Analiza i obrada greške uslijed raspada u odvojaču GIS napona 550 kV

1. Opis pojave greške

Greška na odjeljaču u opremi GIS od 550 kV dogodila se 15. kolovoza 2024. godine u 13:25 sati, dok je oprema radila pod punom opterećenju s strujnim opterećenjem od 2500 A. U trenutku pojavljivanja greške, pripadne zaštitne uređaje brzo su reagirale, isključivši odgovarajući prekidač i izoliravši oštećenu liniju. Parametri rada sustava značajno su se promijenili: struja u liniji nagle je pala s 2500 A na 0 A, a napon na busu je trenutno pao s 550 kV na 530 kV, fluktuirajući otprilike 3 sekunde prije postepenog oporavka na 548 kV i stabilizacije. Održavanje opreme na mjestu pokazalo je očito oštećenje odjeljača. Na površini izolacijske cevi pronađena je opekla duljine otprilike 5 cm. Na spoju pomičnih i fiksnih kontakata pojavio se ožegnuti trag promjera otprilike 3 cm, okružen crnim prašnjastim ostatkom, a neki metalni dijelovi pokazali su znakove topnje, što ukazuje na intenzivnu luknuću tijekom greške.

2. Analiza uzroka greške

2.1 Analiza osnovnih parametara opreme i uvjeta rada
Odjeljač ima nominalni napon od 550 kV, nominalnu struju od 3150 A i struju prekida od 50 kA. Ovi parametri zadovoljavaju operativne zahtjeve sustava od 550 kV na ovom transformatornom postrojstvu, teorijski osiguravajući pouzdan rad pod normalnim uvjetima. Odjeljač je bio u upotrebi 8 godina s 350 operacija. Najnovija održavanja izvršena su u lipnju 2023. godine, uključujući poliranje kontakata, smaragdovanje, podešavanje mehanizma i testiranje otpora izolacije - svi rezultati su tada zadovoljavali specifikacije. Iako je broj operacija bio unutar normalnog raspona, dugotrajna upotreba može dovesti do starenja, potencijalno dovodeći do latentnih defekata tijekom sljedeće upotrebe.

2.2 Analiza električkih performansi testiranja

Testiranje otpora izolacije odjeljača pokazalo je interkontaktni otpor izolacije od 1500 MΩ (istorijska vrijednost: 2500 MΩ; standardni zahtjev: ≥2000 MΩ). Otpor izolacije na zemlju iznosio je 2000 MΩ (istorijska vrijednost: 3000 MΩ; standardni zahtjev: ≥2500 MΩ). Obje vrijednosti bile su značajno niže od istorijskih podataka i standarda, što ukazuje na degradiranu izolaciju.
Testiranje faktora gubitaka dielektrika (tanδ) na 10 kV dalo je izmjerenu vrijednost od 0,8% (istorijska vrijednost: 0,5%; standardni zahtjev: ≤0,6%). Povišeni tanδ sugerira moguću penetraciju vlage ili starenje dielektričnog medija, što smanjuje čvrstoću izolacije i povećava rizik od dielektričnog proboja.

2.3 Analiza mehaničkih performansi testiranja
Mjerenja tlaka kontakta pokazala su:

• Faza A: 150 N (projektirana vrijednost: 200 N, odstupanje: –25%)

• Faza B: 160 N (odstupanje: –20%)

• Faza C: 140 N (odstupanje: –30%)
  Sva mjerenja tlaka kontakta bile su ispod projektiranih vrijednosti s velikim odstupanjima, vjerojatno uzrokujući povećan otpor kontakta, lokalno zagrijavanje i luknuću.

Analiza mehanizma rada pokazala je:

• Vrijeme zatvaranja: 80 ms (projektirani raspon: 60–70 ms); odstupanje sinhronizacije: 10 ms (projektirana granica: ≤5 ms)

• Vrijeme otvaranja: 75 ms (projektirani raspon: 55–65 ms); odstupanje sinhronizacije: 12 ms (projektirana granica: ≤5 ms)
  Vrijeme zatvaranja i otvaranja prekoračilo je projektirane granice, a odstupanja sinhronizacije bila su prevelika, što ukazuje na neispravnost mehanizma koja može dovesti do asinkrone operacije kontakata, što može uzrokovati ponovnu luknuću i proboj.

2.4 Kompleksna analiza uzroka greške
Integrirajući sve nalaze:

• Električki, smanjeni otpor izolacije i povišeni tanδ ukazuju na degradiranu izolaciju, stvarajući uvjete za proboj.

• Mehanički, nedostatak tlaka kontakta doveli su do lošeg kontakta i lokalnog zagrijavanja, dok je neispravna performansa mehanizma dovela do asinkrone operacije i ponovne luknuće, pogoršavajući oštećenje izolacije.
  Iako je redovito održavana, dugotrajna upotreba izlagala je opremu starenju, a promjene temperature i vlažnosti dodatno su degradirale performanse. Greška na odjeljaču nastala je zbog kombinacije degradacije izolacije, mehaničkih anomalija i starenja opreme.

3. Mjere obrade greške
3.1 Hitna intervencija na mjestu
Nakon pojavljivanja greške, aktiviran je protokol hitne intervencije kako bi se osigurala sigurnost mreže. Defektni odjeljač izoliran je isključivanjem pripadnih prekidnika, spriječavajući eskalaciju greške. Zaštitne uređaje vezane uz odjeljač pregledani su i prilagođeni kako bi se spriječile neispravne operacije ili propusti. Operativni način rada sustava je urgantno rekonfiguriran: opterećenje koje je prethodno nosila defektna linija glatko je preusmjereno na zdrave linije kako bi se osigurala snabdevanje ključnih korisnika. Tijekom ovog procesa, parametri sustava (napon, struja, frekvencija) pažljivo su nadgledani kako bi se osigurala stabilna operacija. Osoblje je poslano da osigura mjesto greške i spriječi neovlašteni pristup, izbjegavajući sekundarne incidente.

