1. Buod ng Aksidente
1.1 Pamamaraan at Konstruksyon ng 35kV GIS Switchgear Voltage Transformer
Ang ZX2 gas-insulated double-bus switchgear, na ginawa noong Marso 2011 at opisyal na nagsimulang mag-operate noong Hulyo 2012, ay nakonfigura na may dalawang grupo ng bus voltage transformers (PTs) para sa bawat bus section. Ang dalawang grupo ng PT ng parehong bus section ay disenyo bilang isang switchgear cabinet na may lapad na 600 mm. Ang tatlong-phase PTs ay inilagay sa isang triangular formation sa ilalim ng cabinet.
Ang mga PTs ay konektado sa mga disconnectors sa bus chamber ng PT switchgear gamit ang maikling cable plugs. Ang mga disconnectors ay konektado sa tatlong-phase bus sa pamamagitan ng moving contacts sa SF₆ fully-enclosed bus chamber. Ang fully-enclosed bus structure ay nagbabawas ng rate ng pagkakamali, at ang bus ay hindi kasama ang dedicated bus protection. Ang mga bus fault ay natutugunan sa pamamagitan ng backup protection ng power incoming switch.
1.2 Paraan ng Paggamit Bago ang Sunog
Bago ang aksidente, ang grid ng kuryente ay gumana tulad ng sumusunod:
220kV System: Ang Qiaoshi Line at Huishi Line ay gumana nang parehas kasama ang bus tie switch na sarado.
Main Transformer Load: Ang No.1 main transformer ay nagdala ng 47 MW, at ang No.2 ay nagdala ng 14 MW.
35kV System: Ang Unit A ay gumana nang may double buses sa split operation. Ang Generator No.2, na nagdala ng 30.5 MW, ay konektado sa Bus II ng Unit A sa pamamagitan ng Bus 1 ng Unit E, ang hot oil interconnection line switchgears 361 at 367, at gumana nang parehas kasama ang No.2 main transformer.
1.3 Proseso ng Aksidente
Pangunguna ng Sakit
Simula noong 15:11:20.393 ng Abril 19, ang protection device ng switch 367 sa Unit E (Bus Unit para sa Generators 1 at 2) ay paulit-ulit na naglabas ng PT disconnection alarms, na intermittently reset.
Pagkasunog ng Equipment
On-Site Inspection
Ang pinto ng cabinet ay nabunggo. Ang Phase A PT ay lubhang nasunog, at ang plug ng Phase B ay nabigwas. Ang panloob na equipment ay napunit.
Ang secondary wires ng kalapit na arrester cabinet ay nasira. Ang bus chamber pressure at insulation tests ay normal.
2. Analisis ng Dahilan
2.1 Kakulangan sa Kalidad ng Equipment at Pag-install
2.2 Abnormal na Kondisyon ng Paggamit
Secondary Circuit Faults
Overloading sa secondary circuit dahil sa maraming parallel loops, na nagresulta sa pagtaas ng heat generation ayon sa \(Q = I²rt\).
Secondary short circuits na nagtrigger ng primary current surges at overheating.
System Overvoltage
Ferroresonance na dulot ng switching operations o arcing grounding, na nagresulta sa overvoltages hanggang 2.5 beses ang rated value.
Waveform distortion na nag-accelerate ng insulation aging.
Three-Phase Imbalance
2.3 Disassembly Analysis ng Manufacturer
Lokasyon ng Fault
Stress Analysis
Non-flexible cable connections na nagresulta sa transverse stress na concentrated sa flange holes.
Fault progression: Intermittent grounding → Aluminum coating ablation → Fault reset → Final breakdown.
3. Plan ng Retrofit
3.1 Optimization ng Monitoring ng Equipment
Ipapatupad ang online partial discharge monitoring para sa GIS switchgears ng parehong modelo at itatayo ang baseline data.
Igagalap ang regular na insulation resistance tests na may threshold na 200 MΩ.
3.2 Pag-improve ng Structural Design
Cabinet Expansion: Palakingin ang cabinet width mula 600 mm to 800 mm upang mapabuti ang heat dissipation.
Connection Upgrade: Palitan ang maikling cable plugs ng direct connections upang bawasan ang stress.
Modular Design: Tanggapin ang pluggable PTs/arresters upang mapababa ang maintenance time.
3.3 Enhancement ng Protection System
Idagdag ang dedicated circuit breakers para sa PT switchgears na may overcurrent/overvoltage protection.
I-install ang dedicated bus protection devices para sa mabilis na fault isolation.
Optimize ang zero-sequence circuit design upang bawasan ang resonance risk.
3.4 Adjustment ng Operation and Maintenance Strategy
Itatag ang full lifecycle management records para sa equipment, na dokumentado ang installation at maintenance data.
Igagalap ang quarterly SF₆ moisture content tests na may threshold ≤300 ppm.
Gawin ang annual PT volt-ampere characteristic tests para sa paghahambing sa factory data.
4. Aral na Natutunan at Preventive Measures
4.1 Key Lessons
Design Flaw: Ang co-location ng PTs ay nagdulot ng mas mataas na panganib ng fault propagation.
Maintenance Gap: Ang pagkakamali sa pag-detect ng cumulative stress damage.
Protection Deficiency: Ang pag-asam sa backup protection na nagresulta sa pagdelay ng fault clearance.
4.2 Preventive Measures
Palakasin ang supervision sa paggawa ng equipment, na may focus sa insulation processes at structural integrity.
Ipromote ang condition-based maintenance gamit ang vibration monitoring upang asesahan ang stress levels.
I-revise ang design specifications upang mandaato ang flexible connections between PTs at buses.
Conduct anti-accident drills upang istandardize ang emergency response procedures para sa PT faults.
4.3 Implementation Results
Ang post-retrofit data ay nagpakita:
Partial discharge reduced from 80 pC to 15 pC.
Temperature rise under full load decreased by 12°C.
Fault response time shortened from 600 ms to 40 ms.
5. Conclusion
Ang aksidente na ito ay nagpakita ng maraming hidden risks sa disenyo, pag-install, at pag-maintain ng GIS equipment. Sa pamamagitan ng structural optimization, protection system upgrade, at management enhancement, isang comprehensive risk prevention system ay itinatag. Ang continuous monitoring ng performance ng equipment ay magbibigay ng replicable retrofit experience para sa katulad na substations.
