Analisis dan rawatan punca silap letupan rod peleraian pemutus litar tangki SF₆ 500kV
Sebagai komponen utama pemutus sirkuit, batang insulasi tarik adalah bahagian insulasi dan transmisi penting bagi peralatan Gas-Insulated Switchgear (GIS). Ia diperlukan untuk mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi dari segi sifat mekanikal dan elektrik. Secara umumnya, batang insulasi tarik jarang berfungsi dengan tidak betul, tetapi sekiranya gagal, ia boleh mengakibatkan konsekuensi serius bagi pemutus sirkuit.
Pemutus sirkuit 550kV di sebuah stesen janakuasa mempunyai susunan mendatar satu putus, dengan model 550SR - K dan mekanisme operasi hidraulik. Ia mempunyai kapasiti pemutusan 63kA, voltan terkini 550kV, arus terkini 4000A, arus pemutusan terkini 63kA, voltan tahanan petir terkini 1675kV, voltan tahanan impuls beralih terkini 1300kV, dan voltan tahanan frekuensi kuasa terkini 740kV. Batang insulasi pemutus sirkuit dibuat daripada resin epoksi, dengan ketebalan 15mm, lebar 40mm, dan ketumpatan 1.1 - 1.25g/cm³.
Proses Kerosakan
Sebuah stesen janakuasa hidro telah bersedia untuk meneruskan penghantaran elektrik untuk transformernya utama No. 4. Penghubungan elektrik utama stesen janakuasa ditunjukkan dalam Gambaraj 1. Komputer aras atas terlebih dahulu membuka pemutus sirkuit 5032, dan kemudian membuka pemutus sirkuit 5031. Komputer aras atas melaporkan isyarat seperti "Isyarat Peringatan TV Terbuka" dan "Peranti Perlindungan Pemutus Sirkuit 5031 Tidak Normal". Pemeriksaan di tempat menunjukkan bahawa kedua-dua peranti perlindungan dan peranti kawalan keselamatan pemutus sirkuit 5031 mempunyai isyarat peringatan TV terbuka. Pemeriksaan komputer aras atas mendapati bahawa untuk transformer voltan di zon T pemutus sirkuit 5032 dan 5031, Uab= 0, Uca = 306kV, dan Ubc = 305kV. Pemeriksaan sebenar di tempat menunjukkan bahawa kedua-dua pemutus sirkuit 5032 dan 5031 berada dalam keadaan terbuka.
Pekerja penyelenggaraan mengukur voltan gulungan sekunder fasa C sebagai 55V dan fasa A dan B sebagai 0V pada kotak terminal badan transformer voltan di zon T pemutus sirkuit 5032 dan 5031. Awalnya ditentukan bahawa terdapat kerosakan pada fasa C pemutus sirkuit 5031.
Keadaan Pemeriksaan di Tempat
Selepas kerosakan berlaku, stesen janakuasa segera mencari titik kerosakan di tempat dan melakukan analisis punca kerosakan. Ia juga menghubungi pusat pengaturan negeri untuk memindahkan pemutus sirkuit 5031 ke keadaan penyelenggaraan. Selepas pekerja pembuat pemutus sirkuit tiba di tempat, mereka memeriksa semula mekanisme operasi pemutus sirkuit 5031. Didapati bahawa kedudukan batang operasi mekanisme berada dalam keadaan "terbuka" normal, dan tiada aneh dalam mekanisme, seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 2. Ditentukan awal bahawa kerosakan disebabkan oleh masalah dalaman pemutus sirkuit.
Mengambil kira bahawa rintangan penutup pemutus sirkuit jauh lebih kecil daripada rintangan grounding, jika keadaan dalaman sebenar pemutus sirkuit berada dalam posisi tertutup, rintangan grounding pemutus sirkuit ini akan jauh lebih rendah daripada dua fasa lain. Rintangan grounding tiga fasa pemutus sirkuit 5031 diukur tanpa membuka pemisah grounding di kedua-dua sisi pemutus sirkuit. Hasil pengukuran adalah seperti berikut: Fasa A adalah 273.3 μΩ, Fasa B adalah 245.8 μΩ, dan Fasa C adalah 256.0 μΩ. Tiada data aneh didapati untuk Fasa C.
