Miért fontos az SF6 gázsűrűség-ellenőrzés a nagyfeszültségű megszakítók megbízhatósága szempontjából?

AnKültéri SF6 megszakítóhónapokig üzem nélkül ülhet egy alállomáson, majd néhány tíz ezredmásodperc alatt megszakítja a több tíz kiloamperes hibaáramot. Az ezt lehetővé tevő szigetelés és ívoltó képesség egy fizikai tulajdonságtól függ: az SF6 gáz sűrűségétől a megszakítóban. A nyomás önmagában nem árulja el a teljes történetet, mert a nyomás akkor is változik a hőmérséklettel, ha a gáz tömege állandó. A sűrűség, amely a gáz térfogategységenkénti tömege, mindaddig állandó marad, amíg nem távozik gáz. Ez az oka annak, hogy a sűrűségfigyelés, nem az egyszerű nyomásmérő az a mérés, amely a gáz állapotát a megszakító védelmi képességével köti össze. Az a megszakító, amely lassan veszít gázból, továbbra is normál nyomást mutathat hideg reggelen, és riasztást meleg délutánon, vagy fordítva. A sűrűségfigyelés megszünteti ezt a kétértelműséget.

A kültéri SF6 megszakítókat beszerző beszerzési csapat számára a sűrűségfigyelő rendszer nem tartozék. Az állapotfigyelő réteg határozza meg, hogy a megszakítóra számítható-e a hiba megszakítása, és hogy meg lehet-e tervezni a karbantartást, mielőtt a gázveszteség meghibásodásgá válna. Ez a cikk elmagyarázza, mit jelent az SF6 sűrűsége, miért a sűrűségfigyelés megbízhatósági funkció, nem pedig karbantartási kényelem, hogyan észleli a sűrűségfigyelő a szivárgást, mielőtt az meghibásodna, mely specifikációkat kell a vásárlóknak ellenőrizniük, és hogyan ellenőrizheti a beszerzés a megfigyelési teljesítményt a megrendelés feladása előtt. Üzemünk a Lugao Power Co., Ltd.-nél. integrálja a sűrűségfigyelést az általunk szállított kültéri SF6 megszakítókba, és az alábbi útmutatás tükrözi azokat a tervezési és beszerzési kérdéseket, amelyekkel ügyfeleinkkel foglalkozunk.

Tartalomjegyzék

• 1. Mit jelent valójában az SF6 gázsűrűség egy megszakítóban?
• 2. Miért a sűrűségfigyelés megbízhatósági funkció, nem pedig karbantartási kényelem?
• 3. Hogyan észleli a sűrűségfigyelő a szivárgást, mielőtt meghibásodna?
• 4. Milyen jellemzőket kell a vásárlóknak ellenőrizniük a sűrűségmérőn?
• 5. Hogyan kell a beszerzésnek igazolnia a sűrűségfigyelés teljesítményét?
• 6. Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
• 7. Következtetés

1. Mit jelent valójában az SF6 gázsűrűség egy megszakítóban?

Az SF6 gázsűrűség a kén-hexafluorid térfogategységenkénti tömege a lezárt megszakítóban. Ez az a tulajdonság, amely meghatározza a gáz dielektromos szilárdságát és ívoltó képességét. Amikor a megszakítót gyárilag feltöltik, a gázt meghatározott sűrűségig vezetik be referenciahőmérsékleten, jellemzően 20°C-on. Ez a sűrűség egy meghatározott nyomásnak felel meg azon a hőmérsékleten, és a nyomás, a hőmérséklet és a sűrűség közötti összefüggést a gáztörvények és az SF6 összenyomhatósági tényezője írják le. Ha a gáz szivárog, a sűrűség csökken. Ha a hőmérséklet emelkedik, a nyomás emelkedik, de a sűrűség nem változik, feltéve, hogy a burkolat tömített.

