La resistencia de contacto es la resistencia que se forma cuando dos conductores están en contacto o conectados. Cuando la superficie de contacto se reduce y se oxida, la resistencia de contacto aumentará drásticamente. El tamaño de la resistencia de contacto es proporcional a la temperatura, y la resistencia está relacionada con la temperatura. A medida que la temperatura aumenta, la resistencia también lo hace. Como resultado, la resistencia de contacto y la temperatura aumentarán en un ciclo. La resistencia de contacto del circuito de corriente provoca que la resistencia del circuito secundario del transformador de corriente aumente, el error de medición del transformador de corriente se incremente y la caída de voltaje de la resistencia de contacto del circuito de voltaje también aumente.
1 Análisis de la influencia de la resistencia de contacto en el circuito eléctrico secundario
1.1 Influencia de la resistencia de contacto en el circuito de corriente
Existen muchos circuitos de corriente en el circuito secundario de corriente del sistema eléctrico que pertenecen a conexiones de enchufe y toma. Este tipo de método de conexión aumentará significativamente la resistencia de contacto en la unión, lo que representa una gran amenaza para el correcto funcionamiento de la protección de relés. La relación de corriente del circuito de corriente aumenta, y una resistencia de contacto excesiva también puede causar daños en equipos, incendios y otros accidentes debido al calor.
Por ejemplo, durante la revisión del generador No. 1 en la central térmica Datang en octubre de 2021, se descubrió que la unión del transformador de corriente de la primera fase en el lado de alta tensión del transformador No. 1 estaba suelta, lo que provocó que la resistencia máxima del circuito alcanzara 42Ω, pero el valor mínimo fue inferior a 2Ω. Calculando la corriente según el caso más grave, para la curva de error del 10% del transformador, cuando la protección diferencial del transformador principal tiene la máxima corriente de cortocircuito, el voltaje del circuito secundario del transformador de corriente es de 4800V, y la curva de características volt-amperio del transformador de corriente se satura alrededor de 300V. Calculando el error del transformador de corriente con la corriente nominal secundaria del transformador de 2A, el voltaje del circuito secundario es de aproximadamente 500V, que supera con creces los 300V de la curva de características volt-amperio del transformador de corriente. Del análisis se desprende que el circuito de corriente conectado mediante enchufe y toma no cumple en absoluto con los requisitos del sitio y debe modificarse durante la parada. Incluso después de ajustar la parte de conexión en ese momento, la resistencia de corriente continua del transformador de corriente es aceptable, pero debido a que el cable de conexión es largo, el cable tiene que soportar la intemperie al aire libre, y las personas en el transformador pueden alcanzar fácilmente el cable, permitiendo que la lluvia y la humedad entren. La oxidación y corrosión dentro del conector agravarán el aumento de la resistencia de contacto. En el extremo del generador en la sala de máquinas y en el transformador de corriente del punto neutro en la conexión, el personal puede alcanzar fácilmente el cable, y la vibración de la base del generador puede causar un cambio sustancial en la resistencia de contacto de la conexión en cualquier momento.
1.2 Influencia de la resistencia de contacto en el circuito secundario de voltaje
El lado de baja tensión del transformador de voltaje básicamente consta de un fusible y un interruptor automático, ambos con el problema de la resistencia de contacto. El mayor impacto se produce en el circuito de medición del contador de vatios-hora del generador. Cuando la caída de voltaje por resistencia de contacto del portafusibles y el interruptor automático es de 1V, y el voltaje nominal de baja tensión del transformador de voltaje es de 57V, provocará una pérdida del 1.75% en la facturación de electricidad. En particular, el transformador de voltaje del bus de 110kV tiene mucha carga, la corriente del circuito secundario es grande y la caída de voltaje por resistencia de contacto del portafusibles y el interruptor automático es mayor, lo que afecta directamente la medición de la electricidad suministrada a la red. Dado que el transformador de voltaje del bus del generador y el transformador de voltaje del bus de alta tensión están separados para protección, medición y control, el error del voltaje requerido por la protección puede ser mayor, por lo que el impacto en la protección puede ignorarse.
