Avec la croissance rapide de l'économie nationale ces dernières années, le développement du réseau électrique a également ouvert la voie à de nouvelles opportunités historiques. L'appareillage de commutation blindé débrochable sous boîtier métallique kV AC (ci-après dénommé appareillage de commutation) a été largement utilisé dans les systèmes électriques en raison de ses avantages tels qu'une structure compacte et raisonnable, de bonnes performances de protection, des fonctions de verrouillage fiables à « cinq -épreuves », une maintenance pratique, un fonctionnement simple et une fiabilité opérationnelle élevée. Cependant, dans les applications pratiques, certaines lacunes de l'appareillage lui-même sont également apparues, telles que l'appareillage de commutation d'arrivée basse tension du transformateur principal étant sujet à la surchauffe et l'absence de système de surveillance de la température à l'intérieur de l'armoire. Si ces problèmes ne sont pas résolus, ils constitueront des dangers cachés pour la sécurité de la production. L'analyse et la discussion suivantes abordent les problèmes et les solutions liés à l'appareillage de commutation.
Problèmes de surchauffe dans l'appareillage de commutation
L'appareillage de commutation est sujet à la surchauffe en raison de divers facteurs, ce qui peut réduire considérablement l'isolation de l'équipement et compromettre la sécurité de son fonctionnement. Ceci est plus important dans l'appareillage de commutation de ligne d'arrivée basse tension (lien de bus) du transformateur principal. L’analyse suivante se concentrera sur ce type d’appareillage.
Mauvaise dissipation thermique en raison de facteurs de niveau de protection
Pour empêcher les personnes de s'approcher des pièces sous tension à haute tension et de toucher les pièces mobiles de l'appareillage de commutation à haute tension, et pour surmonter l'inconvénient des appareillages de commutation ouverts sujets aux courts-circuits causés par des corps étrangers pénétrant dans l'équipement, les fabricants conçoivent généralement conformément aux dispositions de classification du niveau de protection de la norme nationale DL/T404-1997 "Conditions techniques pour la commande d'appareillages de commutation à haute tension CA d'intérieur".
Généralement, le niveau de protection des appareillages de commutation actuels est fixé à IP4X et utilise essentiellement un boîtier métallique entièrement fermé. Un tel appareillage de commutation est très sensible à une mauvaise dissipation thermique et à des températures élevées, entraînant une détérioration et une dégradation des performances d'isolation des composants après un fonctionnement à long terme-, créant ainsi des faiblesses d'isolation. Ces dernières années, les pannes d'équipement ou les accidents causés par une mauvaise isolation ont augmenté d'année en année. Par conséquent, le phénomène de mauvaise dissipation thermique à l’intérieur de l’armoire doit être hautement prioritaire.
Certaines unités et fabricants remplacent généralement la fenêtre d'observation de l'appareillage en dessous de 4 000 A par une fenêtre de ventilation et utilisent rarement la méthode de dissipation thermique active du ventilateur à flux transversal - (ci-après dénommé ventilateur). De manière générale, il y a trois raisons : (1) Désormais, les ventilateurs ne sont généralement utilisés que dans les appareillages de commutation à courant élevé (4 000 A et plus) ; (2) Il existe peu de fabricants nationaux qui produisent de tels ventilateurs et la qualité ne peut être garantie. L'appareillage est équipé de ventilateurs, ce qui augmente le coût d'investissement ; (3) La poussière apportée par le fonctionnement du ventilateur affecte l'isolation à l'intérieur de l'appareillage et le bruit est relativement important.
Chaleur générée par les équipements à l'intérieur de l'armoire
Les bus, sectionneurs et autres composants sont installés dans l'espace confiné de l'appareillage latéral 1 kV du transformateur principal. La chaleur qu’ils génèrent a un impact significatif sur la température interne de l’armoire.
Surchauffe des jeux de barres
Le faible espacement entre les jeux de barres, la mauvaise qualité des matériaux en cuivre, la petite section transversale et les nombreux points de connexion les rendent sujets à l'oxydation et à un mauvais contact, entraînant des températures élevées aux points de connexion. Lorsque la température à l'intérieur de l'armoire est élevée, la capacité de transport de courant-des jeux de barres diminue, ce qui entraîne une capacité de transport de courant réduite. Il convient particulièrement de noter que les jeux de barres 10 kV existants utilisent souvent des gaines thermorétractables pour augmenter l'isolation, mais lorsque les jeux de barres surchauffent gravement, les manchons isolants peuvent se rompre, provoquant potentiellement des courts-circuits entre phases.