Ez a legfontosabb különbség, amelyet a vásárlóknak meg kell érteniük. A nyomásmérő leolvassa a nyomást a burkolaton belül. Hideg reggelen a nyomás a riasztási küszöb alatt maradhat, bár a gáz sűrűsége megfelelő. Forró délutánon a nyomás a riasztási küszöb fölé emelkedhet, még akkor is, ha a gáz sűrűsége a szivárgás miatt csökkent. A sűrűségfigyelő kompenzálja a hőmérsékletet, és jelenti a sűrűséget vagy a nyomást egy referencia-hőmérsékletre korrigálva, így a leolvasás tükrözi a házban lévő gáz tényleges tömegét. Az alábbi táblázat összehasonlítja a két mérési megközelítést.

A sűrűség értéke közvetlenül kapcsolódik a megszakító teljesítményéhez. Az SF6 dielektromos szilárdsága nagyjából arányos a sűrűségével, az ívoltó képesség pedig a pufferkamrában lévő gáz sűrűségétől függ. A csökkentett sűrűséggel működő megszakító továbbra is hibát nyithat, de a biztonsági sáv csökken, és nő az újrakapcsolás vagy a megszakítás meghiúsulása kockázata. Ez az oka annak, hogy a sűrűségi küszöbértékek, a riasztási szintek és a zárolási szintek a megszakító névleges teljesítményére vonatkoznak, nem pedig egy általános nyomásértékre.

Üzemünkben minden egyes kültéri SF6 megszakítót meghatározott sűrűségig megtöltünk, és szállítás előtt ellenőrizzük a sűrűséget a referenciahőmérsékleten. Ellenőrizzük a sűrűségfigyelő riasztási és zárolási beállításait a megszakító besorolása alapján is. A cél annak biztosítása, hogy a felügyeleti rendszer a megszakító teljesítményével megegyezően jelentse a gáz állapotát.

2. Miért a sűrűségfigyelés megbízhatósági funkció, nem pedig karbantartási kényelem?

A sűrűségfigyelés egy megbízhatósági funkció, mert ez az egyetlen folyamatos jelzés arra vonatkozóan, hogy a megszakító képes ellátni védő szerepét. A gázsűrűséget vesztett megszakító továbbra is üzemben lehet, de a szigetelési határa és az ívoltó képessége csökken. Sűrűségellenőrzés nélkül a veszteség mindaddig észrevétlen marad, amíg a megszakítót meg nem szakítják, és a meghibásodás a legnagyobb következmények pillanatában következhet be. A sűrűségfigyelésnél a veszteséget trendként érzékeli, riasztást ad az első küszöbértéknél, és a karbantartás ütemezhető a zárolási küszöb elérése előtt.

Az alábbi forgatókönyv szemlélteti a különbséget a sűrűségfigyelővel rendelkező és a nélküli megszakítók között, lassú, több hónap alatt kialakuló szivárgást használva.

• 1. hónap:Egy kis szivárgás kezdődik a tömítésnél. A gáz sűrűsége a százalék töredékével csökken. A sűrűségfigyelő rögzíti az értéket, és a trend a riasztási küszöb alatt van. Nincs szükség intézkedésre, de a tendencia látható a megfigyelési rekordban.
• 2. hónap:A sűrűség tovább csökken. A monitor első riasztási küszöbéhez közeledik. A vezérlőrendszer naplózza a megközelítést, és a karbantartó csapat figyelmeztetést kap, hogy tervezzen egy ellenőrzést.
• 3. hónap:Elérte az első riasztási küszöböt. A monitor lezárja riasztási érintkezőjét, és a SCADA rendszer karbantartási munkaparancsot generál. A megszakító üzemben marad, de a karbantartást a következő küszöb előtt ütemezték.
• 4. hónap:A szivárgást a tervezett leállás során javítják. A sűrűség helyreáll, és a monitor visszatér normál állapotába. A megszakító nem tervezett leállás nélkül tovább működik.
• Felügyelet nélkül:A szivárgás észrevétlenül folytatódik. A sűrűség a zárolási küszöb alá esik. Előfordulhat, hogy a megszakító nem képes megszakítani a hibát, vagy meghibásodhat egy rutinművelet során. Az eredmény egy nem tervezett leállás és egy lehetséges biztonsági esemény.

