania wyłącznika i kontroli cewek. Standardowo w tego typu układach kontrolowane są napięcia na dwóch cewkach wyłączających (CW1, CW2) i jednej zamykającej (CZ).
Rys. 1. Schemat układu diagnostycznego ciągłości odwodu sterowania i kontroli cewek wyłącznika.
Układ składa się ze sterowanego źródła prądowego ZP zasilanego z napięcia sterującego cewką wyłącznika Uz i układu pomiarowego napięcia PN. Diagnostyka stanu polega na oszacowaniu rezystancji cewki sterującej na podstawie pomiaru napięcia, jakie występuje na zaciskach cewki (CW1, CW2, CZ) przy załączonym źródle prądowym. Źródło prądowe załączane jest impulsowo na czas 50 ms w cyklach 20 s. Przykładowy przebieg sterowania źródłem prądowym ZP przedstawiono na rys. 2.
Rys. 2. Przebieg czasowy sterowania źródła prądowego ZP.
Oszacowanie uszkodzenia cewek polega na stwierdzeniu, czy mierzona rezystancja cewek mieści się w zadanych zakresach na podstawie pomiaru napięcia przy stałej wartości prądu pomiarowego. Jeżeli napięcie na cewce przy załączonym źródle prądowym jest niższe niż wartość Uk1 - należy uznać, że obwód sterowania jest zwarty. Powodem tego może być zwarta cewka lub zwarcie na przewodach sterujących. Jeżeli natomiast napięcie mieści się w zakresie od Uk1 do Uk2 - należy uznać, że rezystancja cewki i obwodów sterujących mieszczą się w poprawnym zakresie rezystancji. W przypadku przekroczenia przez mierzone napięcie wartości Uk2 należy przyjąć, że obwód sterowania jest rozwarty. Graficzną interpretację metody przedstawiono na rys. 3. Poprawny zakres działania to:
Rys. 3. Poziomy akceptacji poprawnego stanu napięć na cewkach wyłącznika.
|
REKLAMA |
REKLAMA |