Чому моніторинг щільності газу SF6 має значення для надійності високовольтного автоматичного вимикача?

АнЗовнішній елегазовий вимикачможе перебувати на підстанції місяцями без роботи, а потім його покликають перервати струм замикання в десятки кілоампер за кілька десятків мілісекунд. Ізоляція та здатність гасити дугу, які роблять це можливим, залежать від однієї фізичної властивості: щільності елегазу всередині переривника. Сам по собі тиск не дає повної інформації, оскільки тиск змінюється залежно від температури, навіть якщо маса газу постійна. Щільність, тобто маса газу на одиницю об’єму, залишається постійною, доки газ не виходить. Ось чому моніторинг щільності, а не просто вимірювання тиску, є вимірюванням, яке пов’язує стан газу із захисною здатністю вимикача. Вимикач, який повільно втрачає газ, все ще може показувати нормальний тиск у холодний ранок і стан тривоги в спекотний день, або навпаки. Моніторинг щільності усуває цю неоднозначність.

Для команди закупівель, яка займається закупівлею зовнішніх елегазових вимикачів, система моніторингу щільності не є аксесуаром. Саме рівень моніторингу стану визначає, чи можна покластися на вимикач для усунення несправності та чи можна запланувати технічне обслуговування до того, як втрата газу стане несправністю. У цій статті пояснюється, що означає щільність SF6, чому моніторинг щільності є функцією надійності, а не зручністю обслуговування, як монітор щільності виявляє витік до того, як він стане несправністю, які технічні характеристики повинні перевіряти покупці та як закупівлі можуть перевірити ефективність моніторингу перед розміщенням замовлення. Наша фабрика Lugao Power Co., Ltd. інтегрує моніторинг щільності в елегазові вимикачі для зовнішнього використання, які ми постачаємо, а наведені нижче вказівки відображають питання проектування та закупівлі, які ми вирішуємо з нашими клієнтами.

Зміст

• 1. Що насправді являє собою щільність елегазу в автоматичному вимикачі?
• 2. Чому моніторинг щільності є функцією надійності, а не зручністю обслуговування?
• 3. Як монітор щільності виявляє витік до того, як він стане несправністю?
• 4. Які технічні характеристики повинні перевіряти покупці монітора щільності?
• 5. Як закупівлі повинні перевіряти ефективність моніторингу щільності?
• 6. Часті запитання (FAQ)
• 7. Висновок

1. Що насправді являє собою щільність елегазу в автоматичному вимикачі?

Щільність елегазу – це маса гексафториду сірки на одиницю об’єму всередині герметичної камери. Це властивість, яка визначає діелектричну міцність газу та його здатність гасити дугу. Коли переривник заповнюється на заводі, газ подається до заданої щільності при стандартній температурі, як правило, 20°C. Ця щільність відповідає певному тиску при цій температурі, а зв’язок між тиском, температурою та щільністю описується газовими законами та коефіцієнтом стисливості елегазу. Якщо газ витікає, щільність падає. Якщо температура підвищується, тиск зростає, але щільність не змінюється, якщо корпус герметичний.

Це ключова відмінність, яку повинні розуміти покупці. Манометр показує тиск всередині корпусу. У холодний ранок тиск може бути нижчим за порогове значення, навіть якщо густина газу правильна. У спекотний день тиск може перевищувати порогове значення тривоги, навіть якщо щільність газу впала через витік. Монітор щільності компенсує температуру та повідомляє щільність або тиск, скоригований до еталонної температури, так що показання відображають фактичну масу газу в камері. У таблиці нижче порівнюються два методи вимірювання.

Значення щільності безпосередньо пов'язане з продуктивністю рубильника. Діелектрична міцність елегазу приблизно пропорційна його щільності, а здатність гасити дугу залежить від щільності газу в надувній камері. Вимикач, який працює зі зниженою щільністю, все ще може відкрити несправність, але запас надійності зменшується, а ризик повторного спрацьовування або неможливості переривання зростає. Ось чому пороги щільності, рівні тривоги та рівні блокування встановлюються з урахуванням номінальної продуктивності вимикача, а не з посиланням на загальне значення тиску.

