Analizo de la Malfuncio de 750 kV Tank-Tipa SF₆ Kompremita Gas-Cirkuitrompilo

Fiasko Fenomeno
Fiaska Informo kaj Funkciado Antaŭ Fiasko

Je 17:53:50 de la 16-a de majo 2016, la protektaj aparatoj de du aroj sur la Jingchuan II Linio sekve operiĝis. Faza B estis elektita por elŝalti, kaj la B-fazo de elŝaltiloj 7522 kaj 7520 estis malfermita. La protekto de elŝaltilo 7522 detektis permanan defekton en la du-linia protekta aparato, kun prokrasto de 0.6s. Poste, la ABC tri-fazoj de elŝaltilo 7522 elŝaltis.

Dum tiu procezo, la fiaska protekto de la B-fazo de elŝaltilo 7522 aktiviĝis la diferencan protekton de Bus II, kaj elŝaltilo 7512 estis malfermita, rezultigante elektraĵon de 750kV Bus II. La pre-fiaska sistemo funkciadon kaj unuoperan kondiĉon montras Figuro 1. La efektiva potenco de Unuo #1 estis 645MW, kaj tiu de Unuo #2 estis 602MW. Jingchuan I kaj II Linioj funkciis normala. La konektada modo de la altegiga substacio estis 3/2 konektado, kaj la altegiga substacio funkciis en cirklo-ferma modo.

Defekta Kontrolo Situacio
Lokalaj Vidaj Kontroloj

Loka kontrolado de elŝaltilo 7522 montris, ke la mekanikaj malfermi/fermi indikiloj por fazoj A/B/C indikis malfermita pozicio, kiu estis je "0" pozicio. La hidraŭla operaciestrukturo estis en la spirpritrakta pozicio. Por la WB-2C elŝaltilo, fazoj A/B/

Por fazo C, loka kontrolado de la operacikastopanelo montris, ke la ruĝa lumo de la TWJ indikilo brilis. La SF₆ gaspremo de la A/B/C tri-fazaj elŝaltiloj estis 0.62MPa (relativa premo), kaj ne estis evidenta anomalioj en elŝaltilo 7522.

Protektaj Agoinformoj

• Jingchuan II Linio Protekto IRCS-931BM Protekta Aparato: Je 17:53:50:404 de la 16-a de majo 2016, la B-faza kuranta diferencprotekto operiĝis. La kuranta diferencprotekto elŝaltis fazojn A, B, kaj C je 767ms, kaj la elŝaltkontaktoj de fazoj A, B, kaj C revenis je 825ms.

• Jingchuan II Linio Protekto IICS-103C Protekta Aparato: Je 17:53:50:454 de la 16-a de majo 2016, la B-faza kuranta diferencprotekto operiĝis, kaj la faz-diferenco elŝaltis fazojn ABC je 790ms.

• 7522 Elŝaltilo Protekta Skermo PRS-721S Protekta Aparato: Elŝaltilo 7522 elŝaltis en fazo B. La sekvanta elŝalta ago okazis. Post 0.6s, la rekonecta ago estis farita, kaj la tri-elŝalta ago estis komunikita. Post 0.15s, la fiaska elŝalto de la elŝaltilo mem okazis, kaj post 0.25s, la fiaska elŝalto de najbara elŝaltilo okazis.

• 7520 Elŝaltilo Protekta Skermo PRS-721S Protekta Aparato: Elŝaltilo 7520 elŝaltis en fazo B. La sekvanta elŝalta ago okazis, kaj tri-faza sekvanta elŝalto estis farita. Ĉar la rekonecto de elŝaltilo 7520 havis prokraston de 0.9s (por rekonekti kun la defekta linio kaj redukti la efikon al la unuo), la rekonecto ne operiĝis.

• 7512 Elŝaltilo Protekta Skermo PRS-721S Protekta Aparato: Elŝaltilo 7512 elŝaltis en tri fazoj, kaj la returntempo de la tri-faza elŝaltkontaktoj estis 1143ms.