Selepas pemutus sirkuit 5031 dimasukkan ke dalam keadaan penyelenggaraan, proses pemulihan gas untuk pemutus sirkuit fasa 5031C dimulakan, dan persiapan dibuat untuk membuka tutup untuk pemeriksaan. Flens atas pemutus sirkuit fasa 5031C diangkat. Pemeriksaan menunjukkan bahawa kontak bergerak dan statik pemutus sirkuit ini berada dalam keadaan terbuka normal, struktur keseluruhan pemutus sirkuit masih utuh, dan tiada objek asing atau tanda pelepasan yang jelas ditemui. Menggunakan multimeter, rintangan kontak antara kontak bergerak dan statik pemutus sirkuit diukur sebagai 0.6 Ω (dalam julat normal), dan tiada hubungan elektrik antara kontak bergerak dan statik dengan batang insulasi tarik, seperti digambarkan dalam Gambaraj 3.
Selepas flens atas dan lubang akses bawah pemutus sirkuit diangkat semula untuk pemeriksaan, bau hangus yang jelas dikesan dalam ruang gas. Terdapat bahan serbuk coklat hitam di das ruang gas dan di lokasi membran anti letupan bawah, seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 4.
Ujian penutup perlahan manual dilakukan pada pemutus sirkuit fasa 5031C. Operasi penutup berjalan normal, dan tiada fenomena aneh dikesan. Selepas ujian penutup perlahan manual selesai, badan luar pemutus sirkuit diperiksa semula. Didapati bahawa terdapat dua tanda pelepasan pada batang insulasi tarik pemutus sirkuit. Salah satunya retak dengan jelas, seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 5. Terdapat juga tanda jejak pada permukaan batang insulasi tarik, dan tanda-tanda ini merentasi seluruh batang insulasi tarik.
Selepas memeriksa batang insulasi tarik dan tidak menemui titik pelepasan baru, ujian bukaan perlahan manual dilakukan pada pemutus sirkuit fasa 5031C. Operasi bukaan berjalan normal. Selepas bukaan selesai, batang insulasi tarik diperiksa semula, dan masih tiada titik pelepasan baru ditemui. Boroskop digunakan untuk memeriksa sepenuhnya dalaman pemutus sirkuit, dan tiada fenomena aneh dikesan.
Analisis Punca Kerosakan
Selepas mengeluarkan batang insulasi tarik yang rosak, ia diperhatikan dan diukur. Panjang batang adalah 570mm, lebar 40mm, dan tebal 15mm. Terdapat dua tanda terbakar pelepasan yang jelas pada seluruh batang insulasi tarik, terletak pada 182mm dan 315mm dari hujung-hujungnya masing-masing. Salah satunya mempunyai retakan sepanjang kira-kira 53mm. Terdapat jejak saluran jejak yang jelas pada permukaan seluruh batang insulasi tarik, yang menghubungkan lubang dalaman di kedua-dua hujung batang.
Insulasi batang insulasi tarik yang rosak diukur. Apabila diukur dengan multimeter, insulasi antara lubang bersebelahan di hujung-hujungnya normal. Insulasi antara dua lubang dalaman di kedua-dua hujungnya adalah 1.583MΩ. Apabila diukur dengan meter rintangan insulasi, nilai rintangan adalah 643k&Ω (pada voltan 1010V), dan insulasi antara dua lubang luaran di kedua-dua hujungnya adalah 1.52T&Ω (pada voltan 5259V). Untuk batang insulasi tarik normal, insulasi antara dua lubang dalaman di kedua-dua hujungnya diukur pada voltan 5259V adalah lebih daripada 5.26T&Ω.
Berdasarkan hasil pemeriksaan di atas, dapat ditentukan bahawa insulasi batang insulasi tarik pemutus sirkuit fasa 5031C telah tembus, dan ia menunjukkan kekonduktifan di bawah keadaan voltan yang relatif rendah.
Apabila batang insulasi tarik pemutus sirkuit fasa 5031C dipotong untuk pemeriksaan, didapati bahawa, kecuali hujung-hujung batang di mana tiada lubang udara yang kelihatan, terdapat lubang udara panjang sepanjang saluran jejak di dalam batang, seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 6.