На нашому заводі ми наповнюємо кожен зовнішній елегазовий вимикач до заданої щільності та перевіряємо щільність за контрольної температури перед відправленням. Ми також звіряємо налаштування сигналізації та блокування монітора щільності з номіналом вимикача. Мета полягає в тому, щоб забезпечити, щоб система моніторингу повідомляла про стан газу в ті ж терміни, що й продуктивність вимикача.

2. Чому моніторинг щільності є функцією надійності, а не зручністю обслуговування?

Моніторинг щільності є функцією надійності, оскільки це єдиний постійний показник здатності вимикача виконувати свою захисну роль. Вимикач, який втратив щільність газу, може все ще працювати, але його запас ізоляції та його здатність до гасіння дуги зменшуються. Без моніторингу щільності втрата може залишатися непоміченою, поки вимикач не буде викликаний для переривання несправності, і відмова може статися в момент найбільших наслідків. За допомогою моніторингу щільності втрата визначається як тенденція, тривога запускається при першому пороговому значенні, і технічне обслуговування може бути заплановано до досягнення порогового значення блокування.

Наведений нижче сценарій ілюструє різницю між вимикачем із моніторингом щільності та без нього, використовуючи повільний витік, який розвивається протягом кількох місяців.

• 1 місяць:Невеликий витік починається з ущільнення. Щільність газу падає на частки відсотка. Монітор щільності фіксує значення, і тенденція нижче порогового значення сигналізації. Жодних дій не потрібно, але тенденцію видно в записі моніторингу.
• Місяць 2:Щільність продовжує падати. Наближено перший поріг тривоги монітора. Система керування реєструє наближення, а команда технічного обслуговування отримує сповіщення для планування перевірки.
• 3 місяць:Перший поріг тривоги досягнуто. Монітор замикає контакт тривоги, а система SCADA генерує замовлення на технічне обслуговування. Вимикач залишається в роботі, але технічне обслуговування заплановано до наступного порогового значення.
• Місяць 4:Витік усувається під час планового відключення. Щільність відновлюється, і монітор повертається до свого нормального стану. Вимикач продовжує працювати без незапланованого відключення.
• Без моніторингу:Витік залишається непоміченим. Щільність падає нижче порогу блокування. Вимикач може бути не в змозі перервати несправність або він може вийти з ладу під час звичайної роботи. Результатом є незаплановане відключення та потенційна подія безпеки.

Функція надійності також помітна в тому, як монітор щільності взаємодіє з системою керування та захисту вимикача. Контакти сигналізації та блокування монітора підключені до системи керування станцією, і вони можуть блокувати закриття, ініціювати тривогу або спрацьовувати вимикач залежно від філософії станції. Ця інтеграція робить монітор щільності частиною захисного ланцюга, а не просто датчиком на панелі. У наведеній нижче таблиці підсумовано функції монітора щільності в ланцюжку надійності.

наLugao Power Co., Ltd., наша фабрика інтегрує моніторинг щільності в зовнішні елегазові вимикачі, які ми постачаємо, з контактами сигналізації та блокування, підключеними до інтерфейсу керування станцією. Ми також надаємо параметри порогу щільності та контрольну температуру для кожного вимикача. Мета полягає в тому, щоб зробити монітор щільності робочою частиною ланцюжка надійності, а не пасивним індикатором.

3. Як монітор щільності виявляє витік до того, як він стане несправністю?

Монітор щільності виявляє витік шляхом безперервного вимірювання щільності газу та порівняння її з пороговими значеннями тривоги та блокування. Монітор зазвичай являє собою реле тиску з температурною компенсацією або комбінований блок датчика та перемикача. Він містить чутливий елемент тиску, чутливий елемент температури та механізм, який компенсує показання тиску до контрольної температури. Компенсоване значення порівнюється з заданими значеннями, і контакти змінюють стан при перетині порогів. Таким чином, виявлення витоків є пороговою функцією, але тенденція між пороговими значеннями є тим, що дозволяє групі технічного обслуговування діяти до збою.

Система моніторингу має три рівні: локальний монітор, інтерфейс сигналу та система керування станцією. Місцевий монітор встановлений на вимикачі та забезпечує візуальну індикацію та контактні виходи. Сигнальний інтерфейс передає контакти до системи керування станцією. Система керування станцією реєструє тривоги та тренди. У таблиці нижче описано шари та їхні ролі.

