750 किलोवोल्ट टैंक प्रकार SF₆ संपीड़ित गैस सर्किट ब्रेकर की विफलता का विश्लेषण

फेल फीनोमेनॉन
फेल से पहले की जानकारी और ऑपरेशनल मोड

16 मई 2016 को 17:53:50 पर, जिंगचुआन II लाइन पर दो सेट की सुरक्षा उपकरणों ने क्रमशः कार्य किया। चरण B को ट्रिपिंग के लिए चुना गया था, और सर्किट ब्रेकर 7522 और 7520 के चरण B खोल दिए गए थे। सर्किट ब्रेकर 7522 की सुरक्षा ने दो-सर्किट लाइन सुरक्षा उपकरण पर एक स्थायी दोष का पता लगाया, 0.6s की देरी के साथ। इसके बाद, सर्किट ब्रेकर 7522 का ABC तीनों चरण ट्रिप हो गया।

इस प्रक्रिया के दौरान, सर्किट ब्रेकर 7522 के चरण B की फेल सुरक्षा ने बस II की डिफरेंशियल सुरक्षा को सक्रिय किया, और सर्किट ब्रेकर 7512 खोल दिया गया, जिससे 750kV बस II का विद्युत संचार रुक गया। फेल से पहले की सिस्टम ऑपरेशनल मोड और यूनिट ऑपरेशनल स्थिति आंकड़े 1 में दिखाई गई है। यूनिट #1 का एक्टिव पावर 645MW था, और यूनिट #2 का 602MW था। जिंगचुआन I और II लाइनें सामान्य रूप से संचालन में थीं। अपग्रेड सबस्टेशन का वायरिंग मोड 3/2 वायरिंग था, और अपग्रेड सबस्टेशन लूप-क्लोजिंग मोड में संचालन में था।

दोष जाँच की स्थिति
स्थानीय दृश्यात्मक जाँच

सर्किट ब्रेकर 7522 की स्थानीय जाँच से पता चला कि चरण A/B/C के मैकेनिकल ओपन/क्लोज इंडिकेटर "0" स्थिति पर खुला स्थिति दर्शा रहे थे। हाइड्रोलिक ऑपरेशनल स्ट्रक्चर स्प्रिंग कंप्रेशन स्थिति में था। WB - 2C सर्किट ब्रेकर के लिए, चरण A/B/

चरण C के लिए, ऑपरेशन बॉक्स पैनल की स्थानीय जाँच से पता चला कि TWJ इंडिकेटर का लाल लाइट जल रहा था। A/B/C तीनों चरण सर्किट ब्रेकर का SF₆ गैस दबाव 0.62MPa (सापेक्ष दबाव) था, और सर्किट ब्रेकर 7522 में कोई स्पष्ट असामान्यता नहीं थी।

सुरक्षा कार्य सूचना

• जिंगचुआन II लाइन सुरक्षा IRCS - 931BM सुरक्षा उपकरण: 16 मई 2016 को 17:53:50:404 पर, चरण B की धारा डिफरेंशियल सुरक्षा सक्रिय हुई। धारा डिफरेंशियल सुरक्षा ने 767ms पर चरण A, B, और C को ट्रिप किया, और 825ms पर चरण A, B, और C के ट्रिपिंग स्थिति संपर्क लौट आए।

• जिंगचुआन II लाइन सुरक्षा IICS - 103C सुरक्षा उपकरण: 16 मई 2016 को 17:53:50:454 पर, चरण B की धारा डिफरेंशियल सुरक्षा सक्रिय हुई, और 790ms पर चरण ABC को ट्रिप किया।

• 7522 सर्किट ब्रेकर सुरक्षा स्क्रीन PRS - 721S सुरक्षा उपकरण: सर्किट ब्रेकर 7522 चरण B में ट्रिप हुआ। अनुसरण ट्रिपिंग कार्य हुआ। 0.6s के बाद, रिक्लोजिंग कार्य निष्पादित हुआ, और तीन-ट्रिप कार्य संचारित किया गया। 0.15s के बाद, सर्किट ब्रेकर का फेल-ट्रिप हुआ, और 0.25s के बाद, निकटवर्ती सर्किट ब्रेकरों का फेल-ट्रिप हुआ।

• 7520 सर्किट ब्रेकर सुरक्षा स्क्रीन PRS - 721S सुरक्षा उपकरण: सर्किट ब्रेकर 7520 चरण B में ट्रिप हुआ। अनुसरण ट्रिपिंग कार्य हुआ, और तीन-चरण अनुसरण ट्रिपिंग निष्पादित हुई। क्योंकि सर्किट ब्रेकर 7520 की रिक्लोजिंग में 0.9s की देरी थी (फाउल्टी लाइन के साथ रिक्लोजिंग करने के लिए और यूनिट पर प्रभाव को कम करने के लिए), रिक्लोजिंग संचालित नहीं हुई।

