Analise van die Mislukking van 'n 750 kV Tank-tipe SF₆ Gekomprimeerde Gas Skakelaar

Mislukkingverskynsel
Feitelike Inligting en Operasionele Modus voor die Mislukking

Op 17:53:50 op 16 Mei 2016 het die beskermingsapparate van twee stelle op die Jingchuan II-lyn opeenvolgend geaktiveer. Fase B is gekies vir skakeling, en die B-fase van skake 7522 en 7520 is oopgemaak. Die beskerming van skakelaar 7522 het 'n permanente fout op die tweelingbeskermingsapparaat van die lyn gedetekteer, met 'n vertragings tyd van 0,6s. Daarna het die ABC-drie fase van skakelaar 7522 getrip.

Tydens hierdie proses het die mislukkingsbeskerming van fase B van skakelaar 7522 die differensieelbeskerming van Bus II aktiveer, en skakelaar 7512 is oopgemaak, wat tot 'n kraguitval van 750kV Bus II gelei het. Die pre-mislukkingstelseloperasionele modus en eenheidsbedryfstoestande word in Figuur 1 gewys. Die werklike krag van Eenheid #1 was 645MW, en dié van Eenheid #2 was 602MW. Jingchuan I en II lyne het normaal bedryf. Die verbindingstipe van die spanningsverhoogende transformator was 3/2 verbinding, en die spanningsverhoogende transformator het in 'n geslote ring-modus bedryf.

Foutinspeksie
Terplaatse Visuele Inspeksie

'n Terplaatse inspeksie van skakelaar 7522 het getoon dat die meganiese oop/sluit-aanduiders vir fases A/B/C die oopposisie aangedui het, wat by die "0" posisie was. Die hiddrauliese operasiestruktuur was in die veerverdrukposisie. Vir die WB - 2C-sakel, fases A/B/

Vir fase C, 'n terplaatse inspeksie van die operasiekastelpaneel het getoon dat die rooi lig van die TWJ-aanduider aan was. Die SF₆ gasdruk van die A/B/C drie fase sakke was 0,62MPa (relatiewe druk), en daar was geen duidelike afwykings by sakel 7522 nie.

Beskermingsaksie Inligting

• Jingchuan II Lyn Beskerming IRCS - 931BM Beskermingsapparaat: Op 17:53:50:404 op 16 Mei 2016, het die B-fase stroomdifferensiebeskerming geaktiveer. Die stroomdifferensiebeskerming het fases A, B, en C na 767ms getrip, en die tripposisiekontakte van fases A, B, en C het na 825ms teruggekeer.

• Jingchuan II Lyn Beskerming IICS - 103C Beskermingsapparaat: Op 17:53:50:454 op 16 Mei 2016, het die B-fase stroomdifferensiebeskerming geaktiveer, en die fase-differensie het fases ABC na 790ms getrip.

• 7522 Sakel Beskermingspaneel PRS - 721S Beskermingsapparaat: Sakel 7522 het in fase B getrip. Die volgende tripaksie het plaasgevind. Na 0,6s is die heraanluitingsaksie uitgevoer, en die drietripaksie is kommunikeer. Na 0,15s het die mislukkingstrip van die sakel self plaasgevind, en na 0,25s het die mislukkingstrip van nabygeleë sakke plaasgevind.

• 7520 Sakel Beskermingspaneel PRS - 721S Beskermingsapparaat: Sakel 7520 het in fase B getrip. Die volgende tripaksie het plaasgevind, en driefasevolgende tripaksie is uitgevoer. Omdat die heraanluiting van sakel 7520 'n vertraging van 0,9s gehad het (om saam met die foutieve lyn te heraan te luit en die impak op die eenheid te verminder), het die heraanluiting nie geaktiveer nie.

• 7512 Sakel Beskermingspaneel PRS - 721S Beskermingsapparaat: Sakel 7512 het in drie fases getrip, en die terugkeertyd van die driefasetripposisiekontakte was 1143ms.

• II-Bus Moeder Beskerming I Paneel RCS - 915E Beskermingsapparaat: Op 17:53:51:258 op 16 Mei 2016, het die mislukkingstrip van die bus-lyn plaasgevind.
  

Sakel Liggaam Toets en Inspeksie

Die Ningxia Elektriese Kragnavorsingsinstituut is kontak gemaak om die SF₆ gaskomponente van die drie fase sakke van 7522 te analiseer. Die swawelverbindingkomponente in die SF₆ gas van fase B het ernstig bo die standaard uitgekom. Die dekomposisieprodukte in hierdie gasruimte was hoog, wat dui op die teenwoordigheid van hoë-energie-partial discharge, wat gelei het tot die dekomposisie van soliede isolasie-materiaal, soos in Tabel 1 gewys.

Na die meet van die sakel B se breek-lus, is bevestig dat die lus oop was, wat dui dat die sakel in die oop-lus-toestand was. Die Ningxia Elektriese Kragnavorsingsinstituut het toetse op die oop tyd en sirkelweerstand van fases A en C van sakel 7522 uitgevoer, en die toetsresultate was in lyn met die standaarde.