En segundo lugar, el transformador de tensión de la barra de 6 kV de la central eléctrica calcula la potencia del transformador de baja tensión de cada planta. La medición, cuantificación y protección del transformador de tensión de la barra de 6 kV no están separadas del circuito secundario, por lo que la carga del fusible y del interruptor de aire del transformador de tensión de la barra de 6 kV es muy grande, y la influencia de la caída de tensión por resistencia de contacto en la protección, medición y cuantificación no puede ignorarse. Si se calcula que la corriente de carga del fusible y del interruptor de aire del transformador de tensión de la barra de 6 kV es de 0,5 A, y la resistencia de contacto se estima en 20 Ω, entonces la caída de tensión causada por la resistencia de contacto alcanzará aproximadamente 10 V, lo cual no es la situación más grave. El fusible y el interruptor de aire del transformador de tensión de la barra de 6 kV presentan una alta resistencia de contacto debido a la gran carga secundaria, y es fácil que se sobrecalienten, provocando la fusión del fusible y la desconexión del interruptor. La mayoría de los transformadores de tensión de 6 kV están equipados con enchufes secundarios. Si el contacto de inserción y extracción no es bueno, existe una alta probabilidad de consecuencias graves. Por ejemplo, el transformador de potencial (PT) de medición del generador debe utilizarse en el circuito paralelo en el mismo período, y su medidor de medición, contador de energía y algunas protecciones también se emplean. La corriente de carga alcanza 0,5 A, y la resistencia de contacto llega a 40-50 Ω según la resistencia de contacto mencionada anteriormente, y el error de medición de tensión en el circuito será de 20-25 V, lo que en la conexión en paralelo de generadores provocaría una grave asincronía en la conexión a la red.
1.3 Influencia de la resistencia de contacto en circuitos de corriente continua
La influencia de la resistencia de contacto en el circuito de corriente continua se manifiesta principalmente en los contactos de los relés. Debido a condiciones ambientales como temperatura, humedad, contaminación, etc., los contactos de los relés pueden oxidarse y corroerse, y deformarse por vibraciones u otras causas. Esto provocará un cambio brusco en la resistencia de contacto de los relés. La capa de óxido en algunos contactos de relé es demasiado gruesa. La resistencia de la bobina de algunos relés es muy baja. Por ejemplo, la bobina de arranque por corriente y la bobina de retención por corriente del relé anti-rebote suelen ser de 1~2 Ω. La bobina de retención por corriente está conectada en serie con los contactos del relé. Si la resistencia de contacto es demasiado alta, afectará el rendimiento del relé. Un aumento en la resistencia de contacto del relé puede causar que el contacto se queme y se suelde al pasar una corriente elevada, y que el contacto no retorne después de que la bobina del relé se desenergice.
Datang Luoyang Thermal Power Co., Ltd. experimentó en una ocasión que dos relés intermedios de conmutación de baja tensión de transformadores de potencial de barras de 110 kV, debido al alto flujo de corriente, causaron que los contactos se quemaran y soldaran. Cuando la barra estuvo fuera de servicio, dado que los dos transformadores de potencial de barras permanecieron siempre en paralelo, al cerrarse el interruptor de acoplamiento de barras, la barra en funcionamiento cargó en inversa la barra en corte de energía a través de los dos transformadores de potencial en paralelo, fundiendo los fusibles de los transformadores de potencial de ambas barras. En la protección de relés del sistema eléctrico, ha ocurrido en múltiples ocasiones el accidente de que los contactos de los relés se suelden ligeramente debido a una alta resistencia de contacto. Actualmente, con el desarrollo de la protección por microcomputadora, el personal de protección de relés tiene cada vez menos conocimiento sobre los relés electromagnéticos y no presta suficiente atención a su inspección. Existen muchos fenómenos, por lo que el cambio en la resistencia de contacto de los relés es básicamente incompleto.