Les problèmes ci-dessus peuvent être résolus par les mesures suivantes : (1) Sélection de fabricants dotés de processus de conception et de fabrication avancés ; (2) Augmenter l'espacement entre les jeux de barres et, si nécessaire, modifier les canaux de décompression de l'appareillage ; (3) Utiliser des matériaux en cuivre de haute-qualité et de grande taille-pour augmenter la capacité de transport de courant-des jeux de barres ; (4) Étamage-ou argent-des surfaces de connexion électrique et application de vaseline ou de pâte conductrice lors de la mise en service de l'équipement et du nettoyage des jeux de barres pour réduire la résistance de contact ; (5) Augmentation des mesures de dissipation thermique à l’intérieur de l’armoire.
Surchauffe des contacts isolants
Ces dernières années, les accidents d'équipement causés par une surchauffe due à un mauvais contact des contacts d'isolement sur le chariot du disjoncteur dans l'appareillage de commutation ont augmenté d'année en année. En raison de la structure inhérente de l'appareillage, il est impossible d'observer l'engagement des contacts d'isolement et des contacts fixes pendant le fonctionnement du chariot disjoncteur. Par conséquent, un contrôle strict doit être exercé lors de l'acceptation d'un nouvel équipement, en vérifiant soigneusement si les vis du contact d'isolation dans la nouvelle armoire sont en bon contact pour éviter que le contact d'isolation ne soit trop desserré ou trop serré ; lors de l'entretien courant des jeux de barres et des chariots de disjoncteurs, il convient d'accorder une attention particulière aux contacts d'isolement ; les vis et les ressorts des contacts isolants doivent être soigneusement inspectés et les ressorts doivent être remplacés régulièrement pour empêcher efficacement les ressorts de vieillir après des ouvertures et fermetures répétées des contacts isolants, conduisant à une connexion desserrée ; pendant la maintenance, de la vaseline ou une pâte conductrice doit être appliquée sur les contacts isolants pour réduire la résistance de contact.
Problèmes de surchauffe du transformateur de courant
Actuellement, les transformateurs de courant (TC) montés en armoire adoptent généralement une structure moulée en résine époxy entièrement scellée. Cependant, dans les circuits à courant élevé-, en raison de limitations structurelles, deux connexions supplémentaires sont nécessaires pour atteindre la source de chaleur. De plus, l'effet de dissipation thermique de l'enroulement primaire et du noyau dans la structure moulée entièrement scellée est médiocre, ce qui entraîne de graves problèmes de surchauffe dans les TC internes lors d'un fonctionnement à courant élevé-. Sur la base de l'expérience opérationnelle de notre bureau, pour les TC montés en armoire-avec un courant nominal de 2 000 A et plus, tout en garantissant les distances de sécurité internes, il est recommandé d'utiliser un TC à structure centrale traversante-pour améliorer la dissipation thermique. L’expérience opérationnelle pratique a prouvé son efficacité.
L'équipement à l'intérieur de l'armoire est soumis à une forte charge
Ces dernières années, lors des périodes de pointe de consommation électrique en hiver et en été, certaines sous-stations ont fonctionné à pleine charge pendant des périodes prolongées. En particulier lorsqu'un transformateur dans la sous-station est en cours de maintenance, le transformateur principal est sujet à une pleine charge et à une surcharge, ce qui entraîne un flux de courant important à travers l'appareillage de commutation de ligne entrante basse tension - (liaison de bus) du transformateur principal, provoquant une génération de chaleur importante dans les composants internes. Dans ces conditions d'alimentation et de consommation d'énergie, les agences de répartition de l'électricité devraient organiser rationnellement le mode de fonctionnement du réseau électrique, améliorer la prévision de la charge, réduire la fréquence de maintenance des équipements, garantir la qualité de la maintenance et minimiser les pannes de courant répétées.
Limites des fenêtres d'observation
GB 3906-91 "Appareillage sous enveloppe métallique 3-35 kV AC" 6.1.6 stipule ce qui suit concernant les fenêtres d'observation : "Les fenêtres d'observation doivent répondre au niveau de protection spécifié par la source de lumière externe. Les fenêtres d'observation doivent être recouvertes de matériaux ignifuges transparents avec une résistance mécanique similaire à celle de l'enceinte et doivent avoir un dégagement électrique suffisant ou un blindage électrostatique pour empêcher la formation de charges statiques dangereuses. L'emplacement de la fenêtre d'observation doit faciliter l'observation de l'équipement d'exploitation interne." Il est évident que la norme nationale ne fournit pas de réglementations très claires sur le nombre, la zone, l'emplacement d'installation et la clarté des fenêtres d'observation dans l'appareillage, ce qui entraîne certains problèmes avec les fenêtres d'observation à l'arrière de l'appareillage (ci-après dénommé « panneau arrière ») en fonctionnement réel.
