Analīze un Apstrāde Pārtraukuma Ieslēguma Kļūdai 550 kV GIS Sistēmā

1. Kļūdas parādības apraksts

550 kV GIS iekārtas atslēguma kļūda notika 2024. gada 15. augustā plkst. 13:25, kad iekārta strādāja ar pilnu slodzi un slodzes strāva bija 2500 A. Kļūdas brīdī saistītās aizsardzības ierīces rīkojās ātri, izlēmās atbilstošais līkniņš un noķēra defektu dāmi. Sistēmas darbības parametri mainījās būtiski: dambja strāva nolika strauji no 2500 A līdz 0 A, un matu spriegums tūlīt samazinājās no 550 kV līdz 530 kV, svārstot aptuveni 3 sekundes, pēc tam strauji atgriezās uz 548 kV un stabilizējās. Tehnisko personālu apmeklējums vietas uzskatā veidoja skaidru atslēguma bojājumu. Izolācijas ķermeņa virsmā tika atrasts aptuveni 5 cm gara degsmes zīmols. Starp kustīgo un nemainīgo kontaktpunktu savienojumā tika redzama aptuveni 3 cm diametra izplūdes cauruma vieta, apkārt kurai bija melns pulverains atlikums, un daži metāla komponenti parādīja segšanās pazīmes, kas norādīja uz intenšu loka parādību kļūdas laikā.

2. Kļūdas cēloņu analīze

2.1 Pamata iekārtas parametru un darbības stāvokļa analīze
Atslēguma nominālais spriegums ir 550 kV, nominālā strāva ir 3150 A, un izlēmāmais strāvas stiprums ir 50 kA. Šie parametri atbilst šīs pārvadātavas 550 kV sistēmas darbības prasībām, teorētiski nodrošinot uzticamu darbību normālajās apstākļos. Atslēgums bija apkalpojis 8 gadus ar 350 operācijām. Pēdējā apkalpošana tika veikta 2023. gada jūnijā, tostarp tika puldēti kontaktpunkti, saderināts, pielāgoti mehānismi un testēta izolācijas pretestība—visi rezultāti tajā laikā atbilda specifikācijām. Lai arī operāciju skaits bija normālā diapazonā, ilgtermiņa darbība varēja radīt novecošanas riskus, potenciāli izraisot slēptās defektes turpmākajā servisā.

2.2 Elektrotehniskās izpētes analīze

Atslēguma izolācijas pretestības testēšana parādīja starpkontaktpunktu izolācijas pretestību 1500 MΩ (vēsturiskā vērtība: 2500 MΩ; standarta prasība: ≥2000 MΩ). Zemes izolācijas pretestība bija 2000 MΩ (vēsturiskā vērtība: 3000 MΩ; standarta prasība: ≥2500 MΩ). Abas vērtības bija būtiski zemākas nekā vēsturiskie dati un standarti, kas norāda uz izolācijas veiktspējas pasliktināšanos.
Dielektriskā zuduma koeficients (tanδ) testēšana 10 kV sniedza mērīto vērtību 0,8% (vēsturiskā vērtība: 0,5%; standarta prasība: ≤0,6%). Augstāks tanδ norāda iespējamu mitruma ienākšanu vai izolācijas vidēja novecošanos, kas samazina izolācijas stiprumu un palielina dielektriskās bojājuma risku.

2.3 Mehāniskās izpētes analīze
Kontaktpunktu spiediena mērījumi parādīja:

• Fāze A: 150 N (projekta vērtība: 200 N, novirze: –25%)

• Fāze B: 160 N (novirze: –20%)

• Fāze C: 140 N (novirze: –30%)
  Visi mērītie kontaktpunktu spiedieni bija zemāki par projektētajām vērtībām ar lielām novirzēm, iespējams, radoši augstu kontaktpunktu pretestību, vietēju pārsildīšanos un loku.

Darbības mehānisma analīze parādīja:

• Aizveršanas laiks: 80 ms (projekta diapazons: 60–70 ms); sinhronizācijas novirze: 10 ms (projekta robeža: ≤5 ms)

• Atveršanas laiks: 75 ms (projekta diapazons: 55–65 ms); sinhronizācijas novirze: 12 ms (projekta robeža: ≤5 ms)
  Gabala atveršanas/aizveršanas laiki pārsniedza projektētās robežas, un sinhronizācijas novirzes bija pārmērīgas, kas norāda uz mehānisma nepilnībām, kas varēja izraisīt asinhronu kontaktpunktu savienojumu/atdalīšanos, izraisojot loku atdzimšanu un izplūdi.

