1. Uendehedsoversigt
1.1 Struktur og forbindelse af 35kV GIS bryder spændingstransformator
ZX2 gasisolerede dobbeltbushåndteringsskab, produceret i marts 2011 og officielt taget i brug i juli 2012, er konfigureret med to grupper bus spændingstransformatorer (PTs) for hvert bus-segment. De to PT-grupper på samme bus-segment er designet i et skab med en bredde på 600 mm. De trefasede PT'er er placeret i en trekantformation nederst i skabet.
PT'erne er forbundet til dekontaktorerne i bus-kammeret af PT-bryderskabet via korte kabelplugs. Dekontaktorerne er forbundet til den trefasede bus gennem bevægelige kontakter i SF₆ fuldt lukket bus-kammer. Den fuldt lukkede bus-struktur reducerer fejlhyppigheden, og bus'en er ikke udstyret med dedikeret bus beskyttelse. Bus-fejl ryddes gennem backup-beskyttelsen af strømkommerciel bryder.
1.2 Driftsmodus før branden
Før ulykken fungerede strømnettet som følger:
220kV System: Qiaoshi Linje og Huishi Linje var i parallel drift med bus-forbindelsesbryderen lukket.
Hovedtransformator Last: Nr.1 hovedtransformator bar 47 MW, og Nr.2 bar 14 MW.
35kV System: Enhed A blev driftet med dobbelt bus i split drift. Generator Nr.2, der bar 30.5 MW, var forbundet til Bus II af Enhed A via Bus 1 af Enhed E, de varme olie interkonnektionslinje brydere 361 og 367, og blev driftet i parallel med Nr.2 hovedtransformator.
1.3 Ulykkesforløb
Fejludløser
Udstyr Brand
Stedlig Inspektion
Skabets dør blev blæst op. Fase A PT var alvorligt brændt, og plugen til Fase B var brudt. Internt udstyr var brændt.
Sekundære ledninger i det nærliggende lynnedslagskabinet blev skadet. Bus-kammer tryk og isolationsprøver var normale.
2. Årsagsanalyse
2.1 Udstyrskvalitet og installationsfejl
2.2 Anormale driftsforhold
Sekundære kredsløbsfejl
Overbelastning i sekundærkredsløbet pga. for mange parallelle løkke, der resulterer i øget varmegenerering iflg. \(Q = I²rt\).
Sekundære kort circuit, der udløser primære strømfluktueringer og overophedning.
Systemoverspænding
Ferroresonance, der skyldes switching operationer eller buge jordning, der genererer overspændinger op til 2.5 gange den nominelle værdi.
Bølgeform deformering, der accelererer isoleringsaldring.
Trefase ubalance
Høj harmonisk indhold (hovedsageligt ulige harmoniske), der forårsager impedans ubalance.
Neutralpunkt forskydning strøm, der fører til overophedning i nulrække kredsløbet.
2.3 Producentens nedbrydsanalyse
Fejlsted
Epoxy sprækning ved flange monteringshul for Fase A PT, der førte til intermittente jordninger.
Mekanisk brud af Fase B plug, der udløste fase til fase kort circuit.
Spændingsanalyse
Ikke-flexible kabelforbindelser, der genererede tværs stress koncentreret ved flange hul.
Fejl progression: Intermittent jordning → Aluminium overflade abrasion → Fejl reset → Endelig nedbrydning.
3. Ombygningsplan
3.1 Optimering af udstyrsovervågning
3.2 Forbedring af strukturelt design
Skabeudvidelse: Øg skabets bredde fra 600 mm til 800 mm for at forbedre varmeafgivning.
Forbindelsesopgradering: Erstat korte kabelplugs med direkte forbindelser for at reducere stress.
Modulært design: Adoptér pluggable PT'er/lynnedslag for at minimere vedligeholdelsestid.
3.3 Beskyttelsessystemforbedring
Tilføj dedikerede brydere for PT bryderskaber med overstrøm/overspændingsbeskyttelse.
Installer dedikerede bus beskyttelsesenheder for hurtig fejlisolation.
Optimer nulrække kredsløbsdesign for at reducere resonansrisiko.
3.4 Justering af drifts- og vedligeholdelsesstrategi
Etabler fuld livscyklus management records for udstyr, dokumenter installations- og vedligeholdelsesdata.
Udfør kvartalsvise SF₆ fugtindholds prøver med en tærskel ≤300 ppm.
Udfør årlige PT volt-ampere karakteristik prøver for sammenligning med fabrikdata.
4. Lærte lektioner og forebyggende foranstaltninger
4.1 Hovedlektioner
Designfejl: Sammenhængende placering af PT'er øgede fejlpropagationsrisiko.
Vedligeholdelsesgap: Manglende registrering af kumulativ stress skade.
Beskyttelsesmangel: Afhængighed af backup-beskyttelse forsinkede fejlrydning.
4.2 Forebyggende foranstaltninger
Forstærk udstyr produktions overvågning, fokus på isoleringsprocesser og strukturel integritet.
Promovere conditions-based vedligeholdelse ved hjælp af vibrations overvågning for at vurdere stressniveauer.
Revider designspecifikationer for at pålægge flexible forbindelser mellem PT'er og bus'er.
Gennemfør anti-ulykkes øvelser for at standardisere nødsituationer svarprocedurer for PT fejl.
4.3 Implementeringsresultater
Efter ombygning viser data:
Delvis udledning reduceret fra 80 pC til 15 pC.
Temperaturstigning under fuld belastning sank med 12°C.
Fejl respons tid forkortet fra 600 ms til 40 ms.
5. Konklusion
Denne ulykke afslørede flere skjulte risici i GIS udstyr design, installation og vedligeholdelse. Gennem strukturel optimering, beskyttelsessystem opgradering og ledelsesforbedring er et komplet risikopræventions system etableret. Kontinuerlig overvågning af udstyrs ydeevne vil give replicerbare ombygnings erfaring for lignende understationer.
