د یو 145kV د کنټرول سویچ غیرطبیعي کارولو واقعې ته د پوهنتونو او په اړه د راپور لیستونه
1. مقدمه
در شبکه برق اندونزی، سوئیچهای جداکننده ولتاژ بالا ۱۴۵kV (HVD) برای حفظ قابلیت اطمینان انتقال در مناطق جزیرهای آن کشور حیاتی هستند. با این حال، حوادث عملکرد نامناسب تهدید قابل توجهی برای پایداری شبکه به حساب میآیند. این مقاله یک حادثه عملکرد نامناسب SIV ۱۴۵kV در یک زیرстанسیون اندونزی را بررسی میکند و علل اساسی آن را تحلیل کرده و مقترحاتی را ارائه میدهد، در حالی که به استانداردهای محافظت IP66 و مطابقت با IEC 60068-3-3 اشاره دارد تا ایمنی عملیاتی را افزایش دهد.
2. مروری بر حوادث در اندونزی
در مارس ۲۰۲۴، یک سوئیچ جداکننده ۱۴۵kV در یک زیرستانسیون جزیره جاوا در طول یک انتقال بار معمولی به طور غیرمنتظره باز شد و یک سری از فعالسازیهای رلههای محافظ را القا کرد. این حادثه در یک زیرستانسیون ساحلی نزدیک سورابایا رخ داد که پوشش سوئیچ با درجه محافظت IP66 طراحی شده بود تا شرایط گرم و مرطوب را تحمل کند. باز شدن غیرمنتظره منجر به اختلال در تأمین برق به ۱۲۰۰۰۰ خانوار و رها کردن بار ۳۰ MW شد و هزینههای تعمیرات بیش از ۸۰۰۰۰۰ دلار بود. تحلیل پس از حادثه نشان داد که ترکیبی از تخریب محیطی و نقصانهای سیستم کنترل عامل اصلی بودند.
3. تحلیل علت اساسی
3.1 آسیبپذیریهای سیستم کنترل
3.1.1 القای مدار پارازیتی
مدار کنترل DC سوئیچ با زمین مشترک سیستم محافظت از برقآزاری زیرستانسیون داشت، یک نقص طراحی که در ۲۰٪ از زیرستانسیونهای ۱۴۵kV اندونزی (گزارش PLN ۲۰۲۳) شناسایی شده بود. در طول یک طوفان نزدیک، ولتاژهای گذرای ترانزیانت ۱۲ V DC را در مدار کنترل القا کردند و به طور اشتباه رله باز شدن سوئیچ را فعال کردند. مشابه یک حادثه در سال ۲۰۲۲ در بالی که حلقههای زمینی باعث عملکرد نامناسب HVD ۱۴۵kV شد، این مورد نشان داد که جداسازی ناقص بین مدارهای کنترل و محافظت وجود داشت.
3.1.2 پیری رله
رله الکترومغناطیسی سوئیچ که برای ۱۰۰۰۰۰ عملیات طراحی شده بود، بدون تعویض ۱۵۰۰۰۰ دور را طی کرده بود. شکست عایق در سیم پیچ رله که از طریق تشخیص پس از خرابی شناسایی شد، باعث القای قوس برق بین تماسهای باز شد. آزمایشهای چرخه حرارتی IEC 60068-3-3 بعداً تأیید کرد که عایق اپوکسی رله در دماهای بیش از ۶۰° سانتیگراد تخریب شده بود، یک دمای رایج در محوطههای سوئیچ بدون تهویه مطبوع اندونزی.
