Exploze GIS zařízení způsobená chybami v sekundárním připojení PT

1. Přehled nehody

Během zavádění nově postavené podstanice 110kV došlo k explozi GIS kvůli krátkému spojení v sekundárním obvodu PT. I když příčina byla jednoduchá, následky byly závažné a vyžadují odraz.

2. Průběh nehody

V den předání elektrické energie:

• Vyšší napájecí zdroj nabídl 110kV GIS (kombinovaný přístroj).

• 20 sekund po uzavření příchodového spínacího přístroje a prvním zapojením 110kV sběrnice se mezi oddílem PT a ovládací skříní objevil bílý kouř.

• Během deseti sekund došlo k explozi GIS oddílu PT sběrnice. Horní zdroj přerušil proud; diskový izolátor v oddílu PT praskl a plně zaplnil místnost s fragmenty izolátoru a produkty shoření SF₆.

3. Analýza příčin
3.1 Prozkoumání místa

110kV PT (Shanghai MWB, elektromagnetický typ) měl:

• 1 základní sekundární cívku: 100/√3 V (150VA, třída 0.2).

• 1 pomocnou sekundární cívku: 100V (150VA, třída 3P), která nebyla použita podle návrhu (vedena na konečnici ovládací skříně, bez externího připojení).

Klíčové zjištění:

• Fáze C: Závažné spálení izolace sekundární cívky PT; základní cívka byla opařena. Izolace pomocné cívky byla úplně spálena; izolační válec mezi pomocnou cívkou a jádrem byl opařen. Elektrický odpor mezi základní a pomocnou cívkou = 0.

• Fáze B: Vnější izolace základní sekundární cívky měla spáleniny; vnitřní laková vrstva byla nedotčena. Povrchová izolace pomocné cívky ukazovala příznaky opaření.

• Fáze A: Lehké spálení povrchové izolace základní sekundární cívky; ostatní vodiče/izolace byly nedotčeny.

Předběžný závěr: Krátké spojení v sekundárním obvodu PT, pravděpodobně v pomocných cívkách fází B/C.

Další prohlídka ovládací skříně: Pomocné cívky fází B/C byly uvnitř zkráceny. Navržené připojení (C - ncf na terminál 11, B - nbf na terminál 15) bylo nesprávně vedeno (C - ncf na 12, zkráceno na 14 - cf; B - nbf na 16, zkráceno na 18 - bf).

3.2 Rozvoj nehody

• Začátek krátkého spojení: Po zapojení primárního systému došlo k zkrácení pomocných cívek fází B/C (cf, ncf; bf, nbf) → snížení napětí fází B/C.

• Konec krátkého spojení fáze B: Po 20 sekundách došlo k odpojení krátkého spojení fáze B (primární vodič byl opálen obloukem). Krátká doba způsobila pouze přehřátí pomocné cívky fáze B.

• Následky pro fázi C: 43 sekund krátké spojení (podle záznamu nehody) přehřálo sekundární vodič fáze C → tavení/opaření izolace. Bílý kouř pocházel z tohoto zdroje.

• Selhání izolace: Tavení izolace pomocné cívky PT snížilo kvalitu plynu SF₆ v komoře PT → nižší úroveň izolace.

• Výboje: Snížená izolace + malé vzdálenosti mezi fázemi a zemí → výboje fází A/B/C na obal GIS.

• Exploze: Energie oblouku zvýšila tlak v plynové komoře → praskl diskový izolátor PT.

3.3 Člověčí chyba

Během zavádění:

• Technici znovu zkontrolovali polaritu a izolaci PT.

• Pro snazší práci odpojili sekundární obvod PT od konečnice ovládací skříně.

• Chybně zkrátili koncové části pomocných cívek fází B/C; neprověřili správnost → zkrácení pomocných cívek fází B/C.

4. Preventivní opatření
4.1 Bezpečnost sekundárního obvodu PT

Krátké spojení v sekundárním obvodu PT poškozuje komponenty nebo spálí PT. Nainstalované v uzavřené komoře GIS, selhání PT způsobí explozi (rychlost a zpoždění opravy). Proto je nutné pečlivě sledovat instalaci a připojení GIS PT.

4.2 Protokoly pro sekundární obvody

"Pravidla bezpečnosti při pracích s elektrickými zařízeními" a "Pravidla bezpečnosti při pracích s reléovou ochranou na místě" stanovují bezpečnostní lístky pro rozmontování a připojení. Použití těchto pravidel (a integrace rizikového řízení) by mohlo zabránit špatnému připojení během pracovního stresu a časového tlaku.

4.3 Testy před předáním

Posílit testy PT před předáním (standardizované, zdokumentované). Přísné provádění testů zabrání chybám z nedbalé práce.

4.4 Organizační a ochranná opatření

Chránit zavedené zařízení (zamknout skříně, použít plomby). Modifikace pouze po schválení; dohled nad obnovou.

4.5 Odstranění nepoužitých obvodů

Odstranit nepoužité sekundární obvody (redukovat rizika chyb). V tomto případě nepoužitá pomocná cívka (vedena do ovládací skříně) způsobila nehodu špatným připojením.

4.6 Vzduchový spínač v těle PT

Instalovat sekundární vzduchové spínače v drátovacích skříních PT (aktuální uspořádání v ovládacích skříních nemůže chránit obvody GIS-PT). To izoluje poruchy pod sekundárním výstupem PT.Rekonstrukcí nehody, analýzou příčin a navrhnutím 6 preventivních opatření byla vytvořena cesta k bezpečnosti sekundárních obvodů GIS.