• 7512 सर्किट ब्रेकर सुरक्षा स्क्रीन PRS - 721S सुरक्षा उपकरण: सर्किट ब्रेकर 7512 तीन चरणों में ट्रिप हुआ, और तीन-चरण ट्रिप स्थिति संपर्कों का वापसी समय 1143ms था।

• II-बस मदर सुरक्षा I स्क्रीन RCS - 915E सुरक्षा उपकरण: 16 मई 2016 को 17:53:51:258 पर, बस-लाइन का फेल-ट्रिप हुआ।
  

सर्किट ब्रेकर शरीर परीक्षण और जाँच

निंगशिया इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टिट्यूट को संपर्क किया गया 7522 के तीन-चरण सर्किट ब्रेकर के SF₆ गैस घटकों का विश्लेषण करने के लिए। चरण B के SF₆ गैस में सल्फर यौगिक घटक गंभीर रूप से मानक से अधिक थे। इस गैस चेम्बर में विघटन उत्पाद की मात्रा अधिक थी, जो उच्च-ऊर्जा आंशिक विसर्जन की उपस्थिति को दर्शाती थी, जो ठोस इन्सुलेशन सामग्रियों के विघटन का कारण बनी, जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है।

सर्किट ब्रेकर B के ब्रेकिंग-सर्किट लूप को मापने के बाद, यह पुष्टि हुई कि लूप खुला था, जिससे पता चला कि ब्रेकर खुले सर्किट स्थिति में था। निंगशिया इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टिट्यूट ने सर्किट ब्रेकर 7522 के चरण A और C के ओपनिंग समय और सर्किट प्रतिरोध पर परीक्षण किया, और परीक्षण के परिणाम मानकों के अनुसार थे।

दोष के बाद की विघटन और जाँच

सर्किट ब्रेकर 7522 के लिए, चरण B के अंदर की SF₆ गैस को निकाल दिया गया, नाइट्रोजन प्रवाहित किया गया, और ब्रेकर शरीर द्वार खोल दिया गया। भीतर धूल (आर्क-अभिघात विघटन उत्पाद) पाई गई। ABB कारखाना के तकनीशियनों के आगमन के बाद, इन्सुलेटर विघटित किया गया, और 2 टूटे हुए इलेक्ट्रोड पाए गए। टूटे हुए इलेक्ट्रोड बाहरी दीवार से जुड़े थे। कनेक्टिंग रॉड और मूविंग कंटैक्ट पर स्पष्ट अभिघात चिह्न थे, और मूविंग कंटैक्ट ऑपरेशनल मेकेनिज्म पर स्पष्ट गलन विघटन उत्पाद थे। सर्किट ब्रेकर के हाइड्रोलिक स्प्रिंग-टाइप ऑपरेशनल स्ट्रक्चर के ऑपरेशनल मेकेनिज्म की जाँच की गई और यह पाया गया कि यह सामान्य रूप से कार्य कर रहा था।

कारण विश्लेषण
आर्क निर्मूलन सिद्धांत

एक AC आर्क को निर्मूलित करने का सर्वोत्तम समय हर आधे चक्र के दौरान आर्क धारा जीरो पार करते समय होता है। धारा जीरो-क्रॉसिंग अवधि के दौरान, आर्क दो पुनर्स्थापन प्रक्रियाओं से गुजरता है:

• डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ पुनर्स्थापन प्रक्रिया: डी-आयोनाइजेशन प्रक्रिया के विकास के कारण, आर्क इलेक्ट्रोडों के बीच की डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ धीरे-धीरे पुनर्स्थापित होती है।

• आर्क वोल्टेज पुनर्स्थापन प्रक्रिया: पावर सप्लाई वोल्टेज को फिर से कंटैक्टों पर लागू किया जाता है। आर्क वोल्टेज आर्क-निर्मूलन वोल्टेज से पावर सप्लाई वोल्टेज तक बढ़ता है। यदि डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ पुनर्स्थापन प्रक्रिया आर्क वोल्टेज पुनर्स्थापन प्रक्रिया से तेज हो, और आर्क वोल्टेज पुनर्स्थापन प्रक्रिया का विस्तार बड़ा हो, तो आर्क वोल्टेज पुनर्स्थापन प्रक्रिया डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ पुनर्स्थापन प्रक्रिया से तेज होगी, जिससे इलेक्ट्रोडों के बीच की डाइएलेक्ट्रिक की विद्युत तोड़ जाएगी, और आर्क फिर से जलेगा। यदि आर्क वोल्टेज पुनर्स्थापन प्रक्रिया डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ पुनर्स्थापन प्रक्रिया शुरू होने से पहले शुरू हो, तो आर्क फिर से जलेगा।

