Анализа и управување со неисправност на прекинато пренапонување во 550 кВ GIS одделувач

1. Опис на феноменот на грешката

Грешката на дисјункционерот во опремата GIS од 550 кВ се случи во 13:25 на 15 август 2024 година, додека опремата работеше под полна натовареност со ток на натоварување од 2500 А. Во моментот на повреда, поврзаните заштитни уреди одговорија брзо, активирајќи соодветниот прекинувач и изолирајќи го дефектното линија. Параметрите на системскиот рабобит значајно се променија: токот на линијата резко падна од 2500 А до 0 А, а напонот на шинската колона инстантно се намали од 550 кВ до 530 кВ, со флуктуации околу 3 секунди пред да се постепено врати до 548 кВ и стабилизира. Инспекцијата на местото од страна на технички персонал открила очигледна повреда на дисјункционерот. На површината на диелектричната цев беше пронајдена загорена следа од приближно 5 см. На контактот помеѓу движечкиот и стационарниот контакт се појавила следа од испарување со пречник од околу 3 см, обвикана со црна прашаста остатна, а некои метални компоненти покажуваа признаци на топење, што указува на интензивна дуга во моментот на грешка.

2. Анализа на причината за грешката

2.1 Анализа на основните параметри на опремата и условите на работа
Дисјункционерот има номинален напон од 550 кВ, номинален ток од 3150 А и пречница на прекинување од 50 кА. Овие параметри ги задоволуваат оперативните барања на системот од 550 кВ во овој преобразувач, теоретски осигурувајќи надежна работа под нормални услови. Дисјункционерот бил во употреба 8 години со 350 операции. Последното одржување било изведено во јуни 2023 година, вклучувајќи полирање на контакти, смазување, правење на механизам и тестiranje na izolaciono otporno, svi rezultati su bili u skladu sa specifikacijama tada. Iako broj operacija bio unutar normalnog ranga, dugotrajna upotreba može da dovodi do starenja i potencijalno do latentnih defekata tokom kasnije usluge.

2.2 Анализа на електричке испитивање

Испитивање изолационог отпора дисјункционера показало између-контактни изолациони отпор од 1500 МОм (историјска вредност: 2500 МОм; стандардни захтев: ≥2000 МОм). Изолациони отпор на земљу био је 2000 МОм (историјска вредност: 3000 МОм; стандардни захтев: ≥2500 МОм). Обе вредности биле су значајно ниže od historijskih podataka i standarda, što ukazuje na smanjen kapacitet izolacije.
Ispitivanje faktora gubitaka dielektrika (tanδ) na 10 kV dalo je merenu vrednost od 0,8% (istorijska vrednost: 0,5%; standardni zahtev: ≤0,6%). Povišeni tanδ pokazuje moguću pristranost ili starenje izolacionog medija, što smanjuje jačinu izolacije i povećava rizik od dielektričkog propusta.

2.3 Анализа механичких испитивања
Merenja kontaktnog pritiska pokazala su:

• Фаза A: 150 Н (проектна вредност: 200 Н, одступање: –25%)

• Фаза B: 160 Н (одступање: –20%)

• Фаза C: 140 Н (одступање: –30%)
  Svi mereni kontaktni pritisci su ispod projektne vrednosti sa velikim odstupanjima, što verovatno dovodi do povećanja kontaktnog otpora, lokalnog zagrevanja i isparavanja.

Analiza mehaničkog uređaja pokazala je:

• Vreme zatvaranja: 80 ms (projektan opseg: 60–70 ms); odstupanje sinkronizacije: 10 ms (projektan limit: ≤5 ms)

• Vreme otvaranja: 75 ms (projektan opseg: 55–65 ms); odstupanje sinkronizacije: 12 ms (projektan limit: ≤5 ms)
  Oboje vremena otvaranja/zatvaranja preko projektnih limita, a odstupanja sinkronizacije su bila prevelika, što ukazuje na nepravilan rad mehanizma koji može dovesti do asinkronog dodira/odvajanja, što dovodi do ponovnog paljenja luka i isparavanja.

2.4 Kompleksna analiza uzroka greške
Integrirajući sve nalaze:

• Električki, smanjeni izolacijski otpor i povećani tanδ ukazuju na oštećenje izolacije, stvarajući uslove za propust.

• Mehanički, nedovoljan kontaktni pritisak doveli do lošeg kontakta i lokalnog zagrevanja, dok je anormalno performanse mehanizma dovelo do asinhronog rada i reaktiviranja lukova, čime se još više pogoršao oštećenje izolacije.
  Iako je redovno održavano, dugotrajan rad izlagao je opremu starenju, a faktori okruženja poput fluktuacija temperature i vlage dodatno su degradirali performanse. Greška disjunkcije nastala je zbog kombinacije degradacije izolacije, mehaničkih anomalija i starenja opreme.

3. Mere za rješavanje greške
3.1 Hitna intervencija na terenu
Tokom trenutka nakon greške disjunkcije, aktiviran je protokol hitne intervencije kako bi se osigurala sigurnost mreže. Defektni disjunkcioner je izoliran putem aktiviranja povezanih prekidnika, sprečavajući eskalaciju greške. Zaštitni uređaji vezani za disjunkciju su pregledani i prilagođeni kako bi se spriječilo nepravilno funkcioniranje ili grešku. Mod operacije sistema je hitno rekonfiguriran: opterećenje koje je prethodno nosila defektna linija gladko je prebačeno na zdrave linije kako bi se održala snabdevanje ključnim korisnicima. Tijekom ovog procesa, parametri sustava (napon, struja, frekvencija) su pažljivo nadgledani kako bi se osigurala stabilna operacija. Osoblje je dodijeljeno za osiguranje mjesta greške i sprječavanje neovlaštenog pristupa, spriječavajući sekundarne incidente.