Виявлення витоку до того, як він стане несправністю, залежить від порогових налаштувань і реакції технічного обслуговування. Якщо перший поріг тривоги встановлено надто близько до порогу блокування, команда технічного обслуговування має мало часу, щоб діяти. Якщо перший поріг нагадування встановлено надто далеко від порогу блокування, нагадування може розглядатися як незручність. Правильні налаштування визначаються на основі номінальної щільності вимикача, специфікації швидкості витоку та інтервалу технічного обслуговування. Наша фабрика в Лугао встановлює порогові значення щільності для кожного зовнішнього елегазового вимикача з посиланням на рейтинг вимикача та філософію технічного обслуговування замовника, і ми документуємо налаштування в посібнику з продукту.

Для покупця налаштування порогу є специфікацією, яку слід переглянути перед розміщенням замовлення. Постачальник повинен вказати щільність першої сигналізації, щільність блокування, контрольну температуру та специфікацію швидкості витоку. Постачальник, який надає лише загальний монітор щільності без порогових налаштувань, є постачальником, який залишає функцію надійності незавершеною.

4. Які технічні характеристики повинні перевіряти покупці монітора щільності?

Технічні характеристики, які мають значення для монітора щільності, поділяються на чотири групи: точність вимірювання, діапазон заданих точок, рейтинг контакту та рейтинг навколишнього середовища. Точність вимірювання визначає, чи можна довіряти показанням щільності. Діапазон заданих значень визначає, чи можна налаштувати монітор на порогові значення вимикача. Рейтинг контактів визначає, чи може монітор керувати інтерфейсом керування станцією. Екологічний рейтинг визначає, чи зможе монітор вижити в середовищі зовнішньої підстанції. У таблиці нижче наведено технічні характеристики типового монітора щільності, який використовується на зовнішньому елегазовому вимикачі.

Особливої ​​уваги заслуговує характеристика точності. Якщо точність монітора становить +/- 2% повної шкали, а запас між номінальною щільністю та першим сигналом тривоги становить лише 5%, тоді похибка вимірювання займає значну частину запасу. Покупець повинен підтвердити, що точність відповідає налаштуванням сигналізації та блокування, а монітор відкалібровано за еталонною температурою. Наша фабрика Lugao Power Co., Ltd. калібрує монітори щільності для наших зовнішніх елегазових вимикачів і надає сертифікат калібрування разом із вимикачем. Мета полягає в тому, щоб зчитування щільності було достатньо точним для підтримки функції надійності.

Для покупця технічні характеристики монітора щільності мають бути вказані в замовленні на купівлю, а не залишатися на вибір постачальника за замовчуванням. Перші контрольні точки тривоги та блокування, контрольна температура та номінальний контакт повинні бути підтверджені проектом станції. Постачальник, який приймає ці вимоги та документує налаштування, є постачальником, який розглядає монітор щільності як частину вимикача, а не як запізнілу думку.

5. Як закупівлі повинні перевіряти ефективність моніторингу щільності?

Закупівлі повинні підтверджувати ефективність моніторингу щільності, вимагаючи сертифіката калібрування, запису заданого значення, звіту про контактні випробування та звіту про випробування рівня витоку. Перевірку слід завершити до відправлення вимикача, а документи слід зберегти для обліку технічного обслуговування станції. Контрольний список нижче містить кроки перевірки.

Наша фабрика Lugao Power Co., Ltd. надає ці документи разом із зовнішніми елегазовими вимикачами, які ми постачаємо. Ми також надаємо модель монітора щільності, дату калібрування та задані значення в документації продукту. Мета полягає в тому, щоб надати покупцям докази, необхідні для підтвердження того, що система моніторингу щільності виконуватиме свою функцію надійності на станції.

Для покупця перевірка також повинна включати огляд процесу перевірки витоків постачальника. Вимикач, який заправлений і перевірений на заводі, але протікає під час експлуатації, є вимикачем, який спрацьовує тривогу та потребує технічного обслуговування. Перед розміщенням замовлення слід переглянути специфікацію постачальника щодо рівня витоку та метод заводських випробувань. Постачальник, який надає специфікацію рівня витоку та звіт про випробування, є постачальником, який контролює стан газу, а не просто встановлює монітор.

