Изучение на случая на отказ на танковия SF₆ разключвател: африканския пазар от нигерийска перспектива

Въведение

В контекста на африканския пазар, особено в Нигерия, надеждната работа на електроустановките е от изключително значение за стабилното развитие на електроенергийния сектор. Резервоарните SF₆ преръзващи устройства играят ключова роля в електроенергийните системи поради своите отлични свойства за гасене на дъга и изолация. Обачно, както всички електроустановки, те са склонни към откази. Тази статия представя подробен анализ на случая с отказ на резервоарно SF₆ преръзващо устройство в Нигерия, като се вземат предвид аспекти като сертификацията SONCAP и нейните последици за пазара.

Сертификацията SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) е задължителна за електроустановките, влизащи на нигерийския пазар. Тя гарантира, че продуктите отговарят на нигерийските индустриални стандарти и са безопасни за употреба. Процесът на сертификация включва тестове на продуктите, проверки на заводите и издайване на Свидетелство за съответствие, което е необходимо за таможенно разчистване.

 Фон на случая

В една електроподстанция в Нигерия, резервоарно SF₆ преръзващо устройство на определена марка, което беше сертифицирано по стандартите на SONCAP, изпита отказ. Преръзващото устройство беше част от ключово преходно линия, и неговият отказ имаше потенциала да наруши доставката на електроенергия до обширна област, включително индустриални и жилищни потребители.

Преръзващото устройство беше инсталирано и пуснато в експлоатация преди няколко години и работеше относително стабилно до този случай. Редовни поддръжки и проверки се извършваха според препоръките на производителя, и всички предходни тестове показваха нормална работа.

Описание на случая с отказ

Един ден, по време на нормална работа на мрежата, на линията, защитена от това резервоарно SF₆ преръзващо устройство, се появи дефект. Системата за защита засече дефекта и издаде команда за изключване. Обачно, преръзващото устройство не се отвори напълно, както се очакваше. Вместо това, във вътрешността на преръзващото устройство се наблюдаваше аномално горене на дъга, а по-късно се забеляза и частично повреда на изолацията.

Фигура 1 показва упростена схема на разположението на електроенергийната система, където беше инсталирано преръзващото устройство. 

Операторите на подстанцията забелязаха необикновени шумове и увеличение на температурата около преръзващото устройство. Незабавно те започнаха аварийни процедури, включително изолиране на повреденото преръзващо устройство от мрежата, колкото е възможно, за да се предотврати допълнителна повреда и потенциални опасности за безопасността.

Анализ на отказа
Електричен анализ

Чрез анализ на записите за дефекта и данните за формата на вълната от системата за мониторинг на подстанцията, беше установено, че формата на вълната на дефектния ток беше сериозно деформирана по време на инцидента. Токът не се понижи до нула в очакваното време за ефективно гасене на дъгата от преръзващото устройство. Това се дължи главно на сложния характер на дефекта, който доведе до аномални модели на тока.

Газът SF₆ в преръзващото устройство, който е отговорен за гасене на дъгата, също показа намалена производителност. При нормални условия, газът SF₆ може бързо да се рекомбинира и да възстанови своя диелектрически капацитет, когато токът на дъгата пресича нулата. Обачно, в този случай, непрекъснатият ненулев ток попречи на правилното възстановяване на газа за гасене на дъгата.

Механичен анализ

При визуална проверка и допълнителни механични тестове, беше установено, че някои механични компоненти на преръзващото устройство показват признаци на износ. Движещите се части, като контактните ръце и връзките на операционния механизъм, имаха някои малки деформации. Тези деформации може да са повлияли на гладката работа на преръзващото устройство по време на процеса на изключване, причинявайки закъснение в разделението на контактите и така удължавайки времето на горене на дъгата.

Разглеждане на сертификацията SONCAP

Въпреки, че преръзващото устройство имаше сертификация SONCAP, беше проведено преглед на процеса на сертификация и съответствието на продукта с нигерийските стандарти. Установи се, че продуктът отговаряше на всички посочени изисквания в момент на сертификацията. Обачно, при експлоатацията в нигерийската среда, фактори като характеристиките на местната електроенергийна мрежа (например, по-високо гармонично съдържание в някои райони), вариации в температурата и влажността, може да са влияели на производителността на преръзващото устройство.

Освен това, практиките за поддръжка в нигерийската подстанция бяха сравнявани с най-добри международни практики. Беше отбелязано, че въпреки, че основните процедури за поддръжка се спазваха, може да има място за подобрение в по-честите и по-задълбочени проверки, особено с оглед на трудните условия на експлоатация в някои части на Нигерия.

Решения и профилактични мерки
Ремонт и замяна

Бяха идентифицирани повредените компоненти на преръзващото устройство, включително някои износени механични части и изолационни материали, засегнати от дъгата. Тези компоненти бяха заменени с новиОбновени стратегии за поддръжка

Беше разработен по-комплексен план за поддръжка на преръзващото устройство и друго подобно оборудване в подстанцията. Това включваше по-чести проверки на механичните компоненти за износ, регулярни тестове на качеството на газа SF₆ и подобряване на мониторинга на електрическите параметри като форма на вълната на тока и напрежението.

Бяха организирани и програми за обучение на операторите и персонала за поддръжка на подстанцията. Тези програми се фокусираха върху най-новите международни най-добри практики за поддръжка на резервоарни SF₆ преръзващи устройства, както и как да се справят по-ефективно с потенциални откази и аварии.

Разглеждане на пазара

С оглед на този случай с отказ, за африканския пазар, особено в Нигерия, се препоръчва да се проведе по-задълбочено изследване на адаптивността на електроустановките към местните условия на експлоатация. Производителите трябва да обмислят предоставянето на персонализирани решения или допълнителни инструкции за продуктите, продавани в региони с конкретни околно-средни и мрежови характеристики.

За процеса на сертификация SONCAP, той може да бъде подобрен, за да вземе предвид дългосрочната производителност на продуктите на нигерийския пазар. Това може да включва по-чести последващи проверки и оценки на производителността след известно време от експлоатация на продуктите.

Заключение

Отказът на резервоарното SF₆ преръзващо устройство в нигерийската електроподстанция е типичен случай, който подчертава важността на комплексното управление на оборудването в африканския пазар. Въпреки, че сертификацията SONCAP предоставя основна гаранция за качеството на продуктите, постоянното внимание към експлоатацията и поддръжката на електроустановките, както и адаптацията към местните условия на експлоатация, е съществено.

Чрез анализ на отказа от електрически, механически и свързани с сертификацията аспекти, и прилагането на подходящи решения и профилактични мерки, надеждността на електроенергийните системи в Нигерия и други африкански страни може значително да бъде повишена. Този случай служи и като ценно референция за други подобни проекти в региона, подчертавайки необходимостта от холистичен подход, за да се осигури безопасна и стабилна работа на електроинфраструктурата в африканския пазар.