Ontbinding en Inspeksie na die Fout

Vir sakel 7522, is die SF₆ gas binne fase B ontlug, stikstof is geblous, en die sakeldeur is oopgemaak. Stof (boog-afbranding dekomposisie-produkte) is binne gevind. Nadat die ABB-fabriekstechnici gearriveer het, is die isolator ontbind, en 2 gebroke elektrodes is gevind. Die gebroke elektrodes was aan die buite muur geheg. Die skakelstok en die bewegende kontak het duidelike afbrandingsmerke vertoon, en die bewegende kontak-operasie-instansie het duidelike smelt-dekomposisie-produkte gehad. Die operasie-instansie van die sakel se hidrauliese veer-type operasie-struktuur is geïnspekteer en is bevind as normaal werkend.

Oorsaakanalise
Boog Uitdoen Prinsip

Die beste tyd om 'n wisselstroomboog uit te doen is wanneer die boogstroom elke halve siklus deur nul gaan. Tydens die stroom nul-oorskrytingsperiode ondergaan die boog 2 herstelprosesse:

• Isolering Herstel Proses: As gevolg van die versterking van die de-ionisasieproses, herstel die isolering tussen die boogelektrodes geleidelik.

• Boogspanning Herstel Proses: Die voedingsspanning word weer op die kontakke aangebring. Die boogspanning styg van die boog-uitskakelspanning na die voedingsspanning. As die isolering herstelproses vinniger is as die boogspanning herstelproses, en die amplitudo van die boogspanning herstelproses groot is, sal die boogspanning herstelproses vinniger wees as die isolering herstelproses, wat lei tot die breeking van die isolering tussen die elektrodes, en die boog brand weer. As die boogspanning herstelproses begin voordat die isolering herstelproses begin, sal die boog weer brand.

Gevolgtrekking

Gekombineer met die foutopname golfform van die CSL103 beskermingsapparaat, nadat die B-fase van die 7522 sakel heraan geluik is, het die beskerming 'n drie fase uitskakelbevel na 767 ms uitgereik, en die drie fases van die 7522 sakel is volledig oopgemaak na 825 ms, met 'n reaksietyd van 58 ms. Tydens die boog-uitskakelproses van die B-fase sakel, het die stroomgolfform nie nul oorgesteek nie, en die boog het voortgegaan om kortsluitstroom binne die sakel te verskaf.

Volgens die boog-uitskakelvermoë-analise van SF₆ gas: onder die werking van die boog, absorbeer SF₆ gas elektriese energie en genereer laag-fluor-komposite. Wanneer egter die boogstroom nul oorgesteek, kan die laag-fluor-komposite vinnig weer hergroeper tot SF₆ gas. Die isolering van die booggap herstel relatief vinnig. Omdat die boogstroom nie nul oorgesteek het nie, het die boog-uitskakelvermoë van SF₆ gas verminder. Op daardie tydstip kon slegs deur die aktivering van die sakel mislukking-beskerming die nabygeleë 7512 sakel die foutstroom afsny. Die tyd van die drie fase uitskakelposisiekontak van die 7522 sakel terugkeer tot die drie fase uitskakelposisiekontak van die 7512 sakel terugkeer was in totaal 317 ms, wat dui dat die hoë-energie-boog van die B-fase sakel 317 ms gebrand het. Nadat die 7512 sakel oopgemaak is, is die boog uitgedoen.

In opsomming, die lynbeskerming en sakelmislukkingbeskerming in hierdie gebeurtenis het albei normaal geaktiveer, en die sakel het normaal getrip. Die aksies van primêre en sekondêre toerusting was allemaal korrek. Vir die B-fase van die 7522 sakel, vanuit die gassamestelling analise, was daar hoë-intensiteit-energie in die boog-uitskakelkamer, wat voldoende was om die gasdruk te verhoog. Echter, die stroom van die 7522B fase het nie nul oorgesteek nie, en die boog is nie uitgedoen nie. Maar die klep van die onderste komprimeringskamer was oopgemaak, en die oormaatige gas is vanaf die onderkant ontlug, wat moontlik die boog uitgeneem en die isolasie-verbindingsstok en die parallelkapasiteit gebrand het.

Analise van die Oorsake van die Branding van die Sakel Sluitweerstand en die Breeking van die Uniform Skildkap aan die Buitekant van die Weerstand

Die operasie van die sakel is die oorsaak van die meeste skakel-overspannings. Die installasie van 'n sluitweerstand kan effektief die overspannings tydens lynsluiting en enkel-fase heraanluiting beperk. Die 550/800PMSF₆ gas-blaas sakel vervaardig deur die ABB Maatskappy wat in ons maatskappy gebruik word, het 'n sluitweerstand samengestel uit gestapelde silisiumkarbide weerstandplaatjies. Volgens die vervaardiger se instruksiehandboek, is die warmtekapasiteit van die sluitweerstand as volg: wanneer vier keer gesluit word by 1,3 keer die gestelde fase-spanning, is die tydsinterval tussen die eerste twee keer 3 minute, en die tydsinterval tussen die laaste twee keer 3 minute; die tydsinterval tussen die twee groepe toetse (voor en agter) is nie meer as 30 minute nie.

