1. Kazanın Genel Bakışı
1.1 35kV GIS Anahtar Kabinleri Gerilim Dönüştürücüsünün Yapısı ve Bağlantısı
Mart 2011'de üretilen ve Temmuz 2012'de resmen hizmete alınan ZX2 gaz yalıtımlı çift anahat anahtarı kabininde, her anahat bölümü için iki grup anahat gerilim dönüştürücüsü (PT) yapılandırılmıştır. Aynı anahat bölümündeki iki PT grubu, 600 mm genişliğinde bir anahtar kabini içinde tasarlanmıştır. Üç fazlı PT'ler, kabının alt kısmında üçgen şeklinde dizilmiştir.
PT'ler, PT anahtar kabininin anahat odasındaki kesici anahtarlara kısa kablo takımları aracılığıyla bağlanır. Kesici anahtarlar, SF₆ tam kapalı anahat odasındaki hareketli kontaklar aracılığıyla üç fazlı anahata bağlanır. Tam kapalı anahat yapısı, arızalı hale gelme oranını azaltır ve anahatta özel anahat koruması bulunmaz. Anahat arızaları, güç giriş anahtarı yedek koruması aracılığıyla temizlenir.
1.2 Kazadan Önce İşleme Modu
Kazadan önce, elektrik şebekesi şu şekilde işletiliyordu:
220kV Sistemi: Qiaoshi Hatı ve Huishi Hatı, anahat bağlantı anahtarı kapalı olacak şekilde paralel olarak çalışıyordu.
Ana Dönüştürücü Yükü: No.1 ana dönüştürücü 47 MW, No.2 14 MW taşıyordu.
35kV Sistemi: Birim A, çift anahat bölünmüş işlem ile işletiliyordu. 30.5 MW taşıyan Jeneratör No.2, Birim E'nin Anahat 1'i, sıcak yağ bağlantılı hat anahtarı kabinleri 361 ve 367 aracılığıyla Birim A'nın Anahat II'ye bağlıydı ve No.2 ana dönüştürücüyle paralel olarak çalışıyordu.
1.3 Kazanın Süreci
Arıza Öncüsü
19 Nisan saat 15:11:20.393'ten itibaren, Birim E'deki (Jeneratör 1 ve 2 için Anahat Birimi) 367 numaralı anahtar koruma cihazı, PT bağlantısını kesme uyarılarını tekrar tekrar verdi, bu uyarılar ara sıra sıfırlandı.
Ekipman Yakılması
Saha İncelemesi
Kabın kapısı açıldı. Faz A PT'si ciddi şekilde yanmış, Faz B takma parçası kırılmıştı. İç ekipmanlar kavrulmuştu.
Komşu sertleşme cihazı kabini içinde ikincil telsizler hasar görmüşti. Anahat odasındaki basınç ve yalıtım testleri normaldi.
2. Sebep Analizi
2.1 Ekipman Kalitesi ve Kurulum Hataları
2.2 Anormal İşleme Koşulları
İkincil Devre Arızaları
Aşırı paralel devreler nedeniyle ikincil devrede aşırı yüklenme, \(Q = I²rt\) formülüne göre daha fazla ısı üretimi sağladı.
İkincil kısa devreler, birincil akım ani artışlarına ve aşırı ısılmasına neden oldu.
Sistem Aşırı Gerilimi
Açma operasyonları veya yayılma yerleştirme nedeniyle ferromanyetik rezonans, nominal değerin 2.5 katına kadar aşırı gerilim oluşturdu.
Dalga formu bozulması, yalıtım yaşlanmasını hızlandırdı.
Üç Faz Dengesizliği
Yüksek harmonik içeriği (özellikle tek harmonikler), impedans dengesizliğini artırdı.
Nötr nokta yer değiştirme akımı, sıfır-dizi devresinde aşırı ısılmasına neden oldu.
2.3 Üreticinin Ayrıştırma Analizi
3. Yeniden Tasarım Planı
3.1 Ekipman İzleme Optimizasyonu
3.2 Yapısal Tasarım İyileştirmeleri
Kabın Genişletimi: Kabın genişliğini 600 mm'den 800 mm'ye artırarak ısı verimliliğini iyileştirin.
Bağlantı Güncellemesi: Kısa kablo takımlarını doğrudan bağlantılarla değiştirerek stresi azaltın.
Modüler Tasarım: Bakım süresini minimize etmek için takılabilir PT'ler/sertleşme cihazları kullanın.
3.3 Koruma Sistemi Geliştirme
PT anahtar kabinleri için aşırı akım/aşırı gerilim koruması olan özel devre kesiciler ekleyin.
Hızlı arıza izolasyonu için özel anahat koruma cihazları kurun.
Sıfır-dizi devre tasarımını optimize ederek rezonans riskini azaltın.
3.4 İşletme ve Bakım Stratejisi Ayarlaması
Ekipmanların tam yaşam döngüsü yönetim kayıtlarını oluşturun, kurulum ve bakım verilerini belgeleyin.
≤300 ppm eşik değerine sahip üç aylık SF₆ nem içeriği testleri gerçekleştirin.
Fabrika verileriyle karşılaştırma amacıyla yıllık PT volt-amper karakteristik testleri yapın.
4. Öğretiler ve Önleyici Tedbirler
4.1 Ana Öğretiler
Tasarım Hatası: PT'lerin aynı yerde olması, arıza yayılma riskini artırdı.
Bakım Açığı: Kumulatif stres hasarını tespit edemedi.
Koruma Eksikliği: Yedek korumaya bağımlılık, arıza temizlemesini geciktirdi.
4.2 Önleyici Tedbirler
Ekipman üretim denetimini güçlendirin, özellikle yalıtım süreçlerine ve yapısal bütünlüğe odaklanın.
Durum bazında bakımı, stres seviyelerini değerlendirmek için titreşim izlemeyi kullanarak teşvik edin.
Tasarım şartnamesini, PT'ler ve anahatlar arasındaki esnek bağlantıları zorunlu kılmak üzere revize edin.
PT arızaları için acil durum yanıtı prosedürlerini standartlaştırmak üzere anti-kaza tatbikatları gerçekleştirin.
4.3 Uygulama Sonuçları
Yeniden tasarım sonrası veriler gösteriyor ki:
Kısmi devre, 80 pC'den 15 pC'ye düştü.
Tam yük altında sıcaklık yükselişi 12°C azaldı.
Arıza tepki süresi 600 ms'den 40 ms'ye düştü.
5. Sonuç
Bu kazada, GIS ekipmanlarının tasarım, kurulum ve bakımındaki birden fazla gizli risk ortaya çıkarıldı. Yapısal optimizasyon, koruma sistemi güncellemesi ve yönetim iyileştirmeleri aracılığıyla kapsamlı bir risk önleme sistemi oluşturuldu. Ekipman performansının sürekli izlenmesi, benzer alt istasyonlar için tekrarlanabilir yeniden tasarım deneyimi sağlayacaktır.