La influencia de la resistencia de contacto en el circuito de corriente continua también se refleja en el interruptor del sistema de corriente continua y en los interruptores y fusibles de alimentación de cada ramal. Cuando la resistencia de contacto del interruptor y fusible de alimentación de cada ramal del sistema de corriente continua es relativamente alta, y múltiples dispositivos en el ramal se cierran y disparan simultáneamente, la tensión de corriente continua en la bobina de disparo y cierre del dispositivo se verá directamente afectada. Si la resistencia de contacto del interruptor y fusible de alimentación del ramal es de 5 Ω, y ocurre una acción de protección por baja tensión en la barra de 6 kV, suponiendo que haya 10 interruptores de motor que deban dispararse, y la corriente de disparo de cada interruptor sea de 1 A, la caída de tensión por resistencia de contacto alcanzará en ese momento 50 V. Es probable que esto afecte el disparo normal del equipo.
2 Medidas y contramedidas para la alta resistencia de contacto en el circuito secundario
(1) Aprovechar las oportunidades de parada para cambiar las conexiones de enchufe y clavija del transformador del generador por conexiones directas en bloques de terminales. Se instala una caja de conexiones a prueba de lluvia y polvo en la unión entre el transformador de corriente y el circuito exterior, y la conexión entre el circuito interno del transformador de corriente y el circuito exterior del conector hembra sellado se realiza a través del bloque de terminales dentro de la caja. Desconectar los cables relevantes en el bloque de terminales cuando sea necesario desconectar el transformador de corriente para mantenimiento. La protección integral para motores y transformadores de planta es del tipo enchufable. Cada vez que se extrae y vuelve a insertar la protección integral, la conexión debe interrumpirse en el bloque de terminales. La resistencia del circuito de CA no debe variar significativamente antes y después de enchufar y desenchufar.
Para todos los relés electromagnéticos de corriente, se debe medir la resistencia del circuito de CA del relé antes y después de extraerlo e insertarlo. Insistir en apretar todos los terminales del bucle de corriente en cada ocasión. Mantener mediciones periódicas de la resistencia de conexión del bucle de corriente.
Adherirse a la medición diaria de temperatura y al mantenimiento de los bloques de terminales de corriente y de las conexiones de enchufes y clavijas.
(2) Medir periódicamente la caída de tensión y la corriente de carga del transformador de tensión de la barra del generador, del circuito de medición del transformador de tensión de la barra de alta tensión, de los fusibles del transformador de tensión de la barra de 6kV, de la caja de fusibles del interruptor automático y del propio interruptor automático. Tras cada fallo en un circuito de transformador de tensión, también verificar oportunamente la caída de tensión en la caja de fusibles y el interruptor automático.
(3) La inspección de fiabilidad de contacto de los relés electromagnéticos y la revisión mecánica de los contactos internos del relé deben realizarse según los requisitos de los procedimientos de inspección. Si se detecta deformación en los contactos, se debe reemplazar el relé oportunamente. Si tras el ajuste aún no cumple los requisitos, se debe sustituir el relé. Los relés electromagnéticos internos deben inspeccionarse minuciosamente de acuerdo con los procedimientos de inspección para relés electromagnéticos.
En cada reparación mayor, verificar la resistencia de contacto del interruptor de cuchilla de alimentación del sistema de CC y de cada interruptor de alimentación de rama y fusible de potencia, cumpliendo con los requisitos de las normas de mantenimiento. Medir la caída de tensión por resistencia de contacto del interruptor de cuchilla de alimentación del sistema de CC y de cada interruptor de alimentación de rama y fusible de potencia según sea necesario.
3 Conclusión
Dada la universalidad y gravedad de la alta resistencia de contacto en los circuitos secundarios eléctricos, es necesario reforzar la medición y el mantenimiento de la resistencia del circuito durante el mantenimiento de los equipos secundarios eléctricos. Incorporar ítems para medir la resistencia del circuito secundario en los procedimientos de mantenimiento in situ y en las instrucciones de trabajo, y fortalecer el análisis de los puntos críticos con alta resistencia en el circuito.
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