3.2 Plan popravka opreme
Na temelju analize uzroka, razvijen je detaljan plan popravka:

• Za degradiranu izolaciju: zamijeniti i obnoviti izolacijski medij. Ukloniti oštećene, vlažne ili stare izolacijske materijale i instalirati nove, u skladu s normama, materijale kako bi se obnovila performansa izolacije.

• Za nedostatak tlaka kontakta: pregledati i zamijeniti opruge kontakata, prilagoditi tlak kontakta na projektirane vrijednosti kako bi se smanjio otpor kontakta i spriječeno pregrjevanje i luknuća.

• Za greške mehanizma: zamijeniti oštećene komponente i potpuno kalibrirati mehanizam kako bi se ispunile projektirane specifikacije za vrijeme i sinhronizaciju.

3.3 Popravni postupak i ključne tehnološke točke
Popravci su strogo slijedili plan. Odvojač je potpuno demontiran za temeljito pregledanje kako bi se potvrdio stupanj oštećenja. Tijekom zamjene izolacije kontrolirane su vlažnost i temperatura okruženja kako bi se spriječilo zagađenje ili apsorpcija vlage novih materijala. Instalacija osigurala je preciznu poziciju i čvrsto spojenje izolacije kako bi se spriječile praznine ili laganost. Podešavanje kontaktnog pritiska izvršeno je kalibriranim alatima kako bi se osiguralo točno i uniformno opterećenje na svim fazama. Ponovna montaža i kalibracija mehanizma slijedile su procedure kako bi se osiguralo gladko i pouzdan rad. Nakon popravka provedeni su kompleksni testovi—otpornost izolacije, tanδ, kontaktni pritisak i performanse mehanizma—sve su ispunjene standardi prije ponovnog uključivanja.

4.Provjera učinkovitosti popravka
4.1 Testiranje nakon popravka
Kompleksni testovi potvrdili su obnovljenu performansu (vidjeti Tablicu 1):

• Otpornost izolacije: između kontakata povećana s 1500 MΩ na 2400 MΩ; otpornost prema tlu povećana s 2000 MΩ na 2800 MΩ—obje vrijednosti ispunjavaju standarde.

• tanδ smanjena s 0.8% na 0.4%, unutar prihvatljivih granica, potvrđujući rješenje problema s vlagočuvanošću/starenjem.

• Test otpornosti na napetost: prije popravka rušenje došlo na 480 kV (< standard); nakon popravka, bez rušenja na 600 kV—potvrđuje obnovu izolacije.

4.2 Operativno nadziranje i procjena

Popravljeni prekidač prošao je 3 mjeseca operativnog nadzora. Temperature kontakata ostale su normalne, potvrđujući učinkovitu prilagodbu tlaka kontakata i kontrolirani otpor kontakta. Operacije preklapanja stabilizirane su: vrijeme zatvaranja 65 ms, otvaranja 58 ms, s odstupanjima sinkronizacije ≤3 ms. Nijesu se pojavili ponovni razljeg ili ispitivanje. Kombinirani rezultati testiranja i nadzora potvrđuju uspješno rješenje greške i stabilnu operaciju.

5.Preventivne mjere i preporuke
Za osiguranje učinkovite operacije GIS-a i smanjenje rizika od grešaka, moraju se implementirati stroga strategija održavanja:

• Redoviti pregledi: Izvodite tjedne vizualne provjere i mjesečne funkcionalne testove kvalificiranim timovima kako biste ranije otkrili štetu ili anomalije.

• Napredno stanje nadzora: Uvedite sustave online nadzora za stvarnotraženje djelomičnog ispitivanja, temperature i sastava plinova kako biste proaktivno identificirali potencijalne probleme.

• Preventivno testiranje: Izvrsavajte periodična testiranja otpora izolacije i tanδ testove kako biste procijenili zdravlje električne/izolacijske komponente i spriječili propadanje ili propadanje zbog vlage.

• Izbor i instalacija opreme: Odaberite dokazana, zrela GIS oprema koja zadovoljava operativne potrebe. Strogo pridržavajte standarda dizajna i građevinskih normi tijekom instalacije kako biste osigurali pravilnu poravnanje i sigurne veze.

• Komisija: Strogo verificirajte sve parametre performansi tijekom komisije, dokumentirajte sve podatke za buduće referente održavanja.

• Obuka osoblja: Redovito provodite tehničku obuku i vježbe hitne situacije kako biste unaprijedili stručnost osoblja u operaciji i rješavanju grešaka, osiguravajući brze, učinkovite reakcije na incidente i zaštita stabilnosti mreže.

6.Zaključak
Ovaj rad predstavlja uspješnu analizu i rješenje greške bljeska u 550 kV GIS prekidaču. Detaljna dokumentacija grešaka i višedimenzionalno testiranje točno su identificirali temeljne uzroke. Implementirane mjerne hitne situacije i popravci učinkovito su riješili problem, što je potvrđeno testiranjem nakon popravka i operativnim nadzorom. Predložene preventivne mjere su ciljane i praktične, nudeći vrijednu uputu za održavanje GIS-a. Budući rad trebao bi dublje istražiti mehanizme grešaka GIS-a kako bi se dalje unaprijedila sigurnost i pouzdanost sustava snabdijevanja strujom.