Li minna humma l-każijiet ta' l-falliment u t-tħassir tal-mutawwil tal-tensjun 35 kV GIS?

1. Ikhtisar tal-Inċident
1.1 Struttura u Konnezzjoni tal-Transformer tal-Voltàġi ta’ 35kV GIS Switchgear

Il-switchgear b’dwār doppju gas-insulated ZX2, prodotta fil-Marsa 2011 u lannqa’ f’operazzjoni riformata fis-Silġ 2012, hija konfigurata b’żewġ gruppi ta’ bus voltage transformers (PTs) għal kull seksjon tal-bus. L-żewġ gruppi PT tal-bus stess huma disegnati f’gabell switchgear wahda b’ampju ta’ 600 mm. It-tripartiti PT huma disponiżi f’forma triangoľari fl-inferuwr tal-gabell.

It-PT huma mkonnessi mal-disconnectors fil-kamra tal-bus tal-PT switchgear permezz ta’ plugs tal-kabel qasir. Id-disconnectors huma mkonnessi mal-bus tripartiti permezz ta’ moving contacts fiċ-ċamra tal-bus SF₆ fully-enclosed. Is-silġ fully-enclosed bus jidherx il-faliżità, u l-bus mhux equippat bl-protezzjoni speċifikat tal-bus. Il-faliżi tal-bus jiġu skolati permezz tal-backup protezzjoni tas-silġ incoming switch.

1.2 Modalità tal-Operazzjoni Qabel in-Ndħif

Qabel in-inċident, it-tielet ġie operat kif isegwi:

• Sistema 220kV: Il-Qiaoshi Line u l-Huishi Line kienu qed jiġru fl-parallel permezz tal-bus tie switch magħluq.

• Karig tal-Transformer Primarju: Il-Numero 1 transformer primarju kienu qed jiġbdu 47 MW, u l-Numero 2 kienu qed jiġbdu 14 MW.

• Sistema 35kV: L-Unit A kienu qed jiġri b’dwār doppji f’operazzjoni separata. Il-Generator Numero 2, li kienu qed jiġbdu 30.5 MW, kienu mkonness ma’ Bus II ta’ Unit A permezz tal-Bus 1 ta’ Unit E, il-hot oil interconnection line switchgears 361 u 367, u kienu qed jiġru fl-parallel mal-Numero 2 transformer primarju.

1.3 Proċess tal-Inċident

• Precursur tal-Faliż

• Minn 15:11:20.393 tal-19 ta’ April, id-dispositiv tal-protezzjoni tas-silġ 367 ta’ Unit E (Bus Unit għal Generatori 1 u 2) reprezentiwa larmi tal-PT disconnection, li kienu qed jiġu reset intermittently.

• Ndħif tal-Ekwippament

• Fl-15:12:59, huwa osservat xitwa u arcing fl-PT gabell ta’ Bus 1 ta’ Unit E. Il-zero-sequence overcurrent protezzjoni tas-silġ 361 u 367 kienu attivati, tripping both switches.

• Inspezzjoni fuq is-Sit

• Il-porta tal-gabell kienu spaluta. Il-PT ta’ Phase A kienu ndħufa sew, u l-plug ta’ Phase B kienu fratturat. Il-materjal intern kienu scottat.

• Il-kabli sekondarji tal-arrester gabell ħdejn kienu dannati. Il-test tal-pressjoni u insulazzjoni tal-kamra tal-bus kienu normali.

2. Analisi tal-Kawża
2.1 Defetti tal-Kwalità tal-Ekwippament u tal-Installazzjoni

• Problemi ta’ Dizajn u Manifattura

• Proċess tal-insulazzjoni paint żgħar li oħloġ xi partial discharge.

• Laminazzjoni allenta tal-iron cores li oħloġ eddy current heating.

• Winding irregolari tal-coil li oħloġ risk mill-inter-turn short circuits.

• Defetti tal-Installazzjoni u Manutenzjoni

• Welding poġġa tal-grounding screws li oħloġ resistance ta’ kontatt magħluq.

• Deformazzjoni tal-iron cores waqt it-tasport/installazzjoni.

• Stress transversali minn plugs tal-kabel qasir li oħloġ cracking tal-epoxy fit-temps.

2.2 Kondizzjonijiet Operattivi Abnormali

• Faliżijiet tal-Kirku Sekondarju

• Overloading fil-kirku sekondarju għall-loops parallel eċċessivi, li oħloġ ċreazzjoni ta’ heat increased second the \(Q = I²rt\).

