Problematyka badań eksploatacyjnych wyłączników mocy

Każde alternatywne rozwiązanie technologiczne w porównaniu do powszechnie rozpoznanych i stosowanych powoduje powstanie nowych wyzwań. Jednym z nich jest kwestia badań urządzeń elektrycznych zainstalowanych wewnątrz szczelnie zamkniętej obudowy rozdzielnicy GIS. Skutkuje to ograniczonym dostępem do samych urządzeń, co jest tożsame z ograniczonym dostępem do punktów pomiarowych. W trakcie badań odbiorczych (FAT i SAT) rozdzielnicy możliwe jest dokonanie pomiarów poszczególnych urządzeń z osobna, ponieważ nie są one jeszcze ze sobą połączone. Po kompletnym połączeniu wszystkich modułów i oddaniu rozdzielnicy do eksploatacji wykonanie badań okresowych może w pewnych sytuacjach okazać się problematyczne.

Autorzy podjęli temat dotyczący problematyki badań eksploatacyjnych wyłączników mocy zamkniętych w obudowie rozdzielnicy GIS. W pierwszej kolejności przedstawiono ogólną charakterystykę obiektu badań, kolejno zaś zaprezentowano wyniki przeprowadzonych pomiarów wraz z dyskusją.

Skrócony opis badanej rozdzielnicy GIS

Rozdzielnica GIS typu ELK-04 (rys. 1.) jest zaprojektowana do pracy w sieci o napięciu znamionowym nieprzekraczającym 123 kV oraz prądzie roboczym 2500 A. Pojedyncze pole badanej rozdzielnicy zawiera trójsystemowy układ szyn zbiorczych, w którego skład wchodzą następujące elementy łączeniowe i pomiarowe:

• dwa odłączniki szynowe Q31, Q32 plus jeden zintegrowany odłącznik szynowy – uziemnik,
• wyłącznik mocy Q1,
• odłącznik liniowy – uziemnik pola QZ21,
• odłącznik przekładników napięciowych Q33,
• uziemnik linii tzw. „szybki” Q41,
• przekładniki prądowe T1 wykonane w formie toroidalnej, nakładanej na szynoprzewód, oraz przekładniki napięciowe T5, podłączone na odpływie pola.

Na rysunku 1. zaznaczono również podłączenie zestawu testowego CIBANO 500 do pomiarów wyłącznika. Szczegóły podłączenia zostaną wyjaśnione na dalszym etapie.

Opis wyłącznika mocy

Konstrukcja elementów głównych wyłącznika ELK-04 klasyfikowana jest jako typ samoprężny, samowydmuchowy, z jedną komorą przerywaczą dla każdego bieguna osobno, a zastosowany układ gaszenia łuku elektrycznego wewnątrz komory przerywacza określany jest jako „auto-puffer” [1].

Źródłem energii potrzebnym do zmiany pozycji wyłącznika (ZAMKNIĘTY/OTWARTY) jest sprężynowy zasobnik energii mechanicznej typu HMB. Zasobnik wykonany jest ze sprężyn talerzowych, a całą pracę mechanizmu w przybliżeniu można opisać w sposób następujący: silnik elektryczny (rys. 2. – 1) zasila wysokociśnieniową pompę hydrauliczną, która poprzez tłok zasobnikowy prasuje (ściska) talerze sprężynowe (rys. 2. – 5), gromadząc w ten sposób zapasy energii potrzebnej do wykonania określonej liczby cykli łączeniowych. Wymagany nacisk sprężyn ustalany jest poprzez położenie wyłącznika krańcowego (rys. 2. – 6.), który przerywa obwód zasilania silnika zbrojenia.

W skład zasobnika energii mechanicznej wchodzą moduły (rys. 2.): zazbrajania, zasobnikowy – z zespołem sprężyn talerzowych, roboczy – z tłokiem i wbudowanym tłumikiem położenia końcowego, monitoringu – ze sprężynowym łącznikiem krańcowym, sterowania – z zaworami pilotującymi otwierania i zamykania.

