1. Onnettomuuden yleiskatsaus
1.1 35kV GIS-pistokeiden jännitteennostajan rakenne ja yhteys
Vuoden 2011 maaliskuussa valmistettu ja vuonna 2012 heinäkuussa virallisesti käyttöön otettu ZX2 kaasua eristävä kaksibus-pistoke on varustettu kahdella bussijännitteennostajaryhmällä (PT) jokaiselle bussiosiolla. Saman bussiosion kaksi PT-ryhmää on suunniteltu yhden pistokekaapin sisään, jonka leveys on 600 mm. Kolmivaiheiset PT:t on sijoitettu kolmiomuotoiseen muodostukseen kaapin pohjalla.
PT:t on yhdistetty poistoventteihin bussikaamiossa PT-pistokessa lyhyillä kaapelipuolilla. Poistoventit on yhdistetty kolmivaiheiseen bussiin liikkuviin kontakteihin SF₆:n täysin suljetussa bussikaamiossa. Täysin suljettu bussirakenne vähentää vikaosuuksia, eikä bussia ole varustettu erityisellä bussisuojalla. Bussiviat selvitetään sähköntuotonsyöttösulkeen varasuojauksen kautta.
1.2 Toimintatapa ennen polttoon joutumista
Onnettomuuden aiemmin sähköverkko toimi seuraavasti:
220kV-järjestelmä: Qiaoshi-linja ja Huishi-linja olivat käynnissä yhdessä bussiyhteydessä.
Päämuuntaja kuormitus: Nro 1 päämuuntaja kuljetti 47 MW ja Nro 2 14 MW.
35kV-järjestelmä: Yksikkö A toimi kaksibussilla jaettuna. Generaattori Nro 2, joka kuljetti 30,5 MW, oli yhdistetty Yksikön A Bussi II:een Yksikön E Bussi 1:n, lämpökierrosölisyöttölinjan pistokesiä 361 ja 367 sekä Nro 2 päämuuntajan kautta.
1.3 Onnettomuuden kulku
2. Syynanalyysi
2.1 Laitteen laatu- ja asennusvirheet
2.2 Epänormaali toiminta
Toissijaisen piirin vikat
Toissijaisen piirin ylikuormitus monien yhdensuuntaisten silmukoitten takia, mikä johti lämpögeneraation kasvuun \(Q = I²rt\).
Toissijaiset lyhytsulut aiheuttivat ensimmäisen sähkövirran ylityksen ja ylikuumenemisen.
Järjestelmän ylikuormitus
Magneettiresonanssi kytkentäoperaatioiden tai sähkökatkosten takia luodaan ylikuormitukset jopa 2,5 kertaa nominäärisen arvon verran.
Aallonmuodon vääristyminen nopeitti eristyksen ikääntymistä.
Kolmivaiheinen epätasapaino
2.3 Valmistajan purkuanalyysi
Virhepaikka
Stressianalyysi
Joustamatonta kaapeliyhteyttä aiheuttava vaakasuuntainen stressi keskittyi flängin reikiin.
Virheen eteneminen: Väliaikainen maantulettaminen → Aluminiumpinningin eroosio → Virheen nollautuminen → Lopullinen romahdus.
3. Uudelleensuunnitelma
3.1 Laitteiden valvontatekniikan optimointi
3.2 Rakenneratkaisun parannus
Laajenna kaapia: Kasvata kaapin leveystä 600 mm:stä 800 mm:ksi parantaaksesi lämmönjohtoa.
Yhteysparannus: Korvaa lyhyet kaapelipuolit suoria yhteyksiä vähentääksesi stressiä.
Modulaarinen suunnittelu: Ota käyttöön pistokytkentäjäristeitä/minimoimaan huollon aika.
3.3 Suojajärjestelmän parannus
Lisää omat suljet PT-pistokkeille ylipitomuus/ylilämpösuojauksineen.
Asenna omat bussisuojalaitteet nopeaan viatiedon eristykselle.
Optimoi nollajärjestelmän suunnittelua vähentääksesi resonanssiriskiä.
3.4 Käyttö- ja huoltokäytännön mukautus
Perustele laitteiden koko elinkaarihallintatietueet, dokumentoimalla asennus- ja huoltotiedot.
Suorita kvartilaaliset SF₆:n kosteusmittaukset 300 ppm:n kynnyksellä.
Suorita vuosittain PT-voltamperepiirin mittaukset vertailua varten tehtaandatoin.
4. Oppimispisteet ja ennaltaehkäisevät toimenpiteet
4.1 Avaintoppainot
Suunnitteluvika: PT:n sijoittaminen samaan kaappiin lisäsi viatiedon leviämisen riskiä.
Huoltovaje: Kumulatiivisen stressivahingon havaitsematta jättäminen.
Suojavika: Varasuojauksen käyttö viivytti viatiedon selvittämistä.
4.2 Ennaltaehkäisevät toimenpiteet
Vahvista laitteen valmistuksen valvontaa, keskittyen eristysprosesseihin ja rakenteelliseen yhtenäisyyteen.
Edistä tilaushallinnon käyttöä värähtelyvalvonnalla stressitasojen arvioimiseksi.
Muuta suunnittelusäännökset edellyttämään joustavia yhteyksiä PT:n ja bussien välillä.
Suorita onnettomuusvarusteistustoimistot standardoimaan hätätilanteiden vastaamismenetelmiä PT-vioille.
4.3 Toteutustulokset
Uudelleensuunnitelman jälkeiset tiedot näyttävät:
Osittainen sähkövirta vähentyi 80 pC:stä 15 pC:hen.
Lämpötilan nousu täysiin kuormitukseen vähentyi 12°C:lla.
Viatiedon vastaamisaika lyheni 600 ms:stä 40 ms:iin.
5. Johtopäätös
Tämä onnettomuus paljasti useita piiloriskejä GIS-laitteiden suunnittelussa, asennuksessa ja huollossa. Rakenteellisen optimoinnin, suojajärjestelmän päivityksen ja hallinnon vahvistuksen avulla on luotu kattava riskien ehkäisyjärjestelmä. Laitteiden suorituksen jatkuva valvonta tarjoaa sovellettavan uudelleensuunnittelukokemuksen samankaltaisille alijulkaisuille.
