Вибухова аварія обладнання GIS, спричинена помилками в вторинному проводку PT

1. Огляд аварії

Під час введення в експлуатацію новобудованої підстанції 110 кВ відбувся вибух GIS через коротке замикання вторинної схеми PT. Хоча причина була проста, наслідки були серйозними, що потребує роздумів.

2. Процес аварії

У день передачі електроенергії:

• З верхнього рівня було заряджено 110 кВ GIS (комбіноване пристрій).

• Через 20 секунд після закриття входного виплива і першого живлення 110 кВ шини, між коморою PT і контрольною панеллю з'явився білий дим.

• Протягом десяти секунд комора PT GIS вибухнула. Верхнє живлення відключилося; дискова ізолятора комори PT розбився, заповнивши GIS кімнату фрагментами ізолятора та продуктами спалювання SF₆.

3. Аналіз причин
3.1 Розслідування на місці

110 кВ PT (Shanghai MWB, електромагнітний тип) мав:

• 1 основне вторинне обмотування: 100/√3 В (150ВА, клас 0,2).

• 1 допоміжне вторинне обмотування: 100 В (150ВА, клас 3P), не використовувалося за проектом (під'єднане до термінальної стрічки контрольної панелі, без зовнішніх з'єднань).

Основні висновки:

• Фаза C: Серйозне опалення ізоляції вторинного обмотування PT; провідник основного обмотування почернів. Ізоляція провідника допоміжного обмотування повністю спалена; ізоляційний циліндр між допоміжним обмотуванням і залізом почернів. Опір ізоляції між основним і допоміжним обмотуваннями = 0.

• Фаза B: Зовнішня ізоляція основного вторинного обмотування мала сліди опалення; внутрішній лаковий шар цілісний. Поверхнева ізоляція допоміжного обмотування показала опалення.

• Фаза A: Невелике опалення поверхневої ізоляції основного вторинного обмотування; інші провідники/ізоляція цілісні.

Перевірка контролера: Коротке замикання вторинної схеми PT, ймовірно, у допоміжних обмотуваннях фаз B/C.

Додаткова перевірка контролера: Допоміжні обмотування фаз B/C були короткозамкнуті всередині. Призначені з'єднання (C-ncf до терміналу 11, B-nbf до терміналу 15) були неправильно під'єднані (C-ncf до 12, короткий з'єднання з 14-cf; B-nbf до 16, короткий з'єднання з 18-bf).

3.2 Розвиток аварії

• Початок короткого замикання: Після закриття первинної системи, допоміжні обмотування фаз B/C (cf, ncf; bf, nbf) короткозамкнулися → падіння напруги B/C.

• Кінець короткого замикання фази B: Через 20 секунд коротке замикання фази B відключилося (первинний провідник спалений дугою). Кратковременний час призвів лише до перегріву допоміжного обмотування B.

• Наслідок для фази C: 43 секунди короткого замикання (за записом аварії) призвели до перегріву вторинного провідника фази C → топлення/опалення ізоляції. Білий дим від цього.

• Порушення ізоляції: Топлення ізоляції допоміжного обмотування PT знизило якість газу SF₆ в камері PT → нижчий рівень ізоляції.

• Розряди: Зниження ізоляції + невеликі відстані до землі → розряди фаз A/B/C до корпусу GIS.

• Вибух: Енергія дуги збільшила тиск у газовій камері → розбився дискова ізолятор PT.

3.3 Людська помилка

Під час введення в експлуатацію:

• Техніки перевірили полярність/ізоляцію PT.

• Для зручності вони вивели вторинну схему PT з термінальної стрічки контролера.

• Похибково короткозамкнули кінці допоміжних обмотувань фаз B/C; не перевірили → допоміжні обмотування B/C короткозамкнулися.

4. Превентивні заходи
4.1 Безпека вторинної схеми PT

Короткі замикання в вторинних схемах PT можуть завдати шкоди компонентам або спалити PT. Встановлені в замкненій камері GIS, аварії PT можуть призвести до вибухів (з ризиком травм, затримкою ремонту). Тому, встановлення та підключення PT в GIS потребують строгого уваги.

4.2 Протоколи вторинної схеми

"Правила безпеки електроробіт" та "Правила безпеки робіт на місці виконання релейної захисти" вимагають безпечних білетів для розбору/підключення вторинних схем. Використання цих правил (та інтеграція управління ризиками) могли би запобігти неправильному підключенню під тиском роботи та часу.

4.3 Передпідключення тестування

Посилення тестування PT перед підключенням (стандартизовано, задокументовано). Суворе виконання тестів, щоб уникнути помилок через халатне виконання робіт.

4.4 Організаційні та захисні заходи

Захист введених в експлуатацію обладнань (замки на шафи, використання пломб). Модифікація тільки після схвалення; реставрація під наглядом.

4.5 Видалення незвичайних схем

Видалення незвичайних вторинних схем (зменшення ризиків помилок). У цьому випадку, незвичайне допоміжне обмотування (під'єднане до контролера) стало причиною аварії через неправильне підключення.

4.6 Повітряний вимикач PT

Встановлення вторинних повітряних вимикачів у коробках проводки PT (поточна установка в контролерах не може захистити схеми GIS-PT). Це ізолює порушення нижче виходу вторинної схеми PT.Реконструкція аварії, аналіз причин та пропозиція 6 превентивних заходів створює дорожню карту для безпеки вторинних схем GIS.