A megbízhatósági funkció a sűrűségfigyelő és a megszakító vezérlő- és védelmi rendszerének interakciójában is látható. A monitor riasztó- és reteszelő érintkezői az állomásvezérlő rendszerhez vannak kötve, és az állomás filozófiájától függően blokkolhatják a zárást, riasztást kezdeményezhetnek vagy kioldhatják a megszakítót. Ez az integráció a sűrűségfigyelőt a védelmi lánc részévé teszi, nem csupán mérőeszközzé a panelen. Az alábbi táblázat összefoglalja a sűrűségfigyelő funkcióit a megbízhatósági láncban.

atLugao Power Co., Ltd., gyárunk a sűrűségfigyelést integrálja az általunk szállított kültéri SF6 megszakítókba, riasztó- és reteszelőérintkezőkkel, amelyek az állomásvezérlő interfészhez vannak vezetékezve. Ezenkívül minden megszakítóhoz megadjuk a sűrűség küszöbbeállításait és a referencia hőmérsékletet. A cél az, hogy a sűrűségfigyelő a megbízhatósági lánc működő része legyen, ne pedig passzív jelző.

3. Hogyan észleli a sűrűségfigyelő a szivárgást, mielőtt meghibásodna?

A sűrűségfigyelő úgy észleli a szivárgást, hogy folyamatosan méri a gáz sűrűségét, és összehasonlítja a riasztási és zárolási küszöbértékekkel. A monitor jellemzően hőmérséklet-kompenzált nyomáskapcsoló vagy kombinált érzékelő és kapcsoló egység. Tartalmaz egy nyomásérzékelő elemet, egy hőmérsékletérzékelő elemet és egy olyan mechanizmust, amely a nyomásértéket a referencia hőmérsékletre kompenzálja. A kompenzált értéket a rendszer összehasonlítja a beállított értékekkel, és az érintkezők állapotát megváltoztatja a küszöbértékek átlépésekor. A szivárgásészlelés ezért küszöbfüggvény, de a küszöbértékek közötti trend az, ami lehetővé teszi a karbantartó csapat számára, hogy a hiba előtt cselekedjen.

A felügyeleti rendszer három rétegből áll: a helyi monitorból, a jel interfészből és az állomásvezérlő rendszerből. A helyi monitor a megszakítóra van szerelve, és biztosítja a vizuális jelzést és az érintkező kimeneteket. A jel interfész az érintkezőket az állomásvezérlő rendszerhez viszi. Az állomásvezérlő rendszer naplózza a riasztásokat és a trendeket. Az alábbi táblázat leírja a rétegeket és azok szerepét.

A szivárgás meghibásodása előtti észlelése a küszöbbeállításoktól és a karbantartási reakciótól függ. Ha az első riasztási küszöb túl közel van beállítva a zárolási küszöbhöz, a karbantartó csapatnak kevés ideje marad a cselekvésre. Ha az első riasztási küszöb túl messze van beállítva a zárolási küszöbtől, a riasztás zavarónak minősülhet. A helyes beállítások a megszakító névleges sűrűségéből, a szivárgási sebesség specifikációjából és a karbantartási intervallumból származnak. Lugao-i gyárunk minden egyes kültéri SF6 megszakítóhoz beállítja a sűrűségi küszöbértékeket a megszakító besorolása és az ügyfél karbantartási filozófiája alapján, a beállításokat pedig dokumentáljuk a termék kézikönyvében.

A vevő számára a küszöbbeállítások olyan specifikációk, amelyeket a megrendelés feladása előtt át kell tekinteni. A szállítónak meg kell adnia az első riasztási sűrűséget, a zárolási sűrűséget, a referencia hőmérsékletet és a szivárgási sebesség specifikációját. Az a szállító, amely csak egy általános sűrűségfigyelőt biztosít a küszöbbeállítások nélkül, az a szállító, amely befejezetlenül hagyja a megbízhatósági funkciót.

4. Milyen jellemzőket kell a vásárlóknak ellenőrizniük a sűrűségmérőn?

A sűrűségfigyelőnél fontos jellemzők négy csoportba sorolhatók: mérési pontosság, beállítási tartomány, érintkezési minősítés és környezeti besorolás. A mérési pontosság határozza meg, hogy a sűrűségleolvasás megbízható-e. A beállítási pont tartomány határozza meg, hogy a monitor konfigurálható-e a megszakító küszöbértékeihez. Az érintkezők besorolása határozza meg, hogy a monitor képes-e vezérelni az állomásvezérlő interfészt. A környezeti besorolás határozza meg, hogy a monitor túléli-e a kültéri alállomási környezetet. Az alábbi táblázat a kültéri SF6 megszakítókon használt tipikus sűrűségfigyelő specifikációit mutatja be.