2.4 Visaptveroša kļūdas cēloņu analīze
Savilkot visus secinājumus:

• Elektrotehniski, samazinātā izolācijas pretestība un paaugstināts tanδ norāda uz izolācijas pasliktināšanos, radot nosacījumus bojājumam.

• Mehāniski, nepietiekams kontaktpunktu spiediens izraisīja sliktu kontaktu un vietēju pārsildīšanos, bet neatbilstošs mehānisma darbība izraisīja asinhronu darbību un loku atdzimšanu, pasliktinot izolācijas bojājumu.
  Lai arī regulāri apkalpojās, ilgtermiņa izmantošana izjūtīja iekārtu novecošanai, un vides faktori, piemēram, temperatūras un mitruma svārstības, papildus pasliktināja veiktspēju. Atslēguma flashover kļūda notika kā izolācijas pasliktināšanās, mehānisko anomaliju un iekārtas novecošanās kombinētas sekas.

3. Kļūdas risināšanas pasākumi
3.1 Vietējā ārkārtas reakcija
Tūlīt pēc flashover kļūdas aktīvēta ārkārtas reakcijas protokols, lai nodrošinātu tīkla drošību. Defektā atslēguma tika noķērta, izlēmās saistītie līkniņi, novēršot kļūdas paplašināšanos. Tika pārbaudītas un pielāgotas aizsardzības ierīces, kas savienotas ar atslēgumu, lai izvairītos no nepareizas darbības vai kļūdām. Sistēmas darbības režīms tika steidzami pārkonfigurēts: defektā līnijā esošā slodze tika viegli pārnesta uz veselām līnijām, lai saglabātu enerģijas piegādi prioritāriem lietotājiem. Šajā procesā tiek tuvībā pārraudzīti sistēmas parametri (spriegums, strāva, frekvence), lai nodrošinātu stabīgu darbību. Personālam tika piešķirti pienākumi nodrošināt defektu vietas drošību un novērst neatļautu pieeju, izvairīties no sekundārām incidentiem.

3.2 Iekārtas remonta plāns
Pamatojoties uz galvenās cēloņu analīzi, tika izstrādāts detalizēts remonta plāns:

• Izolācijas pasliktināšanai: aizstāt un atjaunot izolācijas materiālus. Noņemt bojātos, mitrus vai novecojusus izolācijas materiālus un instalēt jaunus, atbilstošus materiālus, lai atjaunotu izolācijas veiktspēju.

• Nepietiekamam kontaktpunktu spiedienam: pārbaudīt un aizstāt kontaktpunktu spraugas, pielāgot kontaktpunktu spiedienu līdz projektētajām vērtībām, lai samazinātu kontaktpunktu pretestību un izvairītos no pārsildīšanās un loka.

• Mehānisma kļūdām: aizstāt bojātos komponentus un pilnībā kalibrēt mehānismu, lai atbilstu projektētajiem laika un sinhronizācijas specifikācijiem.

3.3 Remonts process un galvenie tehniskie punkti
Remonts tika stingri ievērots saskaņā ar plānu. Atslēgā tika pilnībā demontēts, lai veiktu detalizētu pārbaudījumu, lai apstiprinātu kaitējuma apmēru. Izmantotās izolācijas materiālu aizvietošanas laikā tika kontrolēta apkārtējā gaisa mitruma un temperatūras līmenis, lai novērstu jauno materiālu piesārņojumu vai mitruma absorbēšanu. Montāža nodrošināja precīzu izolācijas pozicionēšanu un stipru savienojumu, lai izvairītos no tukšumiem vai slaucības. Kontaktpiedzenes spiediena pielāgošana tika veikta, izmantojot kalibrētus rīkus, lai nodrošinātu precīzu un vienmērīgu spriedzi visās fāzēs. Mekhānismu atkalapkopšana un kalibrēšana tika veikta saskaņā ar procedūrām, lai garantētu vieglu un uzticamu darbību. Pēc remonta tika veiktas pilnīgas pārbaudes—izolācijas pretestība, tanδ, kontaktpiedzenes spiediens un mekhānisma veiktspēja—visi rādītāji atbilda standartiem pirms sistēmas uzsākšanas.