Obwody sterownicze wyłącznika (rys. 4.) oprócz elementów głównych, takich jak cewki wyłączające (OW1, OW2), cewka załącz (ZW) oraz silnik zbrojenia napędu (M), zawierają szereg dodatkowych przekaźników pomocniczych i blokujących. Zgodnie z projektem obwodów wtórnych sterowania wyłącznikiem wydzielone zostały trzy niezależne obwody zasilania napięciem stałym DC o wartości 220 V: obwód podstawowy, rezerwowy oraz zasilanie silnika. Na schemacie (rys. 3.) zaznaczono miejsca podłączenia obwodów sterowania wyłącznikiem od testera. Jako źródło sterowania wybrano obwód podstawowy.

Z punktu widzenia pomiarów wyłącznika oraz całościowej oceny stanu technicznego ważne jest, aby osoba wykonująca badanie zaznajomiła się zarówno ze schematem wewnętrznych obwodów sterowania samego wyłącznika, jak i jego połączenia z obwodami wtórnymi stacji. W ten sposób możliwe jest skontrolowanie dotrzymania wymaganych parametrów technicznych wyłącznika, ale także – co równie ważne – jego współpracy z obwodami stacji. Wątek ten zostanie opisany szczegółowo na przykładzie otrzymanych wyników pomiarów.

Pomiary

Największym wyzwaniem przy pomiarach wyłączników zainstalowanych w rozdzielnicach GIS jest możliwość (lub jej brak) rozłączenia jednej strony wyłącznika od uziemienia. W ślad za tym idzie wybór odpowiedniej metody pomiarowej oraz zakres możliwych do wykonania badań.

W analizowanym typie rozdzielnicy ELK-04 jest dostęp do rozłączenia uziemienia jednej strony pola (rys. 1. – szyna przy Q41). Skorzystano z tej funkcjonalności i przeprowadzono badania wariantowe (wyłącznik uziemiony jedno – i dwustronnie). Celem dodatkowych prób jest porównanie wyników pomiarów dla różnych metod diagnostycznych. Zakres wykonanych prób zestawiono w tabeli 1. Dane do oceny stanu technicznego badanego wyłącznika zaczerpnięto z [2].

Mechanizm napędowy. Opis metody CSM do pomiaru charakterystycznych czasów wyłącznika

Zazwyczaj algorytmy pomiarowe zaimplementowane w zestawach testowych identyfikują pozycję styków głównych wyłącznika jako „zamknięty” lub „otwarty” poprzez porównanie zmierzonych wartości rezystancji przejścia z wartościami progowymi.

Pomiar charakterystycznych czasów dla tej metody jest stosowany z powodzeniem w przypadku wyłączników jednostronnie i dwustronnie uziemionych. W tym drugim przypadku pod warunkiem, że wartość rezystancji przejścia styku głównego R_Wył jest dużo mniejsza od rezystancji przejścia przez uziemienie R_Uz:

W takiej sytuacji (2) przyjmując R_Uz = 10 mΩ, R_Wył = 0,1 mΩ, oraz ustawioną wartość progową R_prog = 5 mΩ:

Wyłącznik zamknięty

Wyłącznik otwarty

Dla wyłączników dwustronnie uziemionych, zainstalowanych w rozdzielnicach typu GIS, warunek (2) jest praktycznie niemożliwy do osiągnięcia z uwagi na porównywalną wartość rezystancji uziemienia R_Uz z wartością R_Wył (zakres set µΩ ). W konsekwencji skutkuje to brakiem możliwości zastosowania algorytmu (2) do pomiaru czasów charakterystycznych w rozdzielnicach typu GIS. Z tego też powodu opracowano metodę CSM (ang. Current Sensor Measurement), która identyfikuje pozycję styków głównych wyłącznika (zamknięty/otwarty), mierząc wartość napięcia na zaciskach wtórnych cewki Rogowskiego.

