1. Baleset áttekintése
1.1 A 35 kV GIS kapcsolóállomány feszültségátalakítójának szerkezete és kapcsolódása
A március 2011-ben gyártott, július 2012-ben hivatalosan üzembe helyezett ZX2 gázizolált kétbuszos kapcsolóállomány minden buszos szakaszhoz két buszos feszültségátalakítót (PT) tartozik. Ugyanazon buszos szakasz két PT csoportja egy 600 mm széles kapcsolóállományban van elrendezve. A háromfázisú PT-ek háromszög alakban vannak elhelyezve az állomány alján.
A PT-ek rövid kábelcsonkokon keresztül csatlakoznak a PT kapcsolóállomány buszos szektorában található diszjunktőrökhöz. A diszjunktőrök SF₆ teljesen zárt buszos szektorban lévő mozgó kontaktusokon keresztül csatlakoznak a háromfázisú buszhoz. A teljesen zárt busz szerkezet csökkenti a hibarátot, és a busznak nincs dedikált buszvédelem. A busz hibái a beérkező áramkapcsolók biztonsági védelmének segítségével kerülnek megszüntetésre.
1.2 Az égés előtti működési mód
A baleset előtt a villamos hálózat a következőképpen működött:
220 kV rendszer: A Qiaoshi és a Huishi vezetékek párhuzamosan működtek a buszkapcsoló bezárva.
Főtranszformátor terhelése: Az 1. főtranszformátor 47 MW-ot, a 2. pedig 14 MW-ot terhelt.
35 kV rendszer: Az A egység két buszban szétválasztott működésben volt. A 2. generátor 30,5 MW-ot terhelt, és az E egység 1. buszával, a forró olaj összeköttetési vonalának 361-es és 367-es kapcsolóállományai révén párhuzamosan működött a 2. főtranszformátorral az A egység II. buszán.
1.3 A baleseti folyamat
Hiba előjel
Berendezés égése
Területi felmérés
Az állomány ajtaja kitört. Az A fázis PT-je súlyosan égett, a B fázis csatlakozója megszakadt. A belső berendezések megvörösdték.
A szomszédos védőállomány másodlagos vezetékei sérültek. A busz szektor nyomás- és izolációvizsgálata normális volt.
2. Okaelemzés
2.1 Berendezés minősége és telepítési hibák
2.2 Rendellenes működési feltételek
Másodlagos körzet hibái
A másodlagos körzet túlterhelése sok párhuzamos hurokon keresztül, ami hőtermelést okoz \(Q = I^2rt\) alapján.
Másodlagos rövidzáratok elsődleges áramkitörésekhez és túlmelegedéshez vezettek.
Rendszer túlfeszültség
Váltó és íves földelés által okozott ferromrezonancia, ami 2,5-szeres túlfeszültséget eredményzett.
Hullámforma torzulás gyorsította az izoláció öregedését.
Háromfázis-aszimmetria
2.3 Gyártó elemzése
Hibahely
Stressz elemzés
Nem rugalmas kábelkapcsolatok vízszintes stresszt koncentráltak a flenszövegelyeknél.
Hiba folyamata: Időnkénti földelés → Alumíniumbelépés lehullása → Hiba újraindulása → Végleges összeomlás.
3. Modernizációs terv
3.1 Berendezés monitorozásának optimalizálása
Online részfeszültség monitorozás implementálása azonos típusú GIS kapcsolóállományokra, és alapértelmezett adatok beállítása.
Rendszeres izolációs ellenállás vizsgálata 200 MΩ küszöbértékkel.
3.2 Szerkezeti tervezés javítása
Állomány kiterjesztése: Az állomány szélességének növelése 600 mm-ről 800 mm-re a hőtovábbítás javítása érdekében.
Kapcsolat frissítése: Rövid kábelcsonkok cseréje közvetlen kapcsolatokra a stressz csökkentése érdekében.
Moduláris tervezés: Csatlakozható PT-ek/védők alkalmazása a karbantartási idő minimalizálása érdekében.
3.3 Védelmi rendszer fejlesztése
Dedikált áramkapcsolók hozzáadása a PT kapcsolóállományokhoz túlág- és túlfeszültségvédelmel.
Dedikált buszvédelmi eszközök telepítése gyors hibaizoláció érdekében.
Nulladrendű körzet tervezésének optimalizálása rezonancia kockázatának csökkentése érdekében.
3.4 Működési és karbantartási stratégiák módosítása
Teljes élettartamú kezelési adatbázis kialakítása a berendezések telepítési és karbantartási adatainak dokumentálása érdekében.
Negyedévente SF₆ párazság vizsgálata 300 ppm küszöbértékkel.
Évente PT feszültség-áramerő jellemző vizsgálata a gyári adatokkal való összehasonlítás céljából.
4. Tanulságok és megelőző intézkedések
4.1 Főbb tanulságok
Tervezési hiba: A PT-ek közös helyezése növelte a hibaterjedés kockázatát.
Karbantartási hiányosság: Nem sikerült észlelni a kumulatív stresszes károsodást.
Védelmi hiányosság: A biztonsági védelemre való támaszkodás késleltette a hiba megszüntetését.
4.2 Megelőző intézkedések
Erősítse a berendezések gyártási felügyeletét, különös tekintettel az izolációs folyamatokra és a szerkezeti integritásra.
Javítsa a feltételalapú karbantartást rezgésvizsgálatokkal a stressz szintek megállapítására.
Módosítsa a tervezési specifikációkat rugalmas kapcsolatok kötelezővé tételére a PT-ek és a buszok között.
Végezzen balesetmentes szimulációkat a PT hibák esetén standardizált válságválasz eljárások meghatározására.
4.3 Implementációs eredmények
A modernizáció utáni adatok mutatják:
A részfeszültség 80 pC-ről 15 pC-ra csökkent.
A teljes terhelés melletti hőemelkedés 12°C-rel csökkent.
A hiba reakcióideje 600 ms-ről 40 ms-ra rövidült.
5. Összefoglalás
Ez a baleset több rejtett kockázatot ismertetett a GIS berendezések tervezésében, telepítésében és karbantartásában. A szerkezeti optimalizálás, a védelmi rendszer fejlesztése és a menedzsment javítása révén egy teljes körű kockázatmegelőző rendszert alakítottunk ki. A berendezések teljesítményének folyamatos monitorozása hasonló alakuló állomások számára replikálható modernizációs tapasztalatot nyújt.
