ניתוח וتشخيص תקלה במשתנה זרם

משתני הזרם מרובים בתחנות טרנספורמציה והם ציוד מפתח להבטיח את הפעולה הנורמלית של המערכת. אם משתנה הזרם נכשל, זה יגרום למתג ההישרוף להתפוצץ ועשוי אפילו להפוך לאירוע הפסקת חשמל, מה שישפיע לרעה על הפעולה הבטוחה והיציבה של רשת החשמל. באמצעות תיאור אירוע של פעולה של הגנה על הפרש מתנד עיקרי שנגרמה עקב כשל של משתנה הזרם בצד הנמוך של המתח של התא המשני בתחנת טרנספורמציה של 66 kV, דרך בדיקה במקום, ביקורת מבחנים ומחקר פירוק, ניתוח והצגה של סיבות הכשל ומומלצות למנוע כשלים מאותו סוג.

1 ניתוח הכשל והצגה
1.1 מצב בסיסי במקום האירוע
בספטמבר 2020, מחשב הרקע של תחנת טרנספורמציה בתפעול של 66 kV הזהיר, וסימן שההגנה האנכית השניה של המנוע העיקרי מספר 2 פעלה. המתגים משני הצדדים של המנוע העיקרי מספר 2, גבוה ונמוך, התפוצצו, אוטומט החיבור בין המקטעים פעל, והמתג בין המקטעים נסגר ללא אובדן עומס. לאחר הגעה למקום האירוע, צוות תפעול ותחזוקת התחנה בדק את כל הציוד הרלוונטי ולא מצא סימנים חריגים, עצמים תלויים, ריח של שריפה או סימני שחרור. לאחר הגעה למקום האירוע, צוות תחזוקת התחנה גילה כי מערכת ההגנה הראשונה של המנוע העיקרי מספר 2 לא זיהתה זרם הפרש, רק הגנה מגנה הפעילה, אך לא הגיעה לערכי המשה לאחר הפעלה, והמערכת השנייה זיהתה זרם הפרש וגרמה להתפוצצות המתגים משני הצדדים של המנוע העיקרי.

1.2 ניתוח סיבת הכשל
ערכים ההגנה של מכשיר ההגנה מוצגים בטבלה 1, ופרמטרי משתני הזרם בצד הנמוך מוצגים בטבלה 2. לאחר בדיקה, הערכים נכונים, והתוצאות של בדיקת דיוק דגימה, בדיקת בליטה יחסית, בדיקת הפרש ובידוד הרמוני שני היו טובות. בדוקה הקישוטים החיצוניים של המשתנה בצד הנמוך של המנוע העיקרי, והצורה החיצונית של הקישוטים הייתה נכונה.

ניתוח נתונים ומגמות של הגנה אנכית חשף קיצור במשתנה הזרם של הפאזה A של המערכת השנייה בצד הנמוך. כדי לוודא, הופעל זרם של 30 אמפר בפאזה A/B של הצד הראשי. המערכת הראשונה הראתה ערכים נכונים (A: 0.100 אמפר, B: 0.099 אמפר); המערכת השנייה הראתה B בשווי 0.098 אמפר אבל A בשווי 0.049 אמפר, מה שמראה על תקלה בפאזה A.

הפעלת ~5 אמפר בצד השני 1S1–1S2 גרמה לזרם קטן במערכת השנייה; הפעלה ישירה במערכת הראשונה לא הראתה זרם במערכת השנייה, מה שמאשר את הקישוטים הנכונים בצד השני. בדיקות יציבות ופליטת חלקיות בטרנספורמר עמדו בתקנים. לאחר הסרת הקישוט החיצוני של פאזה A, בדיקת בידוד בין פאזות הראתהومة 0 בין 1S2 לבין 2S1, מה שמוכיח פיצוץ מלא.

הפיצוץ גרם לקיצור בפאזה A של המערכת השנייה, מה שגרם לשגיאות מדידה. לפני פעולה של ההגנה, המערכת הראשונה מדדה 8.021 אמפר, המערכת השנייה 4.171 אמפר - שגיאה אמיתית של 3.850 אמפר. בהמרה, זה יצר זרם הפרש של 3.217 אמפר (מעבר לערכים), מה שהפעיל את ההגנה.

1.3 אבחון התקלה

פירוק המשתנה הפגום של הזרם והצפת מבנה פנימי ותהליך ייצור חשף את סיבת השורש: במהלך הייצור, תחתיתות חוטים מסומנות (עם הסרת יתר של חומר הדבק) נמחצו למגעים משניים. למרות שימוש באביזרים מבודדים, פעולות ידניות ומחסור במרחב גורמים לבידוד לא מספיק בין תחתיתות משניות. לאורך זמן, החשיפה הארוכה לזרם מעמיסה את הבידוד של הסיבובים המשניים, גורמת לפיצוץ בין סיבובים ומפעילה את התקלה.

2 טיפול בתקלה

נבדקו משתני הזרם של הפאזות B ו-C באותו מקטע. לאחר אימות התקנה/קישוט נכון ומעבר בבדיקות העברה מחדש, הם נשמרו. משתני זרם נחוצים (אותם תכונות, סדרה שונה) הותקנו לאחר מעבר בבדיקות, שחזרו את הפעולה הנורמלית של תחנת הטרנספורמציה (יציבה עד כה).

3 המלצות וצעדי בקרה מוקדמת

בהסתמך על התקלה הזו:

• יצרנים חייבים לחזק שליטה בתהליך הייצור (לדוגמה, בדיקה מחדש של שלבים של קישוט/התאמה) ולהחיל בדיקות איכות חזקות.

• להעלות את רמות המתח לבדיקות יציבות בין סיבובים במהלך בדיקות מפעל.

• יחידות תפעול/תחזוקה צריכות לתכנן תחזוקה פרואקטיבית, להחזיק בחלפים, ולבדוק בצורה מקיפה משתני זרם באותה סדרה - להחליף את היחידות המauledות במהירות.