Kerusakan keseluruhan; kedua, proporsi bahan atau masa penyembuhan batang insulasi tarik tidak memenuhi keperluan berkaitan, menyebabkan kekuatan insulasi yang tidak sama pada bahagian-bahagian yang berbeza batang insulasi tarik. Di bawah medan elektrik yang kuat, kawasan dengan insulasi yang lebih rendah terlebih dahulu tembus, dan kemudian kawasan insulasi rendah lain ikut, akhirnya menyebabkan kerusakan keseluruhan batang insulasi tarik.
Tindakan Penyelesaian
Tindakan Umum
Selepas menentukan punca kerosakan pemutus sirkuit fasa 5031C, stesen janakuasa mengatur untuk menggantikan batang insulasi tarik pemutus sirkuit fasa C. Selepas penggantian selesai, ruang gas dikosongkan, diisi gas hingga tekanan terkini 0.45MPa, dan dibiarkan selama 24 jam. Kemudian, ujian rutin dilakukan, termasuk mengukur kandungan air dalam ruang gas, memeriksa rintangan penutup, menjalankan ujian ciri, dan melakukan pengesanan kebocoran gas. Setelah ujian rutin lulus, ujian tahanan voltan AC dan pelepasan separa dilakukan untuk pemutus sirkuit 5031 dalam keadaan terbuka dan tertutup. Aksesori dipasang semula, dan permohonan untuk meneruskan penghantaran elektrik diajukan.
Ujian Tahanan Voltan AC dan Pelepasan Separo
Voltan ujian dikenakan dari barisan simpanan 3E. Sebelum ujian, litar sekunder semua transformator arus (TAs) di kedua-dua sisi pemutus sirkuit 5031 dan 5032 dipendekkan dan ditanahkan pada badan utama. Juga, litar sekunder semua TA di barisan simpanan 3E dipendekkan dan ditanahkan pada badan utama, dan transformator voltan dalam lingkup ujian dikeluarkan. Ujian tahanan voltan AC dan pelepasan separo masing-masing dijalankan apabila pemutus sirkuit 5031 berada dalam keadaan tertutup dan terbuka.
Untuk peralatan GIS 500kV di stesen janakuasa, voltan operasi tertinggi , voltan fasa , voltan ujian kilang , dan voltan tahanan maksimum di tapak , dengan tempoh .
Seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 7, urutan ujian tahanan voltan penutup dan pelepasan separo adalah seperti berikut: GIS diusia dan disucikan pada voltan selama 5 minit, dan busbar diusia dan disucikan pada voltan selama 3 minit. Ujian tahanan voltan AC kemudian dinaikkan ke dan dikekalkan selama 60 saat. Voltan kemudian diturunkan dengan cepat ke , dan pelepasan separa ruang gas pemutus sirkuit 5031 diuji selama 3 minit. Selepas ujian, voltan diturunkan dengan cepat ke 0kV.
Seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 8, prosedur ujian tahanan voltan jalur terbuka dan pengukuran pelepasan separa adalah seperti berikut: Voltan ujian dinaikkan secara seragam ke dan dikekalkan selama 60 saat. Selepas ujian tahanan voltan selesai, voltan diturunkan dengan cepat ke , dan pelepasan separa ruang gas pemutus sirkuit 5031 diuji. Selepas ujian, voltan diturunkan dengan cepat ke 0kV.
Kesimpulan
Kualiti batang insulasi tarik pemutus sirkuit 500kV SF₆ jenis tangki sangat penting bagi keselamatan pemutus sirkuit dan kestabilan grid elektrik. Pembuat peralatan harus mengamalkan kawalan kualiti yang ketat. Sebelum perakitan peralatan, ujian pelepasan separa harus dilakukan pada batang insulasi tarik, dan pemeriksaan bahan boleh dilakukan menggunakan kaedah seperti pengesanan cacat jika perlu. Selepas pemutus sirkuit dimasukkan ke dalam operasi, kerja deteksi pelepasan separa hidup secara berkala harus dilakukan menggunakan kaedah seperti frekuensi sangat tinggi dan ultrasonik. Pada masa yang sama, deteksi pelepasan separa hidup offline harus dikombinasikan dengan penyelenggaraan pemutus sirkuit. Untuk pemutus sirkuit dengan tahap pelepasan separa yang abnormal, analisis produk peluruhan gas SF₆ boleh dilakukan secara serentak untuk mendiagnosis kesihatan insulasi pemutus sirkuit SF₆ pada tahap awal, mencegah kegagalan peralatan dan memastikan operasi yang selamat dan stabil grid elektrik.
