ניתוח וטיפול באחר פיצוץ במערכת GIS ממתכת ברזל בתמיכת 550 ק"ו

1. תיאור התופעה התקלה

התקלת המפסק התרחשה בציוד GIS של 550 ק"ו בתאריך 15 באוגוסט 2024 בשעה 13:25, בזמן שהציוד עבד ברמת עומס מלא עם זרם עומס של 2500 אמפר. ברגע ההתקלה, המכשירים המשלימים לתגמול פעלו במהירות, גרמו לפיצוץ המפסק המתאים והפרידו את קו ההתקלה. פרמטרי פעולת המערכת השתנו באופן משמעותי: זרם הקו ירד בפתאומיות מ-2500 אמפר ל-0 אמפר, ו TEN לחץ הסיבוב ירד מ-550 ק"ו ל-530 ק"ו, נדנד במשך כ-3 שניות לפני שהחל להתאושש בהדרגה ל-548 ק"ו והתאפק. בדיקה במקום על ידי צוות תחזוקה חשפה נזק ברור למפסק. נמצא סימן שריפה באורך כ-5 ס"מ על פני השכבה המבודדת. נקודה של שריפה בערך בקוטר 3 ס"מ הופיעה בקשר בין הקטבים הנע והנני, מסביבה היו שאריות אבק שחורות, ורכיבים מתכתיים מסוימים הראו סימנים להמסה, מה שמצביע על קשת חזקה במהלך ההתקלה.

2. ניתוח סיבה להתקלה

2.1 ניתוח פרמטרי הציוד הבסיסיים ותנאי הפעולה
למפסק יש מתח מוערך של 550 ק"ו, זרם מוערך של 3150 אמפר וזרם ניתוק של 50 ק"א. הפרמטרים הללו עונים על דרישות הפעילות של מערכת 550 ק"ו בתחנת ההעמסה הזו, באופן תיאורטי מבטיחים פעולה מהימנה בתנאים נורמליים. המפסק היה בשירות במשך 8 שנים עם 350 פעולות. החזקת האחרונה נערכה ביוני 2023, כולל פלישת מגעים, הזליגה, تعدונת מכאניזם ובדיקת 저ومة מבודדת - כל התוצאות עמדו בתקנים בעת ההיא. למרות שהמספר של הפעולות היה בתחום הנורמלי, פעילות ארוכת טווח אולי הציגה סיכונים של זקנה, אולי מובילה לעיוותים נסתרים במהלך השירות העתידי.

2.2 ניתוח מבחנים ביצועיים חשמליים

מבחן 저ومة מבודדת של המפסק הראה 저ום בין מגעים של 1500 מגה-אוהם (ערך היסטורי: 2500 מגה-אוהם; דרישה תקנית: ≥2000 מגה-אוהם). זרם המבודד היה 2000 מגה-אוהם (ערך היסטורי: 3000 מגה-אוהם; דרישה תקנית: ≥2500 מגה-אוהם). שני הערכים היו נמוכים משמעותית מהנתונים ההיסטוריים והתקנים, מה שמצביע על ירידה בביצועי המבודד.
מבחן מקדם האבידות הדיאלקטריות (tanδ) ב-10 kV נתן ערך מדוד של 0.8% (ערך היסטורי: 0.5%; דרישה תקנית: ≤0.6%). הגברת tanδ מצביעה על אפשרות חדירה של לחות או זקנה של חומר המבודד, מה שמחשף את חוזק המבודד ומגדיל את הסיכון להתפרקות דיאלקטרית.

2.3 ניתוח מבחנים ביצועיים מכניים
מדידות לחץ מגע הראו:

• שלב A: 150 N (ערך עיצוב: 200 N, סטייה: –25%)

• שלב B: 160 N (סטייה: –20%)

• שלב C: 140 N (סטייה: –30%)
  כל לחצני מגע שנמדדו היו מתחת לערכים של עיצוב עם סטיות גדולות, אולי גורמים לחסימת מגע גבוהה, חימום מקומי וארכות.

