Analüüs ja lahendamine 550 kV GIS lülitiplaadi katkemõju veas

1.Viga ilmnemise kirjeldus

550 kV GIS-seadme lülitikuviga ilmnes 15. augustil 2024 kell 13:25, kui seade töötas täislaenu all laenguvooga 2500 A. Viga tekkides tegid vastavad kaitseseadmed kiiresti tegutsemist, katkestades vastavat lüliti ja eraldades vigase liini. Süsteemi tööparameetrid muutusid oluliselt: liinivool langes otsastikult 2500 A-st 0 A-le ja busi vool langes otsastikult 550 kV-st 530 kV-le, lõksutas umbes 3 sekundit enne, kui see aeglaselt taastus 548 kV-le ja stabiiliseerus. Hooldustöötajate paigaline inspektor leiutas selgelt lülitiku kahjustusi. Diisliku pinnal avastati umbes 5 cm pikkune põletamismärg. Liigutava ja fikseeritud kontaktide ühenduse kohal ilmnes umbes 3 cm läbimõõduga väljaütleva plahvatuspunkt, mille ümber oli must polvejäätmete jääk, ja mõned metallkomponendid näitasid keetumise märke, mis viitab tugevale plahvatusele vigase ajal.

2.Viga põhjuste analüüs

2.1 Põhiteaduslike seadme parameetrite ja töötingimuste analüüs
Lülitikul on nimiajane võrk 550 kV, nimiajane laeng 3150 A ja katkestamislaeng 50 kA. Need parameetrid rahuldavad selle alamvoolukogu 550 kV süsteemi töötingimusi, teoreetiliselt tagades usaldusväärse töö tavapärastes tingimustes. Lülitik oli kasutuses 8 aastat ja 350 toimingut. Viimane hooldus tehti juunis 2023, hõlmates kontaktide poliitset, silmendamist, mehhanismi korrigeerimist ja isolatsioonipinge testimist – kõik tulemused vastasid siis spetsifikatsioonile. Kuigi toimingute arv oli normaalirahul, võis pikendatud kasutus tuua vananemise riskid, mis võivad järgnevate teenindusperioodide käigus põhjustada peidetud defekte.

2.2 Elektrooniliste omaduste testimise analüüs

Lülitiku isolatsioonipinge testimine näitas kontaktide vahelise isolatsioonipingu 1500 MΩ (ajalooline väärtus: 2500 MΩ; standardnõue: ≥2000 MΩ). Maapinge isolatsioon oli 2000 MΩ (ajalooline väärtus: 3000 MΩ; standardnõue: ≥2500 MΩ). Mõlemad väärtused olid oluliselt madalamad ajaloolistest andmetest ja standarditest, millest tuleneb, et isolatsioon omadused on heibunenud.
Dielektrilise kaotuse tegur (tanδ) testimine 10 kV-l annab mõõtva väärtuse 0,8% (ajalooline väärtus: 0,5%; standardnõue: ≤0,6%). Tõusnud tanδ viitab võimalikule niiskuse sissepääsule või isolatsioonimeediumi vananemisele, mis vähendab isolatsioonipinge ja suurendab dielektrilise murdu riski.

2.3 Mehaaniliste omaduste testimise analüüs
Kontaktide surve mõõtmised näitasid:

• Fasa A: 150 N (projekteeritud väärtus: 200 N, abitus: –25%)

• Fasa B: 160 N (abitus: –20%)

• Fasa C: 140 N (abitus: –30%)
  Kõik mõõdetud kontaktide surved olid alla projekteeritud väärtustega suure abitusena, mis võib põhjustada kontaktresistantsi tõusu, lokaalse ülekuuma ja plahvatuse.

