1. Обзор на инцидента
1.1 Структура и връзка на напрядовия преобразувател за 35кВ GIS превключвател
ZX2 газово изолиран двойно шина превключвател, произвеждан през март 2011 г. и официално поставен в употреба през юли 2012 г., е конфигуриран с две групи напрядови преобразуватели (PT) за всяко шина секция. Двете PT групи от една и съща шина секция са проектирани в един превключвателен кабинет с широчина 600 мм. Трите фазни PT са разположени в триъгълна формация в долната част на кабинета.
PT-товете са свързани с изключвателите в шината камера на PT превключвателя чрез къси кабелни плъгини. Изключвателите са свързани с трите фазни шини чрез подвижни контакти в SF₆ пълноцяло затворена шина камера. Пълноцялото затворено шина устройство намалява темпа на отказите, а шината не е оборудвана със специална шина защита. Шина аварии се изчистват чрез резервната защита на входния превключвател за мощност.
1.2 Режим на работа преди изгарянето
Преди инцидента, електрическата мрежа работеше както следва:
Система 220кВ: Линията Qiaoshi и линията Huishi бяха в паралелна работа с затворен шина връзков превключвател.
Основна трансформаторна нагрузка: Основен трансформатор №1 носеше 47 МВ, а №2 носеше 14 МВ.
Система 35кВ: Единица A работеше с двойни шини в разделена операция. Генератор №2, носещ 30.5 МВ, беше свързан към шина II на единица A чрез шина 1 на единица E, горещо масло интерконекционни линийни превключватели 361 и 367, и работеше в паралел с основен трансформатор №2.
1.3 Процес на инцидента
Предвестник на дефекта
Изгаряне на оборудването
В 15:12:59, дим и искри бяха забелязани в PT кабинета на шина 1 в единица E. Нулева последователност надтокова защита на превключвателите 361 и 367 беше активирана, като и двата превключвателя бяха изключени.
Настаняване на място
Вратата на кабинета беше взривена. Фаза A PT беше силно изгорена, а плъгинът на фаза B беше разцепен. Вътрешното оборудване беше изгорено.
Вторичните жици на съседния ограничителен кабинет бяха повредени. Пробните тестове на давление и изолация на шина камерата бяха нормални.
2. Анализ на причините
2.1 Качество на оборудването и дефекти при инсталирането
2.2 Абнормни условия на работа
Дефекти в вторичната верига
Премного паралелни контури, водещи до перегреждане в вторичната верига, което увеличава генерирането на топлина според \(Q = I²rt\).
Вторични късо замыкания, активиращи примарни токови токове и перегреждане.
Системно надвисоко напрежение
Феромагнитен резонанс, породен от комутационни операции или дугово заземяване, генериращ надвисоки напрежения до 2.5 пъти над номиналната стойност.
Дисторсия на вълновата форма, ускоряваща стареенето на изолацията.
Трите-фазно несъответствие
Високо съдържание на хармоники (основно нечетни хармоники), водещо до импедансно несъответствие.
Сместен ток на нейтралната точка, водещ до перегреждане в нулевата последователност верига.
2.3 Анализ на демонтажа от производителя
3. План за модернизация
3.1 Оптимизация на мониторинга на оборудването
3.2 Подобрение на конструктивния дизайн
Разширяване на кабинета: Увеличете ширината на кабинета от 600 мм до 800 мм, за да подобрите охлаждането.
Подобрение на връзките: Заменете късите кабелни плъгини с директни връзки, за да намалите напрежението.
Модуларен дизайн: Приемете плъгин PT/ограничители, за да намалите времето за поддръжка.
3.3 Подобрение на системата за защита
Добавете специални автомати за PT превключватели с защита от надток и надвисоко напрежение.
Инсталирайте специални устройства за защита на шината за бързо изолиране на дефекта.
Оптимизирайте дизайна на нулевата последователност верига, за да намалите риска от резонанс.
3.4 Корекция на стратегията за управление и поддръжка
Установете пълни записи за управление на жизнения цикъл на оборудването, документирайте данни за инсталиране и поддръжка.
Извършвайте тестове на съдържанието на влага в SF₆ на квартална основа с праг ≤300 ppm.
Провеждайте годишни тестове на волт-амперната характеристика на PT за сравнение с заводските данни.
4. Уроки и предпазни мерки
4.1 Ключови уроки
Дизайнерски дефект: Разположението на PT-товете увеличава риска от разпространение на дефекта.
Грешка в поддръжката: Неуспех в откриването на кумулативни повреди от напрежение.
Недостиг в защитата: Разчитането на резервна защита забавя изчистването на дефекта.
4.2 Предпазни мерки
Подсилете наблюдението върху производството на оборудването, с фокус върху процесите на изолация и конструктивна целост.
Промотирайте поддръжка, основана на състояние, използвайки вибрационен мониторинг, за да оцените нивата на напрежение.
Ревизирайте спецификациите за дизайн, за да задължат гъвкави връзки между PT-товете и шините.
Провеждайте учения за противодействие на аварии, за да стандартизирате процедурите за спешно реагиране при дефекти на PT.
4.3 Резултати от реализацията
Данните след модернизацията показват:
Частичният разряд се намали от 80 pC до 15 pC.
Температурното възкачване при пълна нагрузка намаля с 12°C.
Времето за реакция на дефекта се съкрати от 600 ms до 40 ms.
5. Заключение
Този инцидент разкрива множество скрити рискове в дизайна, инсталирането и поддръжката на GIS оборудването. Чрез оптимизация на конструкцията, подобрение на системата за защита и управление, е установена комплексна система за предотвратяване на рискове. Непрекъснатият мониторинг на производителността на оборудването ще предостави повторяем опит за модернизация на подобни трансформаторни станции.