Mówiąc w dużym uproszczeniu, wystarczającym na potrzeby zrozumienia zasady CSM: dla sygnału prądu przemiennego it(t), przepływającego przez obwód pierwotny cewki Rogowskiego, wartość napięcia indukowanego urog(t) w sprzężonym magnetycznie M obwodzie wtórnym jest proporcjonalna do pochodnej natężenia tego prądu. W przypadku wymuszenia przez obwód pierwotny cewki Rogowskiego prądu stałego it(t) = 100 A dc, wartość napięcia indukowanego urog(t) będzie równa 0 mV. Jednakże w momencie zmiany pozycji wyłącznika (zamknięty – otwarty, otwarty – zamknięty) będzie dochodziło do zmiany rozpływu prądów (rys. 4.), co z powodzeniem może być wykorzystane do identyfikowania zmiany pozycji wyłącznika, znając jego pozycję wyjściową.

W praktycznej realizacji wykorzystania metody CSM montowane są trzy cewki Rogowskiego (każda z osobna na fazę) w miejscu połączenia uziemnika do wspólnego uziemienia. Dla analizowanego przypadku jest to uziemnik Q41 (rys. 1.).

Przykład wyników rejestracji pomiaru charakterystycznych czasów przedstawiono na rysunku 5.

Wartości binarne pozycji wyłącznika przy wymuszeniu prądu testu 200 A dc wynikają z pomiaru napięć indukowanych na uzwojeniu wtórnym cewek Rogowskiego, tzn. dla wyjściowej pozycji styków głównych, jako zamknięte; identyfikacja otwarcia każdej kolumny z osobna jest tożsama z ustabilizowaniem się wartości wtórnej napięcia cewki Rogowskiego równej ~ 0 mV.

Wyniki pomiarów charakterystycznych czasów wyłącznika i parametrów wyzwalaczy

Przystępując do testów mających na celu ocenę działania wyzwalaczy sterujących (cewka załącz, wyłącz) w zakresie pomiaru charakterystycznych czasów wyłącznika, tj.: przy załączaniu, wyłączaniu, dla cyklu zamknij – otwórz, niejednoczesności przy zamykaniu i otwieraniu, podłączono zestaw testowy zgodnie z projektem obwodów wtórnych pola.

Zgodnie z zaleceniami producenta, chcąc porównywać wartości zmierzonych czasów z dopuszczalnymi, należy zasilać wyzwalacze sterujące wartością napięcia odpowiadającą jej parametrom znamionowym oraz kontrolować właściwy stan zbrojenia sprężyn mechanizmu napędowego. Podczas pomiarów spełniono powyższe wymagania.

Otrzymane wyniki pomiarów dla cyklu wyłączenia wskazały wydłużony czas działania, tj.: 74,12 ms przy dopuszczalnej górnej granicy 35 ms (przekroczenie o 111%). Analizując przebieg wartości chwilowych prądu wyzwalacza wyłączającego OW (rys. 6a), stwierdzono nieprawidłową jego pracę. Moment podania napięcia zasilającego wyzwalacza nie jest tożsamy z momentem rozpoczęcia pobierania prądu, co wyjaśniać może wydłużony czas działania. Przeprowadzono dodatkową analizę obwodów wewnętrznych wyłącznika oraz ich powiązania z obwodami sterującymi pola. Stwierdzono błędne podłączenie sygnału sterującego na cewkę OW, ponieważ sygnał ten był podłączony do przekaźnika pomocniczego CPOW i dopiero jego pobudzenie skutkowało podaniem napięcia na wyzwalacz sterujący OW. 

Zmieniając podłączenie, tj. ciągłe pobudzenie przekaźnika CPOW (rys. 6b), a impulsowanie bezpośrednio na cewkę OW, spowodowano jego prawidłową pracę oraz uzyskano wymagane czasy działania, tj. 25,41 ms. Przy takim podejściu możliwa jest weryfikacja nie tylko samych wyzwalaczy sterujących wyłącznika, ale również kontrola ich podłączenia do obwodów sterujących pola, a więc de facto sprawdzenie fragmentu projektu obwodów wtórnych.