A pontossági specifikáció külön figyelmet érdemel. Ha a monitor pontossága a teljes skála +/- 2%-a, és a névleges sűrűség és az első riasztás közötti különbség csak 5%, akkor a mérési bizonytalanság felemészti a határérték nagy részét. A vevőnek meg kell erősítenie, hogy a pontosság összhangban van a riasztási és zárolási beállításokkal, és hogy a monitor a referencia hőmérsékleten van kalibrálva. Üzemünk a Lugao Power Co., Ltd.-nél. kalibrálja a kültéri SF6 megszakítóink sűrűségfigyelőit, és a megszakítóhoz mellékeli a kalibrációs tanúsítványt. A cél annak biztosítása, hogy a sűrűségleolvasás elég pontos legyen a megbízhatósági függvény támogatásához.

A vevő számára a sűrűségfigyelő specifikációit fel kell tüntetni a beszerzési megrendelésben, nem pedig a szállító alapértelmezett beállítására kell hagyni. Az első riasztási és zárolási alapértékeket, a referencia hőmérsékletet és az érintkezési névleges értéket meg kell erősíteni az állomás tervezésével. Az a szállító, aki elfogadja ezeket a követelményeket és dokumentálja a beállításokat, az a szállító, aki a sűrűségfigyelőt a megszakító részeként kezeli, nem pedig utólagos gondolatként.

5. Hogyan kell a beszerzésnek igazolnia a sűrűségfigyelés teljesítményét?

A beszerzésnek ellenőriznie kell a sűrűség-ellenőrzési teljesítményt kalibrálási tanúsítvány, alapjel-rekord, érintkezési vizsgálati jelentés és szivárgási arány vizsgálati jegyzőkönyv megkövetelésével. Az ellenőrzést a megszakító kiszállítása előtt be kell fejezni, és a dokumentumokat meg kell őrizni az állomás karbantartási nyilvántartása céljából. Az alábbi ellenőrzőlista az ellenőrzés lépéseit tartalmazza.

Üzemünk a Lugao Power Co., Ltd.-nél. ezeket a dokumentumokat az általunk szállított kültéri SF6 megszakítókkal látja el. A termékdokumentációban megadjuk a sűrűségfigyelő modelljét, a kalibrálás dátumát és az alapértékeket is. A cél az, hogy a vásárlóknak bizonyítékot adjanak annak megerősítéséhez, hogy a sűrűségfigyelő rendszer ellátja megbízhatósági funkcióját az állomáson.

A vevő esetében az ellenőrzésnek tartalmaznia kell a szállító szivárgásvizsgálati folyamatának áttekintését is. A gyárilag feltöltött és tesztelt, de üzem közben szivárgó megszakító olyan megszakító, amely riasztást vált ki és karbantartást igényel. A szállító szivárgási sebességre vonatkozó specifikációját és a gyári vizsgálati módszert a megrendelés feladása előtt át kell tekinteni. A szivárgási arányra vonatkozó specifikációt és a vizsgálati jelentést szolgáltató szállító az a beszállító, aki a gázállapotot is felügyeli, nem csak monitort telepít.

6. Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

1. kérdés: Miért megbízhatóbb a sűrűségfigyelés, mint az SF6 megszakító nyomásfigyelése?

Válasz: A nyomás akkor is változik a hőmérséklettel, ha a gáz tömege állandó, így a nyomásérték félrevezető lehet hideg vagy meleg napon. A sűrűségfigyelés kompenzálja a hőmérsékletet, és jelenti a térfogategységenkénti gáz tényleges tömegét, amely az a tulajdonság, amely meghatározza a dielektromos szilárdságot és az ívoltási képességet. A sűrűségfigyelő tehát a megszakító valódi állapotát tükrözi, míg a nyomásmérő téves riasztásokat produkálhat, vagy valódi szivárgást takarhat el.

2. kérdés: Melyek a tipikus riasztási és zárolási küszöbértékek az SF6 sűrűségfigyeléséhez?

