Analýza selhání 750 kV nádržového typu SF₆ stlačeného plynového vypínače
Příznaky selhání
Informace o selhání a provozní režim před selháním
V 17:53:50 dne 16. května 2016 postupně spustily ochranné zařízení dvou sad na lince Jingchuan II. Byla vybrána fáze B pro vypnutí a byly otevřeny fáze B obvodových přepínačů 7522 a 7520. Ochranné zařízení obvodového přepínače 7522 detekovalo trvalou chybu na ochranném zařízení dvou cest s prodlevou 0,6s. Následně došlo k vypnutí tří fází A, B, C obvodového přepínače 7522.
Během tohoto procesu spustila ochrana před selháním fáze B obvodového přepínače 7522 diferenciální ochranu sběrnice II a byl otevřen obvodový přepínač 7512, což vedlo k odpojení 750kV sběrnice II. Provozní režim systému před selháním a stav jednotek jsou znázorněny na obrázku 1. Aktivní výkon jednotky č. 1 byl 645MW a jednotky č. 2 byl 602MW. Linky Jingchuan I a II fungovaly normálně. Způsob zapojení napájecí stanice byl 3/2 zapojení a napájecí stanice fungovala v uzavřeném okruhu.
Prohlídka poruchy
Vizuální prohlídka na místě
Při místní prohlídce obvodového přepínače 7522 bylo zjištěno, že mechanické ukazatele otevření/zavření fází A/B/C indikovaly otevřenou pozici, která byla v poloze "0". Hydraulická pohonná struktura byla ve stavu stlačení pružiny. Pro obvodový přepínač WB - 2C fází A/B/
Pro fázi C, při místní prohlídce panelu ovládací skříně, bylo zjištěno, že červené světlo indikátoru TWJ bylo zapnuté. Tlak plynu SF₆ u tří fází A/B/C obvodových přepínačů byl 0,62MPa (relativní tlak) a nebyly zjištěny žádné zřetelné neočekávanosti u obvodového přepínače 7522.
Informace o akci ochrany
Ochranné zařízení IRCS - 931BM pro linku Jingchuan II: V 17:53:50:404 dne 16. května 2016 spustila ochrana diferenciálního proudu fáze B. Diferenciální ochrana vypnula fáze A, B a C po 767ms a kontakty polohy vypnutí fází A, B a C se vrátily po 825ms.
Ochranné zařízení IICS - 103C pro linku Jingchuan II: V 17:53:50:454 dne 16. května 2016 spustila ochrana diferenciálního proudu fáze B a fázová diference vypnula fáze ABC po 790ms.
Ochranná skříň PRS - 721S pro obvodový přepínač 7522: Obvodový přepínač 7522 vypnul fázi B. Došlo k následnému vypnutí. Po 0,6s byla provedena opětovná zavření a byla komunikována třífázová akce vypnutí. Po 0,15s došlo k vlastním vypnutím před selháním obvodového přepínače a po 0,25s došlo k vypnutí sousedních obvodových přepínačů před selháním.
Ochranná skříň PRS - 721S pro obvodový přepínač 7520: Obvodový přepínač 7520 vypnul fázi B. Došlo k následnému vypnutí a bylo provedeno třífázové následné vypnutí. Protože opětovné zavření obvodového přepínače 7520 mělo prodlevu 0,9s (pro opětovné zavření s vadnou linkou a snížení dopadu na jednotku), opětovné zavření nebylo provedeno.
Ochranná skříň PRS - 721S pro obvodový přepínač 7512: Obvodový přepínač 7512 vypnul tři fáze a čas návratu kontaktů polohy vypnutí tří fází byl 1143ms.
První ochranná skříň RCS - 915E pro sběrnici II: V 17:53:51:258 dne 16. května 2016 došlo k vypnutí sběrnice-linky před selháním.
Zkoušky a prohlídky těla obvodového přepínače
Byl kontaktován Ningxia Electric Power Research Institute pro analýzu složení plynu SF₆ tří fází obvodového přepínače 7522. Sulfidové složky v plynu SF₆ fáze B závažně přesahovaly standard. Obsah dekompozičních produktů v této komoře byl vysoký, což naznačuje přítomnost vysokoenergetického částečného výboje, který vedl k rozkladu pevných izolačních materiálů, jak je uvedeno v tabulce 1.
Po změření smyčky přerušovací cesty obvodového přepínače B bylo potvrzeno, že smyčka byla otevřená, což naznačuje, že přepínač byl v otevřeném stavu. Ningxia Electric Power Research Institute provedl zkoušky času otevření a odpornosti cesty fází A a C obvodového přepínače 7522 a výsledky zkoušek byly v souladu se standardy.
Rozmontování a prohlídka po poruše
U obvodového přepínače 7522 byl vydechován plyn SF₆ z fáze B, proběhlo vyplachování dusíkem a byla otevřena dveře těla přepínače. Uvnitř byl nalezen prach (produkty rozkladu vzniklé výbojem). Po příjezdu techniků z továrny ABB byl rozmontován izolátor a byly nalezeny 2 zlomené elektrody. Zlomené elektrody byly spojeny s vnější stěnou. Spojovací tyč a pohyblivý kontakt měly zřetelné známky výboje a pohyblivý mechanismus kontaktu měl zřetelné produkty tavení a rozkladu. Mechanismus hydraulické pružinové pohonné struktury obvodového přepínače byl prozkoumán a bylo zjištěno, že funguje správně.
Analýza příčin
Princip uhasení oblouku
Optimální čas pro uhasení AC oblouku je, když proud oblouku prochází nulovou hodnotou každou poloperiodou. Během období nulového přechodu proudu oblouk prochází 2 obnovovacími procesy:
Proces obnovy dielektrické síly: Díky posílení procesu dedionizace se dielektrická síla mezi elektrodami oblouku postupně obnovuje.
Proces obnovy napětí oblouku: Napětí zdroje je znovu aplikováno na kontakty. Napětí oblouku stoupá z napětí uhasení oblouku k napětí zdroje. Pokud je proces obnovy dielektrické síly rychlejší než proces obnovy napětí oblouku a amplituda procesu obnovy napětí oblouku je velká, proces obnovy napětí oblouku bude rychlejší než proces obnovy dielektrické síly, což ved
