Uchunguzi wa Kukosekana kwa Kitumbo cha Kutumia Umeme kiwango 750 kV cha Aina ya Tanki la SF₆ Chakilifiwa

Ukosefu wa Matumizi
Taarifa za Ukosefu na Mfumo wa Matumizi Kabla ya Ukosefu

Tarehe 16 Mei 2016 saa 17:53:50, vifaa vya kusimamia kutokana na mstari wa Jingchuan II vilizinduliwa kwa karibu. Phase B ilichaguliwa kumpinda, na circuit breakers 7522 na 7520 kwa Phase B zilifunguliwa. Ulinzi wa circuit breaker 7522 alihisi ukosefu wa muda mrefu kwenye kifaa cha ulinzi cha mstari wa mbili, na muda wa msingi wa sekunde 0.6. Baadaye, ABC tatu za circuit breaker 7522 zilipinda.

Katika hii ya mwisho, ulinzi wa ukosefu wa Phase B wa circuit breaker 7522 alikabiliana na ulinzi wa tofauti wa Bus II, na circuit breaker 7512 ulifunguliwa, kusababisha ukosefu wa umeme kwenye 750kV Bus II. Mfumo wa matumizi kabla ya ukosefu na hali ya matumizi ya vitu vya kifaa vinavyotumika viwanda vya #1 na #2 vimeonyeshwa katika Churuka 1. Umeme wa nguvu wa Viti vya Kifaa #1 ulikuwa 645MW, na wa #2 ulikuwa 602MW. Mstari wa Jingchuan I na II walikuwa wanafanya kazi vizuri. Mfumo wa wiring wa step-up substation ulikuwa 3/2 wiring, na step-up substation ilikuwa inafanya kazi kwa mfano wa loop-closing.

Hali ya Tathmini ya Ukosefu
Tathmini ya Msingi ya Mahali pa Ukosefu

Tathmini ya mahali pa circuit breaker 7522 ilionyeshka kuwa ishara za open/close mechanical za A/B/C ziliteleza namba "0". Mfumo wa hydraulic operating structure ulikuwa kwenye namba "spring compression". Kwa ajili ya circuit breaker WB - 2C, A/B/

Kwa ajili ya Phase C, tathmini ya mahali pa panel ya operation box ilionyeshka kuwa taa ya TWJ ilikuwa imeanzishwa. Shindi la SF₆ gas pressure kwa tatu za A/B/C circuit breakers kilikuwa 0.62MPa (relative pressure), na hakukuwa na maudhui muhimu yoyote ya circuit breaker 7522.

Taarifa za Action za Ulinzi

• Ulinzi wa Mstari wa Jingchuan II IRCS - 931BM Kifaa cha Ulinzi: Tarehe 16 Mei 2016 saa 17:53:50:404, ulinzi wa current differential wa Phase B ulizinduliwa. Ulinzi wa current differential ulipinda phases A, B, na C kwa sekunde 767, na position contacts ya pinda ya A, B, na C zilirejelea kwa sekunde 825.

• Ulinzi wa Mstari wa Jingchuan II IICS - 103C Kifaa cha Ulinzi: Tarehe 16 Mei 2016 saa 17:53:50:454, ulinzi wa current differential wa Phase B ulizinduliwa, na phase-differential ulipinda phases ABC kwa sekunde 790.

• Screen ya Ulinzi ya Circuit Breaker 7522 PRS - 721S Kifaa cha Ulinzi: Circuit breaker 7522 lipinda kwenye Phase B. Follow-up tripping action ilifanyika. Baada ya sekunde 0.6, reclosing action ilifanyika, na tatu-trip action iliwasilishwa. Baada ya sekunde 0.15, failure-tripping ya circuit breaker yenyewe ilifanyika, na baada ya sekunde 0.25, failure-tripping ya circuit breaker jirani ilifanyika.

• Screen ya Ulinzi ya Circuit Breaker 7520 PRS - 721S Kifaa cha Ulinzi: Circuit breaker 7520 lipinda kwenye Phase B. Follow-up tripping action ilifanyika, na three-phase follow-up tripping ilifanyika. Ingawa reclosing ya circuit breaker 7520 ilikuwa na sekunde 0.9 (kureclose na mstari wa saratani na kupunguza matokeo kwenye kitu), reclosing haikutumike.

• Screen ya Ulinzi ya Circuit Breaker 7512 PRS - 721S Kifaa cha Ulinzi: Circuit breaker 7512 lipinda tatu, na muda wa kurudi kwenye position contacts ya pinda tatu ulikuwa sekunde 1143.

• Screen ya Mother Protection ya Bus II RCS - 915E Kifaa cha Ulinzi: Tarehe 16 Mei 2016 saa 17:53:51:258, failure-tripping ya bus-line ilifanyika.
  