ניתוח מכונת הפעולה חשף:

• זמן סגירה: 80 ms (טווח עיצוב: 60–70 ms); סטייה סינכרונית: 10 ms (גבול עיצוב: ≤5 ms)

• זמן פתיחה: 75 ms (טווח עיצוב: 55–65 ms); סטייה סינכרונית: 12 ms (גבול עיצוב: ≤5 ms)
  שני זמני הפתיחה והסגירה עברו את גבולות העיצוב, והסטיות הסינכרוניות היו גבוהות, מה שמצביע על תקלה מכנית שיכולה לגרום למגע לא סינכרוני/הפרדה, מה שמוביל לארכות מחדש ושחרור.

2.4 ניתוח סיבת התקלה מקיפה
שילוב כל הממצאים:

• חשמלית, ירידה בזרם המבודד וגברת tanδ מצביעות על ירידה בביצועי המבודד, מה שמייצר תנאים להתפרקות.

• מכנית, לחץ מגע נמוך גרם למגע לקוי ולחימום מקומי, בעוד ביצועים מכניים חריגים הובילו לפעילות לא סינכרונית ולהדלקת ארכות, מה שמגביר את נזקי המבודד.
  אם כי נשמר בצורה רגילה, שירות ארוך טווח חשף את הציוד לזקנה, וגורמים סביבתיים כמו תנודות טמפרטורה וẩmות הורידו את הביצועים. התקלת המפסק נבעה ממגוון של ירידה בביצועי המבודד, חריגים מכניים וזקנה של הציוד.

3. אמצעי טיפול בהתקלה
3.1 תגובה חירום במקום
מיד לאחר התקלת הפלאש, נפעיל פרוטוקול תגובה חירום כדי להבטיח את בטיחות הרשת. המפסק המתקל נפרד על ידי פיצוץ המפסקים הקשורים, למנוע את התפשטות ההתקלה. נבדק ונתקן מכשירי הגנה קשורים למפסק כדי למנוע פעולות לא נכונות או כשלים. תכנון הפעולה של המערכת הופך שוב: העומס שהיה נשען על קו ההתקלה עבר חלק לקווים בריאים כדי לשמור על אספקת חשמל למשתמשים קריטיים. במהלך התהליך, נבדקו פרמטרי מערכת (מתח, זרם, תדירות) כדי להבטיח פעולה יציבה. אנשים נשלחו להגן על אתר ההתקלה למנוע גישה בלתי מורשית, למנוע אירועים משניים.

3.2 תוכנית תיקון הציוד
מבוסס על ניתוח סיבת השורש, נפתח תוכנית תיקון מפורטת:

• עבור מבודד מוגבל: החלף והחזיר חומרים מבודדים. הסר חומרים מבודדים פגומים, לחים או זקנים ותקין חומרים חדשים, תואמים כדי להחזיר את ביצועי המבודד.

• עבור לחץ מגע נמוך: בדוק והחלף קפיצי מגע, התאים לחץ מגע לערכים של עיצוב כדי להפחית את החסימה של מגע למנוע חימום/ארכות.

• עבור תקלות מכניות: החלף רכיבים פגומים והשב את המכונה לחלוטין כדי לעמוד בתקנים של עיצוב לגבי זמן וסינכרוניות.

3.3 תהליך השיפוץ והנקודות הטכניות המפתח
השיפוצים נעשו לפי התוכנית. הידרנט פותח לחלוטין לבדיקה מקיפה כדי לקבוע את מידת הנזק. במהלך החלפת ההבודד, נשלטו רמות לחות וטמפרטורה כדי למנוע זיהום או ספיגה של חומרים חדשים. התקנה מבטיחה מיקום מדויק וחיבור חזק של ההבודד כדי למנוע בורות או ריחוק. התאמה לחץ מגע השתמשה בכלים מדוייקים להבטחת כוח אחיד ומדויק בכל הפאזה. איסוף מחדש והגדרה של המכשיר עבדו לפי התfahrenים להבטיח פעולה חלקה ואמינה. לאחר השיפוץ, בוצעו בדיקות כוללות—התנגדות ההבודד, tanδ, לחץ מגע וביצועי המכשיר—כלן עמדו בתקנים לפני שחזור האנרגיה.