6. Часті запитання (FAQ)

Запитання 1: Чому моніторинг щільності є більш надійним, ніж моніторинг тиску для елегазового вимикача?

Відповідь: Тиск змінюється з температурою, навіть якщо маса газу постійна, тому показання тиску можуть вводити в оману в холодний або жаркий день. Моніторинг щільності компенсує температуру та повідомляє фактичну масу газу на одиницю об’єму, яка є властивістю, яка визначає діелектричну міцність і здатність гасити дугу. Тому монітор щільності відображає справжній стан вимикача, тоді як манометр може викликати помилкові сигнали тривоги або маскувати справжній витік.

Запитання 2: Які типові порогові значення тривоги та блокування для моніторингу щільності SF6?

Відповідь: типовий перший поріг тривоги становить від 90% до 95% від номінальної щільності, а поріг блокування становить від 85% до 90% від номінальної щільності. Точні значення залежать від конструкції вимикача та принципів обслуговування. Перший аварійний сигнал дозволяє планове технічне обслуговування до досягнення блокування, а блокування запобігає роботі за межами номінальних можливостей. Порогові значення мають бути встановлені з посиланням на номінал вимикача та задокументовані в інструкції до продукту.

Запитання 3: Як монітор щільності виявляє повільний витік?

Відповідь: Монітор щільності безперервно вимірює щільність із температурною компенсацією та порівнює її з заданими значеннями сигналізації та блокування. Повільний витік призводить до поступового зниження щільності, і монітор фіксує тенденцію. Коли досягнуто першого порогового значення тривоги, монітор замикає контакт тривоги, а система керування станцією генерує сповіщення про технічне обслуговування. Дані тенденцій між пороговими значеннями дозволяють групі технічного обслуговування запланувати ремонт до того, як буде досягнуто блокування.

Запитання 4: Яка точність повинна вимагатися від монітора щільності?

Відповідь: типовий монітор щільності має точність від +/- 1% до +/- 2% повної шкали. Необхідна точність залежить від різниці між номінальною щільністю та першим порогом сигналізації. Якщо запас невеликий, необхідна вища точність, щоб уникнути помилкових тривог. Покупець повинен підтвердити, що точність відповідає налаштуванням сигналізації та блокування, а монітор відкалібровано за еталонною температурою.

Запитання 5: Яка документація повинна супроводжувати монітор щільності зовнішнього елегазового вимикача?

Відповідь: документація повинна включати сертифікат калібрування, запис заданого значення для першого сигналу тривоги та блокування, звіт про випробування контакту, звіт про випробування рівня витоку та документацію про порогове значення в посібнику до виробу. Ці документи дозволяють покупцеві перевірити, чи система моніторингу щільності відкалібрована, налаштована та протестована перед введенням вимикача в експлуатацію.

7. Висновок

Контроль щільності елегазу має значення для надійності високовольтного автоматичного вимикача, оскільки щільність, а не тиск, є властивістю, яка визначає ізоляцію вимикача та здатність гасити дугу. Монітор щільності компенсує температуру, виявляє повільні витоки як тенденцію та забезпечує сигналізацію та контакти блокування, які дозволяють планувати технічне обслуговування до того, як втрата газу стане несправністю. Для груп із закупівель монітор щільності є функцією надійності, а не аксесуаром, і технічні характеристики, задані значення та документація повинні бути перевірені перед замовленням вимикача. Наша фабрика Lugao Power Co., Ltd. інтегрує моніторинг щільності в елегазові вимикачі для зовнішнього використання, які ми постачаємо, і надає покупцям необхідну документацію про калібрування, задане значення та перевірку на герметичність. Якщо ви купуєте зовнішній елегазовий вимикач і вам потрібно підтвердити ефективність моніторингу щільності, зв’яжіться з нашою командою, щоб обговорити задані значення та документацію для вашої станції.

Зверніться до Lugao Power Co., Ltd. сьогодніщоб обговорити ваші вимоги до елегазового вимикача для зовнішнього використання та отримати специфікації моніторингу щільності та документацію для вашої програми.