• Short circuits sekondarji li oħloġ surges ta’ current primarju u overheating.

• Overvoltage tas-Sistema

• Ferroresonance mħalla mill-switching operations jew arcing grounding, li oħloġ overvoltages ta’ 2.5 darba l-valur nominali.

• Distortion tal-waveform li oħloġ accelerazzjoni tal-aging tal-insulazzjoni.

• Imbalance Tripartiti

• High harmonic content (primarjalment odd harmonics) li oħloġ imbalance tal-impedance.

• Neutral point displacement current li oħloġ overheating fil-kirku zero-sequence.

2.3 Analisi tal-Manifatturier tal-Dismantling

• Lokazzjoni tal-Faliż

• Cracking tal-epoxy fl-mounting hole tal-flange tal-Phase A PT li oħloġ grounding intermittenti.

• Frattura mekanika tal-Phase B plug li oħloġ phase-to-phase short circuit.

• Analisi tal-Stress

• Non-flexible cable connections li oħloġ stress transversali concentrated fl-flange holes.

• Progression tal-faliż: Intermittent grounding → Aluminum coating ablation → Fault reset → Final breakdown.

3. Pjan tal-Retrofit
3.1 Ottimizzazzjoni tal-Monitoring tal-Ekwippament

• Implementa monitoring online tal-partial discharge għal GIS switchgears tal-model stess u stabilixxi data baseline.

• Effettua tests periodici tal-resistance tal-insulazzjoni b’taxxa ta’ 200 MΩ.

3.2 Migwor tal-Dizajn Strutturali

• Expansion tal-Gabell: Zid l-ampju tal-gabell minn 600 mm għal 800 mm biex tammelja l-dissipation tal-heat.

• Upgrade tal-Konnezzjoni: Sostituisci plugs tal-kabel qasir b’konnezzjonijiet diretta biex tirdċi l-stress.

• Dizajn Modular: Adotta PTs/arresters pluggables biex tminniċċa l-ħin tal-manutenzjoni.

3.3 Migwor tal-Sistema tal-Protezzjoni

• Żid dedicated circuit breakers għal PT switchgears b’protezzjoni overcurrent/overvoltage.

• Installa dedicated bus protection devices għal rapid fault isolation.

• Ottimizza design tal-kirku zero-sequence biex tirdċi l-risk tal-resonance.

3.4 Adjust ta’ Strategija tal-Operazzjoni u Manutenzjoni

• Istabili rekord full lifecycle management għal l-ekwippament, dokumenta data tal-installazzjoni u manutenzjoni.

• Effettua tests kvartaljarji tal-content tal-moisture tal-SF₆ b’taxxa ≤300 ppm.

• Effettua annual PT volt-ampere characteristic tests għal confront tal-data tal-factory.

4. Lezzjonijiet Magħluqa u Misures Preventivi
4.1 Lezzjonijiet Key

• Design Flaw: Co-location tal-PTs zid il-risk ta’ propagation tal-faliż.

• Maintenance Gap: Falliment fir-rekognizzjoni tal-cumulative stress damage.

• Protection Deficiency: Reljanza fuq il-backup protection delayed fault clearance.

4.2 Misures Preventivi

• Strengthen supervision tal-manifattura tal-ekwippament, focus fuq il-processi tal-insulazzjoni u l-integrity strutturali.

• Promote condition-based maintenance using vibration monitoring biex tagħmil assess tal-levels tal-stress.

• Revise specifications tad-dizajn biex imandati connessioni fleksibbli bejn it-PTs u l-buses.

• Conduct anti-accident drills biex standardize emergency response procedures għal PT faults.

4.3 Risultati tal-Implementazzjoni

Data post-retrofit turi:

• Partial discharge nqas minn 80 pC għal 15 pC.

• Temperature rise taħt full load nqas sewwa 12°C.

• Fault response time nqas minn 600 ms għal 40 ms.

5. Konkluzzjoni

Dan l-inċident revela multiple risks nascosti fid-dizajn, installazzjoni, u manutenzjoni tal-ekwippament GIS. Permezz ta’ ottimizzazzjoni strutturali, upgrade tas-sistema tal-protezzjoni, u enhanċ tal-management, sistema komplet tal-prevenzione tal-risk jieħel stabilit. Monitoring continuous tal-performance tal-ekwippament se jfornixxi esperjenza replicable ta’ retrofit għal substations similari.