निष्कर्ष

CSL103 सुरक्षा उपकरण के दोष रिकॉर्डिंग वेवफॉर्म के साथ, 7522 सर्किट ब्रेकर के चरण B को फिर से बंद करने के बाद, सुरक्षा 767 ms पर तीन-चरण ट्रिप कमांड जारी किया, और 825 ms पर 7522 सर्किट ब्रेकर के तीन चरण पूरी तरह से खुल गए, 58 ms के कार्य समय के साथ। चरण B सर्किट ब्रेकर के आर्क-निर्मूलन प्रक्रिया के दौरान, धारा वेवफॉर्म जीरो पार नहीं किया, और आर्क सर्किट ब्रेकर के अंदर लगातार शॉर्ट-सर्किट धारा प्रदान करता रहा।

SF₆ गैस के आर्क-निर्मूलन प्रदर्शन के विश्लेषण के अनुसार: आर्क के प्रभाव के तहत, SF₆ गैस विद्युत ऊर्जा को अवशोषित करता है और कम-फ्लुओरीन यौगिक उत्पन्न करता है। लेकिन जब आर्क धारा जीरो पार करती है, तो कम-फ्लुओरीन यौगिक तेजी से SF₆ गैस में फिर से संयुक्त हो जाते हैं। आर्क गैप की डाइएलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ तेजी से पुनर्स्थापित होती है। क्योंकि आर्क धारा जीरो पार नहीं किया, SF₆ गैस का आर्क-निर्मूलन प्रदर्शन कम हो गया। इस समय, केवल सर्किट ब्रेकर फेल सुरक्षा को सक्रिय करके निकटवर्ती 7512 सर्किट ब्रेकर द्वारा दोष धारा को काटा जा सकता था। 7522 सर्किट ब्रेकर के तीन-चरण ट्रिप स्थिति संपर्क लौटने से 7512 सर्किट ब्रेकर के तीन-चरण ट्रिप स्थिति संपर्क लौटने तक कुल 317 ms का समय लगा, जो दर्शाता है कि चरण B सर्किट ब्रेकर का उच्च-ऊर्जा आर्क 317 ms तक जलता रहा। 7512 सर्किट ब्रेकर खुलने के बाद, आर्क निर्मूल हो गया।

संक्षेप में, इस घटना में लाइन सुरक्षा और सर्किट ब्रेकर फेल सुरक्षा दोनों सामान्य रूप से कार्य किया, और सर्किट ब्रेकर सामान्य रूप से ट्रिप हुआ। प्राथमिक और द्वितीयक उपकरणों के कार्य सभी सही थे। 7522 सर्किट ब्रेकर के चरण B के लिए, गैस घटकों के विश्लेषण से, आर्क-निर्मूलन चेम्बर में उच्च-तीव्र ऊर्जा थी, जो गैस दबाव को बढ़ाने के लिए पर्याप्त थी। लेकिन 7522B चरण की धारा जीरो पार नहीं की, और आर्क निर्मूल नहीं हुआ। लेकिन निचले कंप्रेशन चेम्बर का वाल्व खुल गया, और अतिरिक्त गैस निचले हिस्से से निकल गई, जो आर्क को बाहर ले जा सकता था और मूविंग कंटैक्ट के इन्सुलेटिंग टाय-रोड और शंट कैपेसिटर को जला सकता था।

सर्किट ब्रेकर क्लोजिंग प्रतिरोध और रिसिस्टेंस के बाहरी ओर की यूनिफार्म शील्डिंग कवर के विद्युत तोड़ने के कारणों का विश्लेषण

सर्किट ब्रेकर का संचालन अधिकांश स्विचिंग ओवर-वोल्टेज का कारण है। क्लोजिंग प्रतिरोध की स्थापना लाइन क्लोजिंग और एकल-चरण रिक्लोजिंग के दौरान ओवर-वोल्टेज को प्रभावी रूप से सीमित कर सकती है। हमारी कंपनी में उपयोग किए जाने वाले ABB कंपनी द्वारा निर्मित 550/800PMSF₆ गैस-ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर में, क्लोजिंग प्रतिरोध एक सिलिकॉन कार्बाइड प्रतिरोध प्लेटों के स्टैक से बना होता है। निर्माता के निर्देश पुस्तिका के अनुसार, क्लोजिंग प्रतिरोध की ताप क्षमता इस प्रकार है: 1.3 गुना रेटेड चरण वोल्टेज पर 4 बार क्लोज करने पर, पहले दो बार के बीच 3 मिनट का समय अंतराल, और अंतिम दो बार के बीच 3 मिनट का समय अंतराल; दो ग्रुपों के बीच (आगे और पीछे) का समय अंतराल 30 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए।

ब्रेकर में एक