Válasz: A tipikus első riasztási küszöbérték a névleges sűrűség 90-95%-a, a zárolási küszöb pedig a névleges sűrűség 85-90%-a. A pontos értékek a megszakító kialakításától és a karbantartási filozófiától függenek. Az első riasztás lehetővé teszi a tervezett karbantartást a lezárás elérése előtt, a reteszelés pedig megakadályozza a névleges kapacitáson kívüli működést. A küszöbértékeket a megszakító teljesítményére hivatkozva kell beállítani, és dokumentálni kell a termék kézikönyvében.

3. kérdés: Hogyan érzékeli a sűrűségfigyelő a lassú szivárgást?

Válasz: A sűrűségfigyelő folyamatosan méri a hőmérséklet-kompenzált sűrűséget, és összehasonlítja a riasztási és zárolási alapértékekkel. A lassú szivárgás hatására a sűrűség fokozatosan csökken, és a monitor rögzíti a trendet. Az első riasztási küszöb elérésekor a monitor lezárja a riasztási érintkezőt, és az állomásvezérlő rendszer karbantartási riasztást generál. A küszöbértékek közötti trendadatok lehetővé teszik a karbantartó csapat számára, hogy ütemezze a javítást a zárolás elérése előtt.

4. kérdés: Milyen pontosságot kell megkövetelnem a sűrűségfigyelőtől?

Válasz: Egy tipikus sűrűségfigyelő pontossága a teljes skála +/- 1%-a és +/- 2%-a között van. A szükséges pontosság a névleges sűrűség és az első riasztási küszöb közötti határtól függ. Ha a margó kicsi, nagyobb pontosságra van szükség a téves riasztások elkerülése érdekében. A vevőnek meg kell erősítenie, hogy a pontosság összhangban van a riasztási és zárolási beállításokkal, és hogy a monitort a referencia hőmérsékleten kalibrálták.

5. kérdés: Milyen dokumentációt kell mellékelni egy kültéri SF6 megszakítón lévő sűrűségfigyelőhöz?

Válasz: A dokumentációnak tartalmaznia kell a kalibrálási tanúsítványt, az első riasztás és lekapcsolás beállítási pontját, az érintkezési vizsgálati jelentést, a szivárgási arány vizsgálati jelentését és a termék kézikönyvében található küszöbértéket. Ezek a dokumentumok lehetővé teszik a vevő számára, hogy a megszakító üzembe helyezése előtt ellenőrizze, hogy a sűrűségfigyelő rendszert kalibrálták, konfigurálták és tesztelték.

7. Következtetés

Az SF6 gázsűrűség-ellenőrzés fontos a nagyfeszültségű megszakító megbízhatósága szempontjából, mivel a sűrűség, nem pedig a nyomás határozza meg a megszakító szigetelését és ívoltó képességét. A sűrűségfigyelő kompenzálja a hőmérsékletet, trendként érzékeli a lassú szivárgást, és biztosítja a riasztási és reteszelő érintkezőket, amelyek lehetővé teszik a karbantartás megtervezését, mielőtt a gázveszteség meghibásodást okozna. A beszerzési csoportok számára a sűrűségfigyelő megbízhatósági funkció, nem tartozék, és a megszakító megrendelése előtt ellenőrizni kell a specifikációkat, az alapértékeket és a dokumentációt. Üzemünk a Lugao Power Co., Ltd.-nél. integrálja a sűrűségfigyelést az általunk szállított kültéri SF6 áramkör-megszakítókba, és biztosítja a vevőknek szükséges kalibrálási, beállítási pontokat és szivárgásvizsgálati dokumentációt. Ha kültéri SF6 áramkör-megszakítót vásárol, és meg kell erősítenie a sűrűségfigyelés teljesítményét, forduljon csapatunkhoz, hogy megvitassák az állomása beállítási pontjait és dokumentációját.

Lépjen kapcsolatba a Lugao Power Co., Ltd.-vel. mahogy megvitassák a kültéri SF6 áramkör-megszakítóra vonatkozó követelményeket, és kérjék a sűrűségfelügyeleti specifikációkat és az alkalmazásához szükséges dokumentációt.