4.Remonta efektivitātes pārbaude
4.1 Pēcremonta testēšana
Pilnīgas pārbaudes apstiprināja atjaunoto veiktspēju (sk. Tabulu 1):

• Izolācijas pretestība: starpkontaktu tā palielinājās no 1500 MΩ līdz 2400 MΩ; zemes pretestība palielinājās no 2000 MΩ līdz 2800 MΩ—abas vērtības atbilst standartiem.

• tanδ samazinājās no 0.8% līdz 0.4%, kas ir pieņemamā robežā, apstiprinot mitruma/veida problēmu risinājumu.

• Sprieguma noturības tests: pirms remonta bojājums notika 480 kV (< standarts); pēc remonta, nav bijis bojājums 600 kV—validējot izolācijas atjaunošanos.

4.2 Darbības uzraudzība un novērtēšana

Novietotais atslēgājs tika apakšējā darbības uzraudzībā 3 mēnešus. Kontaktu temperatūras palika normālas, apstiprinot efektīvu kontaktu spiediena pielāgošanu un kontrolētu kontakta pretestību. Pārslēgšanas darbības stabilizējās: slēgšanas laiks 65 ms, atvēršanas laiks 58 ms, ar sinhronismu novirzēm ≤3 ms. Neizveidojās nekāda loka atdzimšana vai izlaišanās. Kombinēti testa un uzraudzības rezultāti apstiprina veiksmīgu defektu novēršanu un stabila darbības nodrošināšanu.

5.Preventīvās pasākumi un ieteikumi
Lai nodrošinātu efektīvu GIS darbību un samazinātu defektu risku, jāievieš stingri uzturēšanas stratēģijas:

• Regulāras inspekcijas: Izpildiet iknedēļas vizuālas pārbaudes un ikmēneša funkcionalitātes testus kvalificētajiem komandām, lai agrīni identificētu kaitējumu vai anomalijas.

• Uzlabota stāvokļa uzraudzība: Ieviesiet tiešsaistes uzraudzības sistēmas reāllaika sekoci par daļējo izlaišanos, temperatūru un gāzu sastāvu, lai proaktīvi identificētu potenciālas problēmas.

• Preventīvie testi: Veiciet periodiskus izolācijas pretestības un tanδ testus, lai novērtētu elektriskos/izolācijas rādītājus un novērstu novecošanu vai mitruma saistītus defektus.

• Aprīkojuma atlasana un instalācija: Izvēlieties pierādītas, pilnveidotās GIS aprīkojuma modeļus, kas atbilst darbības vajadzībām. Instalācijas laikā stingri ievērojiet projektēšanas un būvniecības standartus, lai nodrošinātu pareizu izvietojumu un drošus savienojumus.

• Iekļaušana: Grūti pārbaudiet visus veiktspējas rādītājus iekļaušanas laikā, dokumentējot visus datus nākamajai uzturēšanai.

• Personāla apmācība: Regulāri organizējiet tehniskas apmācības un ārkārtas situāciju apmācības, lai uzlabotu personāla prasmju darbības un defektu risināšanā, nodrošinot ātru un efektīvu reaģēšanu uz notikumiem un aizsargājot tīkla stabilitāti.

6.Secinājums
Šajā rakstā tiek piedāvāts veiksmīgs analīze un risinājums 550 kV GIS atslēgāja plūsmas defektam. Detalizētais defektu dokumentācija un daudzmērīgie testi precīzi identificēja galvenās cēloņu. Ieviestie ārkārtas reaģēšanas un remonta pasākumi efektīvi atrisināja problēmu, ko apliecināja pēc remonta veikti testi un darbības uzraudzība. Piedāvātie preventīvie pasākumi ir vērsti un praktiski, piedāvājot vērtīgu vadlīniju GIS uzturēšanai. Nākotnes darbam jāpielāgo pētniecība GIS defektu mehānismos, lai turpmāk pastiprinātu enerģijas sistēmas drošību un uzticamību.