• II-Bus Matro Protekto I Skermo RCS-915E Protekta Aparato: Je 17:53:51:258 de la 16-a de majo 2016, la fiaska elŝalto de la bus-linio okazis.
  

Elŝaltila Korpa Testo kaj Kontrolo

Kontaktiĝis kun la Ningxia Elektra Energi-Forspezo-Instituto por analizi la SF₆ gaskomponantojn de la tri-fazaj elŝaltiloj 7522. La sulfuraj komponantoj en la SF₆ gaso de fazo B serioze superis la normon. La dismetiĝprodukta enhavo en tiu gazĉambro estis alta, indikante la ekziston de altaenergia parta disdonado, kiu kondukis al la dismetiĝo de solida izolmaterialo, kiel montrite en Tabulo 1.

Post mezurado de la elŝaltilo B malferm-cirkla buklo, estis konfirmita, ke la buklo estis malfermita, indikante, ke la elŝaltilo estis en malfermita stato. La Ningxia Elektra Energi-Forspezo-Instituto faris testojn pri la malfermitempo kaj cirkla rezisto de fazoj A kaj C de elŝaltilo 7522, kaj la testrezultoj kongruis kun la normoj.

Dissasembro kaj Kontrolo Post la Defekto

Por elŝaltilo 7522, la SF₆ gaso en fazo B estis elŝutita, nitrigo estis purgita, kaj la korpa pordo de la elŝaltilo estis malfermita. Trovis polvon (ark-ablasa dismetiĝprodukto) ene. Post la veno de la ABB fabrika teknikistoj, la izolilo estis dissambleta, kaj trovis 2 rompitajn elektrodojn. La rompitaj elektrodoj estis konektitaj al la ekstera muro. La konektilo kaj la moviĝa kontakto montris evidentajn ablasmarkojn, kaj la moviĝa kontakto operaciamekanismo havas evidentajn fusimajn dismetiĝproduktojn. La operaciamekanismo de la hidraŭla spir-operacia strukturo de la elŝaltilo estis kontrollita kaj trovis, ke ĝi funkcias normala.

Kauza Analizo
Ark Malplenuma Principo

La plej bona tempo por malplenigi akran arkon estas kiam la arka kuranto pasas tra nul ĉiu duono-ciklo. Dum la kuranta nul-trakviro periodo, la arko subiras 2 restarprocesojn:

• Dielektra Forteco Restarproceso: Pro la plifortigo de la de-ionizoproceso, la dielektra forto inter la arkaj elektrodoj graduale restaras.

• Arka Voltrestarproceso: La energfonta voltaj estas re-aplikataj al la kontaktetoj. La arka volto supreniras de la arka malplenuma volto al la energfonta volto. Se la dielektra forto restarproceso estas pli rapida ol la arka voltrestarproceso, kaj la amplitudo de la arka voltrestarproceso estas granda, la arka voltrestarproceso estos pli rapida ol la dielektra forto restarproceso, kondukante al la maltenado de la dielektra forto inter la elektrodoj, kaj la arko reardos. Se la arka voltrestarproceso komencas antaŭ ol la dielektra forto restarproceso, la arko reardos.

Konkludo

Kombinita kun la defektregistra ondskribo de la CSL103 protekta aparato, post la B-fazo de la 7522 elŝaltilo estis rekonektita, la protekto emis tri-faza elŝaltkomando je 767 ms, kaj la tri fazoj de la 7522 elŝaltilo estis tute malfermita je 825 ms, kun ago-tempo de 58 ms. Dum la arka malplenuma procezo de la B-faza elŝaltilo, la kuranta ondskribo ne trairis nul, kaj la arko daŭrigis provizi mallongan circuitan kuranton ene de la elŝaltilo.