Mitambuzi na Tathmini ya Circuit Breaker Body

Instituti ya Power Research ya Ningxia lilikuwa limetumika kuchambua sehemu za SF₆ gas za tatu za circuit breakers 7522. Sehemu za sulfur compounds kwenye SF₆ gas ya Phase B zilikuwa zimezidi sana standard. Jumla ya decomposition product kwenye chumba hiki cha gas ilikuwa juu, inamaanisha kuwa kuna discharge partial ya energy juu, ambayo ilisababisha decomposition ya materials solid insulation, kama inavyoonyeshwa katika Meza 1.

Baada ya kutathmini loop ya breaking-circuit ya circuit breaker B, ilikuwa imethibitishwa kuwa loop ilikuwa imefungwa, inamaanisha kuwa breaker ilikuwa amefungwa. Instituti ya Power Research ya Ningxia ilifanya mitambuzi kwa opening time na circuit resistance za A na C za circuit breaker 7522, na matokeo ya mitambuzi yalikuwa sawa na standards.

Kutofautiana na Kutathmini Baada ya Ukosefu

Kwa ajili ya circuit breaker 7522, SF₆ gas ndani ya Phase B ilifunguliwa, nitrogen ilifunguliwa, na mlango wa breaker body ulifunguliwa. Dust (arc-ablation decomposition products) likuwa ndani. Baada ya teknishian za kiwanda cha ABB kukunjwa, insulator ulifunguliwa, na wakati wa kutofautiana 2 broken electrodes zilikubalika. Broken electrodes zilikuwa zimeunganishwa na outer wall. Rod ya connecting na moving contact ilikuwa na ablation marks, na mechanism ya moving contact ilikuwa na melting decomposition products. Mechanism ya circuit breaker's hydraulic spring-type operating structure ilithibitishwa kuwa ilikuwa inafanya kazi vizuri.

Tathmini ya Sababu
Sababu ya Extinguishing Arc

Muda bora wa kufunga arc AC ni wakati current ya arc inapita zero kila half-cycle. Wakati wa current zero-crossing, arc huenda kwa 2 recovery processes:

• Dielectric Strength Recovery Process: Ingawa de-ionization process inaweza kuongezeka, dielectric strength kati ya arc electrodes huendelea kurecover.

• Arc Voltage Recovery Process: Voltage ya power supply inarudi kwenye contacts. Arc voltage inarudi kutoka arc-extinguishing voltage hadi power supply voltage. Ikiwa dielectric strength recovery process inafanya kazi kwa haraka kuliko arc voltage recovery process, na amplitude ya arc voltage recovery process inakuwa kubwa, arc voltage recovery process itafanya kazi kwa haraka kuliko dielectric strength recovery process, kusababisha breakdown ya dielectric kati ya electrodes, na arc inarudi. Ikiwa arc voltage recovery process inafanikiwa kabla dielectric strength recovery process inafanikiwa, arc inarudi.

Mwisho

Pamoja na waveform ya fault recording ya CSL103 protection device, baada ya B-phase ya circuit breaker 7522 kureclose, protection ilifungua command ya pinda tatu kwa sekunde 767, na tatu za circuit breaker 7522 zilifunguliwa kwa sekunde 825, na muda wa action wa sekunde 58. Katika mchakato wa arc-extinguishing wa B-phase circuit breaker, current waveform hakupiti zero, na arc ilifanya kutoa short-circuit current ndani ya circuit breaker.

Kulingana na tathmini ya arc-extinguishing performance ya SF₆ gas: under the action of the arc, SF₆ gas absorbs electrical energy and generates low-fluorine compounds. However, when the arc current crosses zero, the low-fluorine compounds can quickly recombine into SF₆ gas. The dielectric strength of the arc gap recovers relatively quickly. Since the arc current did not cross zero, the arc-extinguishing performance of SF₆ gas decreased. At this time, only by activating the circuit breaker failure protection could the adjacent 7512 circuit breaker cut off the fault current. The time from the three-phase tripping position contact of the 7522 circuit breaker returning to the three-phase tripping position contact of the 7512 circuit breaker returning was 317 ms in total, indicating that the high-energy arc of the B-phase circuit breaker burned for 317 ms. After the 7512 circuit breaker opened, the arc was extinguished.

Kwa ujumla, line protection na circuit breaker failure protection katika hii ya mwisho zote zilifanya kazi vizuri, na circuit breaker alipinda vizuri. Actions ya primary na secondary equipment zote zilikuwa sahihi. Kwa ajili ya B-phase ya circuit breaker 7522, kutokana na tathmini ya gas composition, kulikuwa na energy intensity juu kwenye arc-extinguishing chamber, ambayo ilikuwa inasafi kuongeza shindi la gas. Lakini current ya 7522B phase hakupiti zero, na arc haikufungwa. Lakini valve ya lower compression chamber ilikuwa imefungwa, na excess gas ilifunguliwa chini, ambayo ilikuwa inaweza kuchukua arc na kumwasha insulating tie-rod ya moving contact na shunt capacitor.