Należy podkreślić, jak ważny jest to aspekt. W przypadku powstania zwarcia na obiekcie, który jest zasilany przez wyłącznik, czas jego całkowitego otwarcia odgrywa ogromną rolę w kwestii ograniczenia skutków niszczących, tj. cieplnych i mechanicznych, wywołanych przepływem prądu zwarciowego. Ogólnie rzecz ujmując: im krótszy jest czas przepływu prądu zwarciowego, tym większa szansa na ograniczenie zniszczeń. W zakresie oddziaływania prądu zwarciowego dodatkowy czas otwarcia wyłącznika (74,12 – 25,41 = 48,71 ms) może być katastrofalny w skutkach.

Omówiony przypadek wskazuje, że istnieje potrzeba, aby osoby zajmujące się diagnostyką wyłączników mocy spojrzały trochę szerzej, aniżeli jedynie na obwody badanego wyłącznika. Stosując właściwe podłączenie obwodów pola z obwodami wewnętrznymi wyłącznika, uzyskano prawidłowe działanie wyzwalaczy w zakresie wykonanych prób (tab. 2.).

Przeprowadzono dodatkowe badania mające na celu porównanie wyników czasów charakterystycznych otrzymanych przy zastosowaniu różnych metod, tj. metodą CSM i na podstawie pomiaru rezystancji. Otrzymane wyniki (tab. 3.) są ze sobą zbieżne, a różnice wyników mogą być przyczyną niepowtarzalności wartości uzyskanych z pomiarów.

Silnik zbrojenia napędu

Ocenę stanu technicznego mechanizmu napędowego przeprowadzono, wykorzystując wyniki pomiarów parametrów pracy silnika szeregowo bocznikowego w zestawieniu z wartościami dopuszczalnymi przez producenta (tab. 4.).

Analizie poddano również rejestrację przebiegu czasowego prądu silnika, tj. prąd udarowy i ciągły podczas procesu ściskania talerzy sprężynowych napędu. Graficzną reprezentację zarejestrowanych wyników przedstawiono na oscylografie (rys. 7.).

Na podstawie otrzymanych wyników (tab. 4.) oraz analizy profilu prądu (rys. 7.) stwierdza się brak przekroczenia wartości dopuszczalnych, a tym samym ocena pracy mechanizmu napędowego w zakresie wykonanych pomiarów jest pozytywna.

Rezystancja toru głównego

Pomiarem, który jest najbardziej problematyczny w kontekście możliwości dokonania właściwej oceny otrzymanych wyników, jest pomiar rezystancji styków głównych wyłącznika R_Wył. Opinia ta motywowana jest fizycznym brakiem bezpośredniego dostępu do styków przyłączeniowych wyłącznika, co skutkuje niemożnością wyznaczenia rezystancji samego styku głównego, a w konsekwencji – dokonania jego bezpośredniej oceny.

Możliwe jest dokonanie pośredniej oceny kondycji styków wyłącznika poprzez pomiar wypadkowej rezystancji całego toru głównego. Pod pojęciem tym należy rozumieć wszystkie elementy wchodzące w obwód pomiarowy, którego obszar ograniczony jest dostępem do podłączenia zestawu testowego.

W analizowanym przypadku rozdzielnicy ELK-04 elementy wchodzące w skład mierzonej rezystancji „toru głównego” R_TG to (rys. 8.): zastępcza rezystancja połączeń pomiędzy modułami pola R_poł, zastępcza rezystancja szynoprzewodów R_SzP, rezystancja styków głównych wyłącznika.

W alternatywnym przypadku, tj. przy braku sposobności odłączenia jednej strony pola od uziemienia, dodatkowym utrudnieniem byłoby uwzględnienie równolegle połączonej rezystancji uziemienia R_Uz (zamknięty odłącznik Q_UZ) oraz rozpływ prądu testu I_T na dwa składniki, którego część I₁ płynie przez rezystancję RTG, a część I₂ przez uziemienie.