Laŭ la arka malplenuma performancoanalizo de la SF₆ gaso: sub la ago de la arko, la SF₆ gaso absorbas elektran energion kaj generas malaltfluorajn komponantojn. Tamen, kiam la arka kuranto trairas nul, la malaltfluoraj komponantoj povas rapide rekombiniĝi al SF₆ gaso. La dielektra forto de la ark-spaco restaras relative rapide. Ĉar la arka kuranto ne trairis nul, la arka malplenuma performanco de la SF₆ gaso malpliiĝis. Tiam, nur aktivigante la elŝaltilan fiaskan protekton, la najbara 7512 elŝaltilo povis tranĉi la defektan kuranton. La tempo de la tri-faza elŝaltkontakto de la 7522 elŝaltilo revenanta al la tri-faza elŝaltkontakto de la 7512 elŝaltilo revenanta estis sume 317 ms, indikante, ke la altaenercia arko de la B-faza elŝaltilo brulis dum 317 ms. Post la 7512 elŝaltilo malfermiĝis, la arko estingiĝis.

En konkludo, la linia protekto kaj la elŝaltila fiaska protekto en tiu evento ambaŭ operiĝis normala, kaj la elŝaltilo elŝaltis normala. La agoj de la primara kaj sekundara equipo estis ĉiuj ĝustaj. Por la B-fazo de la 7522 elŝaltilo, de la gaskomponanta analizo, estis alta-intensa energio en la arka malplenuma ĉambro, sufiĉa por pliigi la gasan preson. Tamen, la kuranto de la 7522B fazo ne trairis nul, kaj la arko ne estingiĝis. Sed la valvo de la suba kompresĉambro jam estis malfermita, kaj la superflua gaso estis elŝutita de la suba parto, kiu eble portis la arkon eksteren kaj brulis la izolan ligilon de la moviĝa kontakto kaj la paralelan kapacitancon.

Analozo de la Kauzoj de la Brulado de la Elŝaltila Konectresistanco kaj la Maltenado de la Uniforma Ŝildkovro Ekstere de la Resistanco

La operacio de la elŝaltilo estas la kaŭzo de plej multaj ŝaltado-supervoltaj. Instalado de konectresistanco povas efike limigi la supervoltajn dum linia konectado kaj unufaza rekonectado. La 550/800PMSF₆ gasblasta elŝaltilo produktita de la ABB Kompanio uzita en nia kompanio havas konectresistancon komponitan el stakigitaj siliciumkarbido resistanctabuloj. Laŭ la instrukcilibro de la produktanto, la varmkapacito de la konectresistanco estas jena: dum konectado 4 fojojn je 1.3 fojon la nombran fazvoltan, la tempintervalo inter la unuaj du fojoj estas 3 minutoj, kaj la tempintervalo inter la lastaj du fojoj estas 3 minutoj; la tempintervalo inter la du grupoj de testoj (antaŭa kaj posta) ne superas 30 minutojn.

La elŝaltilo havas serian rompstrukturon, konsistantan el 3 ĉefrompoj, 1 helprompo, kaj kombinita konectresistanco, kiel montrite en Figuro 2. La ĉefa trajto de la serian rompo estas, ke dum la konectada operacio de la elŝaltilo, la helprompo fermiĝas post la ĉefrompo en la arka malplenuma ĉambro, kaj dum la malferma operacio, la helprompo ankaŭ disigiĝas post la ĉefrompo en la arka malplenuma ĉambro.

Tio estas, la agosekvenco de la helprompo estas fermiĝi poste kaj malfermiĝi poste. Ĝia laborprincipo estas jena: dum konectado, la ĉefrompo unue fermiĝas, formante kurantkondukan buklon en serie kun la resistanco, kaj la konectresistanco estas konektita. Post proksimume 8-11 ms (laŭ la instrukcilibro de la produktanto), kurantkonduka buklo formiĝas tra la konectkontakto de la helprompo, mallongcircuitigante la konectresistancon; dum malferma operacio, la ĉefrompo unue disigiĝas, malfermante la ĉefan kurantbuklon, kaj poste la helprompo disigiĝas.