Töömehaanisme analüüsides avastati:

• Suletusaeg: 80 ms (projekteeritud vahemik: 60–70 ms); sinkroniseerimise abitus: 10 ms (projekteeritud piir: ≤5 ms)

• Avamisaeg: 75 ms (projekteeritud vahemik: 55–65 ms); sinkroniseerimise abitus: 12 ms (projekteeritud piir: ≤5 ms)
  Mõlemad avamis/suletusajad ületasid projekteeritud limiite ja sinkroniseerimise abitused olid üle piiri, mis viitab mehhanismi petmisele, mis võib põhjustada asünkroonne kontaktide/eraldamise, mille tulemusena võib esineda plahvatus ja väljakütte.

2.4 Üldine vigade põhjuste analüüs
Kõik leidude sidumisel:

• Elektrooniliselt, vähendunud isolatsioonipinge ja tõusnud tanδ viitavad heibunenenud isolatsioonile, mis loob tingimusi murdude jaoks.

• Mehaaniliselt, ebasobiv kontaktide surve põhjustas halva kontakti ja lokaalse soojenemise, samas kui ebatavaline mehhanismi toimimine põhjustas asünkroonne toimimise ja plahvatus uuesti, mis tõstis isolatsiooni kahjustusi.
  Hoolikalt hooldatud seadme puhul, pikendatud kasutus aeglitas seadme vananemist, ja keskkonnatingimused, nagu temperatuuri ja niiskuse lõksud, edasisest degradoomist. Lülitiku flashover-viga tulenes kombinatsioonist isolatsiooni heibunenemisest, mehaanilistest anomaliatest ja seadme vananemisest.

3.Viga lahendamise meetmed
3.1 Paigaline kiirabi
Flashover-viga järel aktiveeriti kiirabi protokoll, et tagada võrgu ohutus. Vigase lülitiku eraldati, katkestades seotud lüliteid, et vältida vigase levikut. Lülitikuga seotud kaitseseadmed kontrolliti ja korrigeeriti, et vältida valetoimimist või petmist. Süsteemi töörežiimi kiiresti ümber konfigureeriti: vigase liini eelnevalt kannatanud laeng edastati tervele liinile, et tagada kriitiliste kasutajate energiakindlustus. Sel perioodil jälgiti süsteemi parameetreid (pinge, vool, sagedus) täpselt, et tagada stabiilne toimimine. Inimesed määrati, et turvata vigase koht ja vältida ligipääsu, et vältida teisi sündmusi.

3.2 Seadme remondiplaan
Põhjuste analüüsi põhjal kujundati üksikasjalik remondiplaan:

• Heibunenenud isolatsiooni korral: asenda ja taasta isolatsioonimeedium. Eemalda kahjustatud, niisked või vananenud isolatsioonimaterjalid ja installeeri uued, vastavate nõuetele vastavad materjalid, et taastada isolatsioonipinge.

• Ebasobiva kontaktide surve korral: kontrolli ja asenda kontaktide veeresid, korrigeeri kontaktide survet projekteeritud väärtustele, et vähendada kontaktresistantsi ja vältida ülekuuma/plahvatust.

• Mehaaniliste petmiste korral: asenda kahjustatud komponendid ja korrigeeri täielikult mehhanismi, et vastata projekteeritud spetsifikatsioonidele aja ja sinkroniseerimise suhtes.

3.3 Remondi protsess ja olulised tehnilised punktid
Remond järgis täpselt plaani. Lüliti lõhklitakse täielikult, et teha põhjalik kontroll ja kinnitada kahjustuse ulatust. Isolatsiooni vahetamisel kontrollitakse ümberkondlikku niiskust ja temperatuuri, et vältida uute materjalide saastumist või niiskeviku absorbeerimist. Paigaldus tagab isolatsiooni täpse asenduse ja tugeva kleepimise, et vältida tühi kohti või löösetust. Kontaktrõhut reguleeritakse kalibreeritud tööriistadega, et tagada täpne ja ühtlane jõud kõigi faaside kaudu. Mekhanismi taaspaigaldamine ja kalibreerimine järgivad protseduure, et tagada sileda ja usaldusväärse toimimise. Pärast remondi viiakse läbi üldised testid – isolatsioonipinge, tanδ, kontaktrõhu ja mehhanismi toimivus – enne energiaga varustamist.