Die sakel het 'n reeks-type breekstruktuur, wat bestaan uit 3 hoofbreke, 1 hulpbronbrek, en 'n gekombineerde sluitweerstand, soos in Figuur 2 gewys. Die hoofkenmerk van die reeks-type breek is dat tydens die sluitoperasie van die sakel, die hulpbronbrek sluit nadat die hoofbreek in die boog-uitskakelkamer gesluit het, en tydens die oopoperasie, skei die hulpbronbrek ook nadat die hoofbreek in die boog-uitskakelkamer geskei het.

Dit wil sê, die aksievolgorde van die hulpbronbrek is later sluit en later oop. Sy werkprinsipe is as volg: tydens sluiting, sluit die hoofbreek eers, en vorm 'n stroomgeleidingslus in reeks met die weerstand, en die sluitweerstand is verbonden. Na ongeveer 8-11 ms (volgens die vervaardiger se instruksiehandboek), word 'n stroomgeleidingslus gevorm deur die sluitkontak van die hulpbronbrek, en die sluitweerstand word kortgesluit; tydens oopmaak, skei die hoofbreek eers, en oop die hoofstroomlus, en dan skei die hulpbronbrek.

Dus dra die hulpbronbrek die gestelde stroom en die kortsluitstroom tydens oopmaak. Na die B-fase meganiese oopmaak, is die sluitweerstand verbonden met die sirkel. Omdat die boog tussen die B-fase breke 317 ms deur die sluitweerstand gevloei het, en die boogstroom ongeveer 1620 A was, het volgens berekening die warmtekapasiteit wat deur die sluitweerstand gedra is, groter as sy gestelde kapasiteit gewees. Dit het gelei tot die oorskryding van die warmtekapasiteit van die verbindingsring tussen die sluitweerstand en die hulpbronbrek, wat uiteindelik gelei het tot smelting, ontlading na die buite muur-graderingring, wat gelei het tot die breeking van die graderingring en die verduistering van die weerstand.

Analyse van die Oorsake vir die Werk van Sakel Mislukkingbeskerming

In sakel mislukkingbeskerming, wanneer die stroomelement geaktiveer word en die mislukkingbeskermingkriteria voldoen, sal die mislukkingbeskerming geaktiveer word as die beskerming-trip-invoer ontvang word en die ooreenstemmende fase-stroom groter is as 0,05 In.

Soos uit die rapporte van 7522 kan gesien word, van 775 ms toe die PRS - 721S beskermingsapparaat van die 7522 sakel beskermingspaneel die driedrifsig-trip-signal-invoer van die IRC - 931BM beskermingsapparaat van die Jingchuan II lyn beskerming ontvang het, tot 925 ms toe dit die plaaslike sakel as gevolg van 'n mislukking getrip het, en tot 1025 ms toe dit die nabygeleë sakel as gevolg van 'n mislukking getrip het, met 'n vertragings tyd van 0,15 s vir die plaaslike sakel en 0,25 s vir die nabygeleë sakel, wat in lyn is met die werklogika van mislukkingbeskerming, en die beskerming het korrek gewerk, soos in Figuur 3 gewys. In die oscillogram kan gesien word dat alhoewel die B-fase trip-posisiekontak van 7522 by 825 ms teruggekeer het, was daar steeds stroom (boog) wat tussen die bewegende en statiese kontakke gevloei het.

Gevolgtrekkings

• As gevolg van die ernstige vervorming van die foutstroom, het die golfform na die onderkant van die tyd-as verskuif. Die feit dat die golfform nie nul oorgesteek het nie binne die effektiewe boog-uitskakeltyd van die sakel, was die hoofreden vir die nie-uitskakeling van die boog. Die mislukking van die gap-isolering om te herstel nadat die sakel oopgemaak is, en die afname in die boog-uitskakelvermoë van SF₆ gas, was sekondêre redes vir die nie-uitskakeling van die boog.

• Die nie-uitskakeling van die boog en die uitsetting van die oorblywende gas uit die boog-uitskakelkamer, wat die boog mee geneem het, was die hoofredes vir die verduistering van die isolasie-verbindingsstok en die buite muur van die kondensator.

• Na die meganiese oopmaak van fase B, is die sluitweerstand verbonden met die sirkel. Omdat die boog tussen die breke van fase B 317 ms deur die sluitweerstand gevloei het, het die warmtekapasiteit die warmtekapasiteit van die verbindingsring tussen die sluitweerstand en die hulpbronbrek laat breekbare, wat uiteindelik gelei het tot smelting, ontlading na die buite muur-graderingring, wat gelei het tot die breeking van die graderingring en die verduistering van die weerstand.

• Die teenwoordigheid van boogstroom in fase B en sy ooreenstemming met die werklogika van die sakel mislukkingbeskerming was die hoofredes vir die trip van die busbar.