W celu określenia rezystancji R_TG należałoby wykonać dwuetapowy pomiar rezystancji przy wyłączniku: (1) zamkniętym R_{Wył_Z}, (2) otwartym R_{Wył_O}. Następnie należy obliczeniowo wyznaczyć rezystancję R_TG, jako:

Zakładając dostęp do wyników badań odbiorczych przy tym samym układzie pomiarowym, który jest stosowany również przy pomiarach okresowych, zmiana wartości wyznaczonej rezystancji toru głównego może wskazywać na (rys. 8.):

• pogorszenie (np. poluzowanie) któregokolwiek z połączeń między elementami pola, tj. szynoprzewód–łącznik, szynoprzewód–szynoprzewód,
• pogorszenie jakości połączenia odłącznika QZ22 lub uziemnika QZ33, Q41,
• pogorszenie jakości połączenia po styku głównego wyłącznika Q1.

Powyższe dowodzi poparcia przedstawionej przez autorów tezy, jakoby bezpośrednia ocena stanu technicznego styku głównego wyłącznika była niemożliwa.

Rezystancja dynamiczna

Najczęściej stosowaną metodą oceny stanu technicznego styku opalnego jest pomiar tzw. rezystancji dynamicznej. Oznacza to, że mając możliwość wymuszenia przepływu prądu przez styki główne wyłącznika przy jednostronnym uziemieniu, w sposób ciągły rejestrowana jest wartość wymuszonego prądu oraz mierzonej na „torze głównym” straty napięcia. Ostatecznie rezystancja dynamiczna jest wynikiem ilorazu zarejestrowanych wartości napięcia i prądu podczas całego cyklu łączeniowego załączania lub wyłączania. Jako uzupełnienie pomiaru dodatkowo rejestrowany jest przebieg ruchu styku. Dzięki połączeniu obu wyników możliwe jest uzyskanie większej ilości istotnych informacji na temat kondycji zarówno całości mechanizmu napędowego oraz styku opalnego. Na rysunku 9. przedstawiono szczegółowo sposób podłączenia czujnika do pomiaru ruchu (drogi) styku.

Do oceny ruchu styku głównego brana jest pod uwagę wartość przebytej drogi określonej w jednostce odległości (milimetr). Zważywszy że czujnik obrotowy dokonuje pomiaru wartości kątowej Lobr w stopniach, należy dokonać konwersji otrzymanych danych pomiarowych, uwzględniając wartość całkowitej drogi Ln podanej przez producenta (115 mm) [2]:

Dla zmierzonej wartości obrotowej całkowitej drogi wartość współczynnika C wynosi (rys. 10.):

Dysponując rejestracją ciągłą drogi przebytej przez styki wyłącznika w jednostce odległości, możliwe jest przeprowadzenie dogłębnej analizy otrzymanych wyników pomiarów oraz ich oceny. 

Istotne informacje diagnostyczne, możliwe do oczytania z wykresu (rys. 11.):

• całkowita droga, jaką wykonują styki główne, której miarą jest różnica pomiędzy skrajnymi pozycjami, np. otwarty – zamknięty; jest to również informacja o długości przerwy izolacyjnej pomiędzy biegunami wyłącznika,
• prędkość, z jaką porusza się styk wyłącznika,
• właściwości elementów mechanicznych wyłącznika odpowiedzialnych za tłumienie, które można analizować poprzez pomiar odległości, o jaką została przekroczona całkowita droga, długość i czas odbić.

Uzupełniając pomiar ruchu (drogi) o pomiar rezystancji dynamicznej, możliwe jest wyznaczenie długości styku opalnego (łuku elektrycznego).

Skorelowane ze sobą wyniki pomiarów ruchu oraz rezystancji dynamicznej (rys. 12.) dla cyklu wyłączania (rys.12a) oraz załączania (rys.12b) pozwoliły na określenie wcześniej omówionych parametrów, których wyniki zestawiono poniżej zarejestrowanych grafów przebiegów. 

Z powodu braku danych wartości dopuszczalnych przez producenta wybrane wartości zmierzone odniesiono do danych zawartych w raporcie pomiarowym z laboratorium KEMA [3]. Na ich podstawie stwierdza się, że w zakresie przeprowadzonych prób wyłącznik nadaje się do dalszej eksploatacji.