Do, la helprompo portas la nominan kuranton kaj la mallongan circuitan kuranton dum malferma operacio. Post la B-faza mekanika malfermo, la konectresistanco estas konektita al la cirklo. Ĉar la arko inter la B-fazaj rompoj daŭris 317 ms tra la konectresistanco, kaj la arka kuranto estis proksimume 1620 A, laŭ la kalkulo, la varmkapacito portita de la konectresistanco estis pli granda ol ĝia nominata kapacito. Tio kondukis al la superlima varmkapacito de la konektcerko inter la konectresistanco kaj la helprompo, finfine kaŭzante fundiĝon, disdonadon al la ekstera mura gradiga cerko, rezultigante la maltenon de la gradiga cerko kaj la nigriĝon de la resistanco.

Analozo de la Kauzoj por la Operacio de la Elŝaltila Fiaska Protekto

En la elŝaltila fiaska protekto, kiam la kuranta elemento estas aktivigita kaj konformas al la fiaskan protektkriterio, la fiaska protekto estos iniciatita tiel longe kiel la protekta elŝaltensigno estas ricevita kaj la koncerna fazkuranto estas pli granda ol 0.05 In.

Kiel vidite el la raportoj de 7522, de 775 ms kiam la PRS-721S protekta aparato de la 7522 elŝaltila protekta skermo ricevis la tri-faza elŝaltsignon de la IRC-931BM protekta aparato de la Jingchuan II linia protekto, ĝis 925 ms kiam ĝi elŝaltis la lokan elŝaltilon pro fiasko, kaj ĝis 1025 ms kiam ĝi elŝaltis la najbaran elŝaltilon pro fiasko, kun prokrasto de 0.15 s por elŝalti la lokan elŝaltilon kaj 0.25 s por elŝalti la najbaran elŝaltilon, kio konformas al la operaciologiko de la fiaska protekto, kaj la protekto operiĝis ĝuste, kiel montrite en Figuro 3. En la oscilogramo, oni povas vidi, ke kvankam la B-faza elŝaltkontakto de 7522 revenis je 825 ms, ankoraŭ ekzistis kuranto (arko) fluanta inter la moviĝa kaj staca kontaktoj.

Konkludoj

• Ĉar la defektan kuranton gravemis distordi, la ondskribo ŝanĝiĝis al la suba flanko de la tempakso. La fakto, ke la ondskribo ne trairis nul en la efektiva arka malplenuma tempo de la elŝaltilo, estis la ĉefa kaŭzo de la neestingo de la arko. La malfunkcio de la spaca izolforrecuperado post la elŝaltilo malfermiĝis kaj la malkresko de la arka malplenuma performanco de la SF₆ gaso estis sekundaraj kaŭzoj de la neestingo de la arko.

• La neestingo de la arko kaj la elŝuto de la restanta gaso el la arka malplenuma ĉambro, kiu portis la arkon, estis la ĉefaj kaŭzoj de la nigriĝo de la izola ligilo kaj la ekstera muro de la kapacitoro.

• Post la mekanika malfermo de la B-fazo, la konectresistanco estis konektita al la cirklo. Ĉar la arko inter la rompoj de la B-fazo fluantis tra la konectresistanco por 317 ms, la varmkapacito kaŭzis la varmkapaciton de la konektcerko inter la konectresistanco kaj la helprompo rompi, finfine kondukante al fundiĝo, disdonado al la ekstera mura gradiga cerko, rezultigante la maltenon de la gradiga cerko kaj la nigriĝon de la resistanco.

• La ekzisto de arka kuranto en la B-fazo kaj ĝia konformeco al la operaciologiko de la elŝaltila fiaska protekto estis la ĉefaj kaŭzoj de la elŝalto de la busbaro.