Tathmini ya Sababu za Burning-out ya Closing Resistance na Breakdown ya Uniform Shielding Cover kwenye Outer Side ya Resistance

Operation ya circuit breaker ni sababu kuu ya switching over-voltages. Installing closing resistance inaweza kusaidia sana kuzuia over-voltages wakati wa closing na single-phase reclosing. 550/800PMSF₆ gas-blast circuit breaker uliyotengenezwa na ABB Company unatumika kwa company yetu una closing resistance unayotengenezwa na stacked silicon carbide resistance plates. Kulingana na manual ya manufacturer, heat capacity ya closing resistance ni ifuatavyo: wakati wa closing mara tano kwa 1.3 mara rated phase voltage, muda wa sekunde 3 kati ya mbili ya kwanza, na muda wa sekunde 3 kati ya mbili ya mwisho; muda wa sekunde 30 kati ya majaribio ya mbele na nyuma.

Breaker una series-type break structure, ambayo inajumuisha 3 main breaks, 1 auxiliary break, na combined closing resistance, kama inavyoonyeshwa katika Churuka 2. Sifa kuu ya series-type break ni kwamba wakati wa closing operation ya circuit breaker, auxiliary break hutolewa baada ya main break kwenye arc-extinguishing chamber, na wakati wa opening operation, auxiliary break pia hutolewa baada ya main break kwenye arc-extinguishing chamber.

Hivyo, sequence ya action ya auxiliary break ni closing later na opening later. Principle yake ni ifuatavyo: wakati wa closing, main break hutolewa kwanza, kunafanya current-conducting loop kwenye resistance, na closing resistance hutolewa. Baada ya sekunde 8-11 (kulingana na manual ya manufacturer), current-conducting loop hutolewa kwenye closing contact ya auxiliary break, short-circuiting closing resistance; wakati wa opening, main break hutolewa kwanza, opening main current loop, na auxiliary break hutolewa baada ya hiyo.

Hivyo, auxiliary break hunachukua rated current na short-circuit current wakati wa opening. Baada ya B-phase mechanical opening, closing resistance hutolewa kwenye circuit. Tangu arc kati ya B-phase breaks ilikuwa imefika kwa sekunde 317 kwenye closing resistance, na arc current ilikuwa asiyefika 1620 A, kulingana na calculation, heat capacity ya closing resistance ilikuwa zaidi ya rated capacity. Hii ilisababisha heat capacity ya connection ring kati ya closing resistance na auxiliary break kufika limit, huku ikifungua, kufungua kwenye outer-wall grading ring, kusababisha breakdown ya grading ring na blackening ya resistance.

Tathmini ya Sababu za Operation ya Circuit Breaker Failure Protection

Katika circuit breaker failure protection, wakati current element anafanya kazi na anasidhi criteria za failure protection, failure protection itafanya kazi tu kama protection trip input itapokea na current ya phase inayosambaza itakuwa zaidi ya 0.05 In.

Kama inavyoweza kuona kutokana na reports za 7522, kutoka sekunde 775 wakati PRS - 721S protection device ya screen ya 7522 circuit breaker protection ilipokea three-phase trip signal input kutoka IRC - 931BM protection device ya Jingchuan II line protection, hadi sekunde 925 wakati ilipinda local circuit breaker kwa sababu ya failure, na hadi sekunde 1025 wakati ilipinda circuit breaker jirani kwa sababu ya failure, na delay wa sekunde 0.15 kwa local circuit breaker na sekunde 0.25 kwa circuit breaker jirani, ambayo ni sawa na logic ya operation ya failure protection, na protection ilifanya kazi vizuri, kama inavyoonyeshwa katika Churuka 3. Katika oscillogram, inaweza kuonekana kuwa ingawa B-phase tripping position contact ya 7522 ilirejelea kwa sekunde 825, kuna current (arc) iliyokuwa inaenda kati ya moving na stationary contacts.

Mwisho

• Kwa sababu ya distortion nzuri ya fault current, waveform ilishuka kwenye upande wa chini wa time-axis. Fact ya kuwa waveform hakupiti zero kwenye effective arc-extinguishing time ya circuit breaker ilikuwa ni sababu kuu ya non-extinction ya arc. Failure ya gap insulation kurecover baada ya circuit breaker kufungwa na decline ya arc-extinguishing performance ya SF₆ gas ilikuwa sababu ya pili ya non-extinction ya arc.

• Non-extinction ya arc na expulsion ya remaining gas kwenye arc-extinguishing chamber, ambayo ilichukua arc, ilikuwa sababu kuu ya blackening ya insulating tie-rod na outer wall ya capacitor.

• Baada ya B-phase mechanical opening, closing resistance hutolewa kwenye circuit. Tangu arc kati ya breaks ya B-phase ilifika kwa sekunde 317 kwenye closing resistance, heat capacity ilisababisha heat capacity ya connection kati ya closing resistance na auxiliary break kufika limit, huku ikifungua, kufungua kwenye outer-wall grading ring, kusababisha breakdown ya grading ring na blackening ya resistance.

• Presence ya arc current kwenye B-phase na compliance yake kwenye logic ya operation ya circuit breaker failure protection ilikuwa sababu kuu ya pinda ya busbar.