Експлозия на GIS оборудване, причинена от грешки във вторичната опаковка на PT

1. Преглед на инцидента

По време на въвеждането в експлоатация на нова 110кВ подстанция, ГИС (комбинирано устройство) експлодира поради кратко съединение в вторичната PT верига. Въпреки че причината беше проста, последствията бяха сериозни, което заслужава размисъл.

2. Развой на инцидента

На деня на предаването на енергия:

• Верхния източник на енергия зареди 110кВ ГИС (комбинирано устройство).

• 20секунди след затварянето на входния ключ и първото живо удари 110кВ шина, между отсека на PT и контролния кабинет се появи бял дим.

• В рамките на десет секунди, отсека на PT в ГИС експлодира. Верхният източник на енергия прекъсна; изолаторът на отсека на PT се пръсна, напълни ГИС стаята с фрагменти от изолатора и продукти от горене на SF₆.

3. Анализ на причините
3.1 На място разследване

110кВ PT (Шанхай MWB, електромагнитен тип) имаше:

• 1 основна вторична обмотка: 100/√3 V (150VA, клас 0.2).

• 1 допълнителна вторична обмотка: 100V (150VA, клас 3P), неизползвана по проект (маршрутизирана до терминалния блок на контролния кабинет, без външно свързване).

Основни открития:

• Фаза C: Сериозни изгаряния на изолацията на вторичната обмотка на PT; основният проводник е изгорял. Изолацията на допълнителния проводник е напълно изгоряла; изолационната цилиндрична стена между допълнителната обмотка и желязната ядро е изгоряла. Изолационното съпротивление между основната и допълнителната обмотки = 0.

• Фаза B: Външната изолация на основната вторична обмотка имаше следи от изгаряне; вътрешният лаков слой е непокътнат. Повърхностната изолация на допълнителната обмотка показва следи от изгаряне.

• Фаза A: Леко изгаряне на повърхностната изолация на основната вторична обмотка; другите проводници/изолации са непокътнати.

Предварителен заключителен анализ: Кратко съединение в вторичната PT верига, вероятно в допълнителните обмотки на фаза B/C.

Допълнително разследване на контролния кабинет: Допълнителните обмотки на фаза B/C бяха краткосъединени вътрешно. Предвидените в проекта връзки (C-ncf към терминал 11, B-nbf към терминал 15) бяха грешно маршрутизирани (C-ncf към 12, краткосъединено с 14-cf; B-nbf към 16, краткосъединено с 18-bf).

3.2 Развитие на инцидента

• Начало на краткото съединение: След затварянето на първичната система, допълнителните обмотки на фаза B/C (cf, ncf; bf, nbf) се краткосъединиха → намаление на напрежението на фаза B/C.

• Край на краткото съединение на фаза B: След 20секунди, краткото съединение на фаза B се прекъсна (първичната водачна жица беше изгорена от дугата). Краткото време доведе само до прекомерно нагряване на допълнителната обмотка на фаза B.

• Последици за фаза C: 43секунди кратко съединение (според записа на инцидента) прекомерно нагря вторичния проводник на фаза C → топене/изгаряне на изолацията. Белият дим произтича от това.

• Неуспех на изолацията: Топенето на изолацията на допълнителната обмотка на PT влоши SF₆ газа в камерата на PT → намалена изолационна способност.

• Разряди: Намалена изолация + малко разстояние до земята → разряди на фази A/B/C към корпуса на ГИС.

• Експлозия: Енергията от дугата увеличи налягането в камерата → изолаторът на PT се пръсна.

3.3 Човешка грешка

По време на въвеждането в експлоатация:

• Техници повторно провериха полярността и изолацията на PT.

• За удобство, те махнаха вторичната PT верига от терминалния блок на контролния кабинет.

• Грешно краткосъединиха краищата на допълнителните обмотки на фаза B/C; не провериха → допълнителните обмотки на фаза B/C се краткосъединиха.

4. Предотвратителни мерки
4.1 Безопасност на вторичната PT верига

Кратките съединения в вторичните PT вериги повреждат компоненти или изгарят PT. Установен в затворена камера на ГИС, дефектът на PT причинява експлозия (с риск за раняване, забавяне на ремонтите). Следователно, установяването и свързването на PT в ГИС изискват строго внимание.

4.2 Протоколи за вторичната верига

“Регламент за безопасността при електрическата работа” и “Регламент за безопасността при полевата работа на релейната защита” изискват безопасностни билети за разсъединяване и свързване. Извършването на тези (и интегрирането на управление на рисковете) биха могли да предотвратят грешни свързания сред работните натоварвания и времеви ограничения.

4.3 Тестове преди включване

Усиленият тест на PT преди включване (стандартизиран, документиран). Строго изпълнение на тестовете, за да се избегнат грешки от халатно отношение.

4.4 Организационни и защитни мерки

Запазване на комисионирани устройства (заключване на кабинети, използване на печати). Модификации само след одобрение; наблюдение при възстановяване.

4.5 Премахване на неизползваните вериги

Премахване на неизползваните вторични вериги (за намаляване на риска от грешки). В този случай, неизползваната допълнителна обмотка (маршрутизирана към контролния кабинет) причини инцидента чрез грешно свързване.

4.6 Въздушни ключове на PT тялото

Установяване на вторични въздушни ключове в кутиите за свързване на PT тялото (текущата конфигурация в контролния кабинет не може да защити веригите от ГИС до PT). Това изолира дефектите под вторичния изход на PT.Чрез реконструиране на инцидента, анализ на причините и предложението на 6 предотвратителни мерки, се установява пътна карта за безопасността на вторичните вериги на ГИС.