4. אימות יעילות השיפוץ
4.1 בדיקות לאחר השיפוץ
בדיקות כוללות אישרו שחזור הביצועים (ראו טבלה 1):

• התנגדות ההבודד: בין מגעים עלתה מ-1500 MΩ ל-2400 MΩ; התנגדות קרקע עלתה מ-2000 MΩ ל-2800 MΩ—שתיהן עומדות בתקנים.

• tanδ ירד מ-0.8% ל-0.4%, בתוך גבולות מקובלים, מה שמאשר פתרון בעיות לחות/הזדקנות.

• בדיקת יציבות מתח: לפני השיפוץ, קריסה התרחשה ב-480 kV (< תקן); לאחר השיפוץ, לא הייתה קריסה ב-600 kV—מה שהופך למืนון שחזור ההבודד.

4.2 פיקוח ותיעוד הפעלה

המתג המופצץ עבר פיקוח תפעול של 3 חודשים. טמפרטורת ההתקשרות נותרה נורמלית, מה שמאשר את התאמת לחץ ההתקשרות והחמצון של 저ומן ההתקשרות. פעולות המתג יציבות: זמן סגירה של 65 מ"ש, פתיחה של 58 מ"ש, עם סטיות סינכרוניות ≤3 מ"ש. לא התרחשו הדלקת מחדש או פריצת חשמל. תוצאות בדיקה משולבת ופיקוח מאשרת את הפתרון המוצלח של התקלה והפעלה יציבה.

5. אמצעי מניעה והמלצות
כדי להבטיח פעולה יעילה של GIS ולקחת את הסיכונים של תקלות, חייבים ליישם אסטרטגיות תחזוקה קפדניות:

• בדיקות רגילות: בצע בדיקות חזותיות שבועיות ובדיקות פונקציונליות חודשיות על ידי צוותים מוסמכים כדי לזהות נזקים או חריגים מוקדם.

• מעקב מצב מתקדם:ploy מערכות מעקב מקוונות לעקוב בזמן אמת אחר פריקת חלקית, טמפרטורה ותכולת גז כדי לזהות בעיות אפשריות באופן פרו-אקטיבי.

• בדיקות מניעה: בצע מבחני עמידות דיאלקטרית וtanδ מחזוריים כדי להעריך את בריאות החשמל/הידולק ולמנוע כשלים עקב הזדקנות או לחות.

• בחירה ואינסטלציה של הציוד: בחר ציוד GIS מוכח ומature שמקיים את הצרכים התפעוליים. יש להקפיד על תקני עיצוב ובניה במהלך האינסטלציה כדי להבטיח cănנות הנכונה וקשרים בטוחים.

• הנפקת שירות: בדוק בהקפדה את כל פרמטרי הביצוע במהלך הנפקת השירות, תокумент את כל הנתונים למתייחסים לתחזוקה בעתיד.

• הכשרה של אנשי צוות: בצע באופן קבוע הדרכות טכניות ותרגולים חירום כדי לשפר את מיומנות הצוות בפעילות ובתגובה לתקלות, להבטיח תשובות מהירות ויעילות לתקריות ושימור יציבות הרשת.

6. סיכום
המאמר מציג ניתוח ופתרון מוצלח של תקלה של פלאש-ובר בממתג GIS של 550 kV. תיעוד מפורט של התקלה ובדיקות רב-ממדיות זיהו באופן מדויק את הגורמים העמוקים. יישום אמצעי תגובה חירום ותיקונים פתרו את הבעיה בצורה מוצלחת, שנאימתה על ידי מבחנים לאחר התיקון ופיקוח תפעול. אמצעי מניעה שהוצעו הם ממוקדים ומעשיים, מספקים הדרכה ערך לחזקת GIS. עבודה עתידית צריכה להעמיק בחקר מנגנוני התקלות ב-GIS כדי להגביר את הבטיחות והאמינות של מערכת החשמל.