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

• Za degradiranu izolaciju: zamijeniti i obnoviti izolacijske medije. Ukloniti oštećene, vlažne ili starane izolacijske materijale i instalirati nove, u skladu sa standardima materijale kako bi se obnovio izolacijski kapacitet.

• Za nedovoljan kontaktni pritisak: pregledati i zamijeniti kontaktna vijaka, prilagoditi kontaktni pritisak na projektne vrijednosti kako bi se smanjio kontaktni otpor i spriječilo lokalno zagrevanje i isparavanje.

• Za mehaničke greške: zamijeniti oštećene komponente i potpuno kalibrirati mehanizam kako bi se zadovoljili projektne specifikacije za vremenska ograničenja i sinkronizaciju.

3.3 Постапанци за поправка и клучни технички точки
Поправката стриктно следуваше планот. Одделувачот беше целосно демонтиран за детална инспекција за да се потврди степенот на повреда. Во текот на замената на изолацијата, влажноста и температурата на околината беа контролирани за да се спречи контаминација или апсорбиранje новите материјали. Инсталирањето осигураше точна позиција и јачно поврзување на изолацијата за да се избегнат празнини или слабост. Прилагодувањето на контактното притискување користеше калибрирани алатки за точно, униформно силата низ сите фази. Ресемблирањето и калибрацијата на механизмот следеше процедури за гарантирање на гладко, надежно функционирање. По поправката, биле изведени комплетни тестови - одпор на изолацијата, tanδ, контактно притискување и перформанса на механизмот - сѐ што одговараше стандардите пред повторно енергирање.

4. Верификација на ефективноста на поправката
4.1 Тестирање по поправка
Комплетните тестови го потврдиле восстановениот перформанс (видете Табела 1):

• Одпор на изолацијата: междушколекциониот одпор се зголемил од 1500 MΩ до 2400 MΩ; земјиниот одпор се зголемил од 2000 MΩ до 2800 MΩ - сѐ што одговара стандардите.

• tanδ се намалил од 0.8% до 0.4%, во прифатливи лимити, што потврдува решавање на проблемите со влажност/стареење.

• Тест на отдржливост на напон: пре поправка, разбидањето се случило на 480 kV (< стандард); после поправка, нема разбидање на 600 kV - што валидира восстановувањето на изолацијата.

4.2 Оперативно мониторинг и евалуација

Поправеното одделувачко уред беше подложено на оперативен мониторинг во течението на 3 месеци. Температурите на контактите останаа нормални, што потврди ефективната регулација на притисокот на контактите и контролираната контактна резистенција. Операциите со преклопување се стабилизираа: времето за затворање 65 ms, времето за отворање 58 ms, со девиации на синхронизацијата ≤3 ms. Не се појавиле вторични дугови или разарежувања. Комбинирани тестови и резултати од мониторингот го потврдуваат успешното решавање на грешката и стабилната работа.

5.Превентивни мерки и препораки
За да се осигура ефикасна работа на GIS и да се намали ризикот од грешки, мора да се имплементираат стриктни стратегии за одржување:

• Редовни инспекции: Изведете визуелни проверки на неделна основа и функционални тестови на месечна основа од квалификувани тимови за рано откривање на повреди или аномалии.

• Напреден мониторинг на состојба: Деплоирајте онлајн системи за мониторинг за реално време следење на делумни разарежувања, температура и состав на гасот за активно откривање на потенцијални проблеми.

• Превентивни тестови: Изведете периодични тестови на изолационата резистенција и tanδ за проценка на електричната/изолационата состојба и спречување на стареење или грешки поврзани со влага.

• Избор и инсталација на опрема: Изберете доверлива, зрела GIS опрема која ќе задоволи оперативните потреби. Строго се придржувайте на стандардите за дизајн и конструирање во текот на инсталацијата за осигурување на правилна алигнација и сигурни врски.

• Комисионирање: Ригорозно ги верификувајте сите параметри на перформанса во текот на комисионирањето, документирајќи ги сите податоци за барање на податоци за будниот одржувачки процес.

• Тренинзи за персонал: Редовно изведете технички тренинзи и учебни вежби за емергенција за подобрување на вештините на персоналот во управување и обработка на грешки, осигурувајќи брз и ефективен одговор на инциденти и заштита на стабилноста на мрежата.

6.Заклучок
Овој труд презентира успешна анализа и решавање на грешка од флашувер во 550 kV GIS одделувач. Подробна документација на грешката и многодимензионални тестови точно ги идентификуваа корените причини. Имплементирани мерки за хитар одговор и поправка ефективно го решија проблемот, што беше потврдено со тестови по поправката и оперативен мониторинг. Предложени превентивни мерки се целосни и практични, што нуди ценна насока за одржување на GIS. Будни работи треба да се углубат во истражувањето на механизми на грешки во GIS за дополнително подобрување на безбедноста и надежноста на енергетскиот систем.