Säätöanalyysi ja diagnostiikka virtasensorissa

Sähkömuunninkoita on paljon alijärjestelyissä, ja ne ovat keskeistä laitteistoa järjestelmän normaalin toiminnan varmistamiseksi. Jos sähkömuunnin epäonnistuu, se aiheuttaa sulkuvaikutuksen ja saattaa edesauttaa sähkökatkoon, mikä vaikuttaa haitallisesti sähköverkon turvalliseen ja vakaiseen toimintaan. Tarkastellaan tapausta, jossa päämuunnin erottelusuojan toiminta johtui 66 kV alijärjestelyn päämuunnin pientensivun sähkömuunnin epäonnistumisesta. Paikan päällä tehdyn tarkastuksen, testien läpikäynnin ja purkututkimuksen avulla analysoitiin ja diagnostoitiin epäonnistumisen syyt, ja esitettiin ehdotuksia samantyyppisten epäonnistumisten estämiseksi.

1 Epäonnistumisen analyysi ja diagnostiikka
1.1 Perustila paikan päällä
Syyskuussa 2020 toiminnassa olevan 66 kV alijärjestelyn taustatietokone hälytti, näyttäen, että numero 2 päämuunnin toinen sarja pitkittäistä eroasuojaa oli toiminut. Numero 2 päämuunnin korkean- ja pientensivun suljet suorittivat sulkuvaikutuksen, osavaltainen automaattinen uudelleenyhdistäminen toimi, ja osavaltainen sulku suljettiin ilman kuormituksen menetystä. Saapuessaan paikan päälle alijärjestelyn ylläpitohenkilöstö tarkasti kaikki liittyvät laitteet ja ei löytänyt poikkeavia ulkoisia merkkejä, vierasluita, polttomausta tai levitysjälkiä. Saapuessaan paikan päälle alijärjestelyn huoltohenkilöstö havaitse, että numero 2 päämuunnin ensimmäinen suojajärjestelmä ei ollut havainnut eroasua, vain varasuojajärjestelmä käynnistyi, mutta ei saavuttanut viivearvoa käynnistyksen jälkeen, ja toinen suojajärjestelmä havaitse eroasuun ja suoritti sulkuvaikutuksen päämuunnin molemmilla puolilla.

1.2 Epäonnistumisen syyanalyysi
Suojalaitteen asetusarvot näkyvät taulukossa 1, ja pientensivun sähkömuunnin parametrit taulukossa 2. Tarkastuksen jälkeen asetusarvot osoittautuivat oikeiksi, ja otoskokeiden, suhteellisuusjarrutuskokeiden, eroakokeiden ja toisen harmonisen jarrutuskokeiden tulokset olivat hyvät. Päämuunnin pientensivun sähkömuunnin toissijaisen puolen johtojärjestelyä tarkistettiin, ja terminaalien ulkoiset yhteydet olivat oikein.

Eroasuojan datan ja aaltojen analyysi paljasti shunttaus A-faasissa toisen sarjan pientensivun sähkömuunnissa. Varmistuakseen, sovellettiin 30 A A/B-faasiin ensisijaisessa puolella. Ensimmäinen sarja näytti oikeat arvot (A: 0,100 A, B: 0,099 A); toisessa sarjassa B oli 0,098 A, mutta A oli 0,049 A, mikä osoitti A-faasin vian.

Toissijaisen 1S1–1S2:lle sovellettuna ~5 A aiheutti pieniä sähkövirroita toisessa sarjassa; suora soveltaminen ensimmäiseen sarjaan ei aiheuttanut sähkövirtaa toisessa, mikä vahvisti oikean toissijaisten johtojen. Muunnin kestävyys- ja osittainen levitystestit täyttivät standardit. Poistettuaan A-faasin ulkoiset johtot, välifasaustestissä 1S2:n ja 2S1:n välillä oli 0 vastus, mikä osoitti täydellisen rikkoutumisen.

Tämä rikkoutuminen aiheutti shunttausta toisen sarjan A-faasissa, mikä johti mittausten virheisiin. Suojan toiminnan ennen ensimmäinen sarja mitasi 8,021 A, toinen 4,171 A – todellinen virhe oli 3,850 A. Muunnettuna tämä luo 3,217 A eroasuun (yli asetusarvon), mikä aktivoi suojan.

1.3 Vian diagnostiikka

Purkamalla viallinen sähkömuunnin ja tarkastelemalla sen sisäistä rakennetta ja valmistusprosessia paljastui syynä: Tuotannossa vaneroidun juosteen johtimet (joissa oli liikaa vaneri poistettu) kiinnitetään toissijaisiin terminaaleihin. Vaikka käytetäänkin eristysputkeitakin, manuaaliset toimenpiteet ja tilan rajoitukset johtavat riittämättömään eristysväliin toissijaisissa johtimissa. Pitkäaikainen sähkövirran altistuminen heikentää toissijaisen kympin eristystä, mikä johtaa kympien väliseen rikkoutumiseen ja vian syntyyn.

2 Vian korjaaminen

Samassa välissä olevia B- ja C-faasien sähkömuunnoksia tarkistettiin. Oikean asennuksen/johdonmukaisuuden varmistamisen ja uudelleen suoritetun siirtymistestin läpäisemisen jälkeen ne säilytettiin. Kiireellisesti hankitut sähkömuunnokset (samat ominaisuudet, eri erä) asennettiin testien läpäisemisen jälkeen, palauttaen alijärjestelyn normaaliin toimintaan (vakaa tällä hetkellä).

3 Ehdotukset ja ennakoivat toimenpiteet

Tämän vian perusteella:

• Valmistajien on vahvistettava tuotantoprosessin hallintaa (esimerkiksi uudelleen tarkistettava johtimien/pursujen kiinnitysvaiheet) ja tiukennettava laaduntarkistuksia.

• Lisättävä kympien väliset kestävyystestit tehtaavalvonnassa.

• Toiminta/ylläpitoyksiköiden on suunniteltava proaktiivista ylläpitoa, varastoitava varaosia ja tarkastettava samaa erää kuuluva sähkömuunnin huolellisesti – korvattaen vialliset yksiköt nopeasti.