Dysponując danymi z pomiaru długości styku opalnego (rys. 12.), przeprowadzono dodatkowe próby celem poszukiwania alternatywnej metody sprawdzenia kondycji styków opalnych przy założeniu braku możliwości odłączenia uziemienia od jednej ze stron wyłącznika.

W tym celu porównano wyniki pomiarów (rys. 12.) z pomiarem długości trwania napięcia indukowanego w uzwojeniu wtórnym cewki Rogowskiego, wykorzystując wcześniej omówioną metodę CSM. Otrzymane wyniki (rys. 13.) dowodzą, że istnieje możliwość oszacowania długości styku opalnego z zadowalającą dokładnością: 15,59 mm uzyskano przy pomiarze rezystancji dynamicznej, a 15,68 mm – z pomiarów przy użyciu metody CSM.

Wpływ prób prądem stałym na pracę przekładników prądowych

Podczas badań wyłącznika zabudowanego wewnątrz rozdzielnicy GIS wielokrotnie jako źródło wymuszenia sygnału pomiarowego stosuje się sygnał prądu stałego dc. Wartość amplitudy prądu testu mieści się w zakresie od 100 do 200 A (najczęściej). Należy mieć to na uwadze, wiedząc, że w obwodzie pomiarowym znajdują się przekładniki prądowe (rys. 1.) oraz jaki to będzie miało wpływ na ich prawidłową pracę w zakresie transformacji prądów roboczych i zwarciowych (szczególnie).

W celu zilustrowania wspomnianego problemu wykonano pomiary uzupełniające (rys. 14.), mające na celu sprawdzenie potencjalnych przyczyn pozostawienia rdzeni przekładników prądowych w stanie namagnesowania po wykonanych próbach prądem stałym. Zakres analiz zawężono wyłącznie do rdzenia przekładnika, który zasila układy elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ).

Wykonano pomiary wybranych parametrów przekładnika (rezystancja uzwojenia, charakterystyka magnesowania, remanent szczątkowy, obciążenie robocze), wykorzystując urządzenie CTAnalyzer (rys. 14.1). Na podstawie zebranych danych pomiarowych algorytm programu urządzenia opracował model matematyczny badanego przekładnika (rys. 14.2), który następnie został wykorzystany w komputerowych badaniach symulacyjnych.

W programie symulacyjnym RelaySimTest opracowano fragment sieci (rys. 14.4), odwzorowując badane pole rozdzielcze wraz z jego najważniejszymi elementami, takimi jak: łączniki, przekaźnik zabezpieczeniowy, przekładnik prądowy z wykorzystaniem wyników pomiarów dla opcji rdzenia przekładnika prądowego, bez uwzględnienia rozmagnesowania rdzenia („rdzeń namagnesowany”) oraz z fizycznym uwzględnieniem rozmagnesowania rdzenia („rdzeń rozmagnesowany”). Zamodelowane dwa przekładniki pozwolą na bezpośrednie wskazanie wpływu rozmagnesowania rdzenia na pracę urządzeń do niego przyłączonych.

Dysponując kompletem danych, przeprowadzono symulacje zwarciowe (rys. 14.5), rozróżniając dwa miejsca zwarcia. Jako jeden z możliwych scenariuszy zwarciowych zamodelowano zwarcie 1-fazowe (L1-E) na odpływie badanego pola, tj. linia przesyłowa 110 kV. Zarejestrowane przebiegi wartości chwilowych prądów w chwili poprzedzającej oraz równej momentowi powstania zwarcia przedstawiono na rysunku 15.

Wskutek przepływu prądu stałego w obwodzie pierwotnym przekładnika jego obwód magnetyczny (rdzeń) zostaje namagnesowany, czego konsekwencją jest zmiana (obniżenie się) punktów charakterystyki magnesowania, co prowadzi do wcześniejszego nasycenia rdzenia przekładnika. W rezultacie prowadzi to do niewłaściwej transformacji, zniekształcając przebieg prądu wtórnego znacznie wcześniej (rys. 15b) w porównaniu z rdzeniem, w którym nie występuje wstępny remanent (rys. 15a). Różnica czasu nasycenia się rdzenia w analizowanym przypadku wynosi 19,4 ms, co w obszarze EAZ może znacząco wydłużyć proces podejmowania decyzji o wyłączeniu uszkodzonego obiektu.