4.Remondieffektiivsuse kinnitamine
4.1 Pärast-remonditestid
Üldised testid kinnitasid taastatud toimivust (vt tabel 1):

• Isolatsioonipinge: kontaktide vaheline tõusis 1500 MΩ-st 2400 MΩ-ni; maapinge tõusis 2000 MΩ-st 2800 MΩ-ni – mõlemad vastavad standarditele.

• tanδ vähenes 0,8%st 0,4%ni, mis on aktsepteeritavate piiride piires, kinnitades niiskuse/vananemise probleemide lahendamist.

• Järeltõenärvetest: enne remondi katkis 480 kV (< standard); pärast remondi ei tekkinud katkestust 600 kV-l – valides isolatsiooni taastumist.

4.2 Tehasejälgimine ja hinnang

Parandatud lüliti jälgiti kolme kuu jooksul tööks panna. Kontakttemperatuurid jäid normaalsed, kinnitades tõhusa kontaktipinge reguleerimise ja kontrollitud kontaktreegluse. Lülitamisoperatsioonid stabiliseerusid: sulgemisaeg oli 65 ms, avamisaeg 58 ms, sünkroniseerumise abirahade ≤3 ms. Välja ei esinenud ühtegi uuesti süttunud või väljasoolenud kaarikut. Kombineeritud test- ja jälgimistulemused kinnitavad eduka vea lahendamise ja stabiilset toimimist.

5.Ennetusmeetmed ja soovitused
GIS-i efektiivse toimimise tagamiseks ja veateadete vähendamiseks tuleb rakendada rangeid hooldusstrateegiaid:

• Regulaarsed inspeksioonid: Täida nädalasised näglikud kontrollid ja kuulisfunktsionaalsed testid pädevate meeskondade poolt, et vara tuvastada kahjustusi või anomalii.

• Täiustatud seisundi jälgimine: Kasutage online jälgimissüsteeme osalisest laengut, temperatuuri ja gaasi koostisosa reaalajas jälgimiseks, et aktiivselt tuvastada potentsiaalsed probleemid.

• Ennetav testimine: Täida perioodilisi eraldusvastuse ja tanδ teste, et hindata elektrilist/eraldusvõime tervist ja vältida vananemise või niiskuse tekitatud katkeid.

• Seadmete valik ja paigaldamine: Valige sobivad, täiesti arenenud GIS-seadmed, mis vastavad tootmisele. Paigaldamisel järgige rangelt disaini- ja ehitussuuniseid, et tagada õige joondus ja turvalised ühendused.

• Komisjonimine: Täpselt kontrollige kõiki komisjonimise ajal suurendatavaid parameetreid, dokumentides kõiki andmeid tuleviku hoolduse viiteks.

• Isikute koolitus: Regulaarselt läbi viidav tehniline koolitus ja kiireloomulised harjutused, et parandada personali oskusi toimimises ja vea lahendamises, tagades kiire ja tõhus reageerimise sündmustele ning varustuse stabiilsuse.

6.Järeldus
See artikkel esitleb edukat analüüsi ja lahendust 550 kV GIS-lüliti flashoveri vea korral. Detailne veadokumentatsioon ja mitmekülgne testimine kindlaks määrasid põhjuste täpseid aspekte. Rakendatud hädaolukorra reageering ja parandusmeetmed lahendasid küsimuse tõhusalt, mida post-paranduslike testide ja tööjälgimise tulemused kinnitasid. Eelnõudud ennetusmeetmed on suunatud ja praktilised, pakkudes väärtuslikku juhendit GIS hoolduseks. Tulevane töö peaks süvendama GIS veamehhanismide uurimist, et veelgi parandada elektriülekande turvalisust ja usaldusväärsust.