L'appareillage ne dispose pas d'un système de surveillance de la température
Actuellement, les défauts d’isolation provoqués par des températures internes trop élevées dans les appareillages de commutation restent difficiles à prévenir, ce qui rend la surveillance de la température essentielle. Un appareil de mesure de la température peut être installé à l'intérieur de l'appareillage en conjonction avec un relais de courant pour activer un ventilateur. Lorsque la température interne ou le courant dans le relais atteint une certaine valeur, le ventilateur commence à refroidir l'appareillage. Si la température continue d'augmenter après le démarrage du ventilateur et atteint une certaine valeur, un signal d'alarme sera émis pour avertir l'opérateur d'une manipulation rapide. Alternativement, un appareil de mesure de la température peut être installé pour émettre un signal d'alarme dès que la température interne dépasse une valeur définie.
Étant donné que l'équipement à l'intérieur de l'appareillage fonctionne à haute tension, la mesure de la température en ligne ne peut être effectuée qu'à l'aide de thermomètres infrarouges sans-contact. Compte tenu du coût élevé d’une telle surveillance en ligne, une utilisation généralisée n’est pas réalisable. Par conséquent, les thermomètres infrarouges à point unique-ne peuvent être installés que sur les équipements les plus sujets à la surchauffe.
Concernant la protection
L'équipement sur les jeux de barres 10 kV est sensible à des facteurs tels que les processus de fabrication, la qualité de l'installation, les petits animaux et l'erreur humaine. De plus, avec de nombreuses départs et des opérations fréquentes, la probabilité de panne est nettement plus élevée que sur les jeux de barres haute-tension et ultra-haute-tension. L'appareillage de commutation 2A1 exige que lorsqu'un défaut d'arc se produit sur un équipement 10 kV, l'arc de court-circuit - continue de brûler avant que le disjoncteur ne se déclenche. La durée de combustion de l'arc est la somme du temps de déclenchement de la protection et du temps de déclenchement du disjoncteur. La plupart des appareils de commutation vendus sur le marché sont fabriqués conformément à la norme internationale CEI 60298 « Appareillage de commutation et de commande sous enveloppe métallique CA au-dessus de 1 kV et 52 kV et moins », qui spécifie une durée de combustion de l'arc interne de 100 ms. Cela signifie que l'appareillage peut résister à une durée de combustion d'arc de 100 ms. Par conséquent, le dispositif de protection doit éliminer le défaut en moins de 100 ms pour empêcher le défaut de court-circuit d'arc -de se développer davantage et de causer des dommages plus importants.
Conclusion
L'appareillage de commutation intérieur 10 kV, avec sa petite taille, sa structure compacte, ses fonctions complètes « à cinq -épreuves » et son fonctionnement simple et fiable, a apporté une grande commodité et une grande assurance de sécurité à notre production, exploitation, inspection et maintenance, jouant un rôle de plus en plus important dans la construction de réseaux électriques modernes. Cependant, dans la production et l'exploitation réelles, certains facteurs dangereux existent toujours. Ce n'est qu'en affrontant ces problèmes, en les réfléchissant, en les analysant et en trouvant les mesures d'amélioration correspondantes que nous pourrons mieux garantir le fonctionnement sûr du réseau électrique.
À propos de nous
L'appareillage de commutation haute tension KYN 10 kV de Shaanxi Huadian est un appareillage de commutation métallique-débrochable méticuleusement conçu par notre société pour les systèmes de distribution d'énergie au niveau de tension 10 kV.. Le produit adhère strictement aux normes nationales et aux réglementations industrielles telles que GB3906 et DL/T404, intégrant une technologie d'isolation avancée et des méthodes de surveillance intelligentes. Il est largement utilisé dans les centrales électriques, les sous-stations, les entreprises industrielles et minières et les centres de distribution d'énergie des grands bâtiments, offrant une protection robuste aux nœuds critiques du système électrique. Pour toute demande de renseignements, veuillez nous contacter.
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