W uzupełnieniu do przedstawionych wyników na rysunku 16. przedstawiono nałożone na siebie trzy przebiegi prądu wtórnego analizowanego przekładnika. Linią przerywaną zaznaczono wartość prądu wtórnego „wzorcowego”, modelując idealny transformator, tzn. taki, który przetwarza prąd pierwotny na wartość wtórną, uwzględniając wyłącznie przekładnię zwojową, całkowicie natomiast pominięto gałąź poprzeczną schematu zastępczego (brak efektu nasycenia rdzenia). Linia czerwona jest to przebieg prądu wtórnego dla rdzenia przekładnika z wstępną remanencją 67%, linia niebieska – bez wstępnej remanencji.

Odnosząc się bezpośrednio do występowania początkowej remanencji w obwodzie przekładnika prądowego, przedstawiono wpływ na działanie trzech wybranych kryteriów zabezpieczeniowych, tj. funkcji: nadprądowej (rys. 17a) – zwarcie F1, odległościowej (rys. 17b) – zwarcie F1.

Dla funkcji nadprądowej w chwili t = 20,4 ms, porównując wartości prądu dla przekładnika z remanencją 67% względem 0%, dochodzi do obniżenia wartości skutecznej prądu o około 47%. W przypadku funkcji odległościowej analogicznie jak dla przykładu funkcji nadprądowej dochodzi do zafałszowania w dół wyznaczanej impedancji zwarcia o 39%.

Przedstawione rozważania na temat wpływu pozostawienia namagnesowanych rdzeni przekładników prądowych dowodzą, jak ważne jest, aby po zakończonych pomiarach wyłączników w rozdzielnicach GIS przeprowadzić procedurę rozmagnesowania. Tester wykorzystany do badań ma taką funkcjonalność, generując od strony pierwotnej przekładników sygnał o zmiennej w czasie amplitudzie i polaryzacji sygnału.

Podsumowanie

Spośród całego zakresu przeprowadzonych badań najistotniejsze spostrzeżenia dotyczą kwestii:

• miejsca, w którym podłączane jest urządzenie testujące; wyniki przeprowadzonych prób wykazały, że należy podłączać aparaturę testującą zgodnie z projektem obwodów wtórnych pola, w którym zainstalowany jest wyłącznik – podejście takie daje możliwość zweryfikowania zarówno czasów własnych wyłącznika, których ocena polega na porównaniu z wartościami dopuszczalnymi przez producenta, jak i prawidłowości podłączenia obwodów sterujących układów EAZ do wyłącznika,
• znaczenia niewykonania dodatkowych czynności po skończeniu pomiarów wyłącznika – chodzi tutaj o brak rozmagnesowania rdzeni przekładników prądowych, którego potencjalne skutki mogą mieć istotny wpływ na poprawność działania układów EAZ,
• w przypadku braku możliwości rozłączenia uziemienia od jednej strony wyłącznika wykazano możliwości przeprowadzenia pomiarów charakterystycznych czasów z wykorzystaniem metody CSM dla wyłącznika (pola) dwustronnie uziemionego,
• wykorzystując pomiary ruchu styku, wykazano możliwość wyznaczenia długości połączenia styku opalnego na podstawie pomiaru indukowanego napięcia wtórnego cewki Rogowskiego (rys. 13.) w sytuacji dwustronnie uziemionego wyłącznika.

Literatura

1. Broszura produktu nr ABB_1HDX580101pl_ELK-04.
2. Dokumentacja techniczno-ruchowa rozdzielnicy GIS typ. EXK-0 nr 1HDG918103Epl.
3. A. Gul, Próby laboratoryjne potwierdzające wysokie bezpieczeństwo eksploatacji oraz niezawodność GIS 110 kV typu ELK-04 w stacjach energetycznych z dużymi prądami zwarciowymi, czerwiec 2016.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!