3.2 تخریب محیطی
3.2.1 شکست پوشش IP66
با وجود گواهینامه IP66، لاستیک EPDM سوئیچ چند شکاف ۳ میلیمتری داشت که باعث ورود ابر نمک شد. هوای ساحلی در شرق جاوا شامل ۰٫۰۵ میلیگرم یون کلرید در متر مکعب است که فرسودگی را تسریع میکند. تحلیل SEM لاستیک نشان داد که ترکهای ازن نتیجه طولانی مدت曝露于紫外线（年平均紫外线指数>12）和高湿度（>85%）的结果。这导致外壳的防尘防水保护功能受损，内部组件上的铜触点出现了0.2毫米的锈蚀沉积。 **3.2.2 湿气引起的绝缘退化** 高湿度（平均相对湿度90%）导致开关复合绝缘子表面凝结，使表面电阻率从10^12Ω降低到10^8Ω。局部放电（PD）监测数据显示，在六个月内PD活动从5皮库仑增加到25皮库仑，这是闪络的前兆。绝缘子的疏水涂层在热带条件下三年后失去效果，无法排斥水膜。 **3.3 维护不足** **3.3.1 润滑不足** 开关的机械连杆缺乏足够的硅脂（NLGI 2级），导致操作机构摩擦增加15%。温度传感器记录到枢轴接头比基线温度高出40°C，导致粘滑运动产生机械冲击，模拟正常的开启命令。这与PLN 2024年的报告一致，显示43%的145kV HVD故障与润滑不足有关。 **3.3.2 传感器校准延迟** 开关的接触电阻传感器校准精度为±10μΩ，但已有18个月未进行验证。实际精度已漂移到±35μΩ，掩盖了120μΩ的接触退化（临界阈值：150μΩ）。这种校准延迟在偏远的印尼变电站中很常见，其中37%的145kV HVD由于后勤挑战而缺乏定期维护。 **4. 全面对策** **4.1 控制系统重新设计** **4.1.1 独立接地架构** 为145kV HVD控制电路实施星形接地系统，将其与雷电保护接地分离5米。在控制电源馈线上安装1000V隔离变压器，如2023年棉兰案例研究所示，可将瞬态引起的故障减少92%。 **4.1.2 固态继电器升级** 用IEC 60950认证的固态继电器（SSR）替换电磁继电器，额定寿命为10^7次操作。三宝垄试点项目中的SSR显示无电压尖峰且切换时间快50%，消除了潮湿环境中的电弧风险。 **4.2 环境适应性增强** **4.2.1 IP66密封系统改造** - **垫圈更换**：使用具有200°C耐温、300%伸长率和UV稳定剂的氟橡胶（FKM）垫圈，符合IEC 60068-3-3的热带气候附件。 - **排水改造**：在开关外壳上增加12毫米带防虫网的排水孔，减少积水。雅加达试验显示，这在24小时内将内部湿度从85%降至55%。 **4.2.2 先进的绝缘解决方案** - **超疏水涂层**：对绝缘子应用基于气溶胶的SiO₂涂层（接触角>150°），将疏水性延长从3年到7年。巴厘岛现场测试显示PD活动减少了80%。 - **除湿器集成**：在机柜内安装佩尔捷效应除湿器（每天3升容量），保持<40%的相对湿度。苏拉威西变电站安装后接触电阻稳定性提高了65%。 **4.3 预测性维护优化** **4.3.1 物联网启用监控** 部署4G启用的传感器网络测量： - 接触电阻（0.1μΩ分辨率） - 机械振动（100Hz-10kHz带宽） - 机柜湿度/温度（±1% RH，±0.5°C） 数据通过基于云的AI平台（准确度94%）分析，可提前72小时预测故障，如巴布亚试点项目所示，计划外停电减少了85%。 **4.3.2 区域化维护计划** 制定基于气候的维护计划： **5. 技术和经济影响** **5.1 可靠性指标改进** - **MTBF增加**：干预后从12,000小时增加到45,000小时，超过IEC 62271-102的目标。 - **故障检测时间**：通过实时物联网监控从4小时减少到15分钟。 **5.2 成本效益分析** - **初始投资**：印尼一个包含10个开关的变电站需50万美元 - **五年节省**：230万美元，包括： - 维护人工成本减少75% - 设备更换成本减少90% - 停机损失减少88% **6. 结论** 印度尼西亚145kV隔离开关故障事件强调了需要综合解决方案来解决控制系统漏洞、环境退化和维护差距。通过实施IP66增强型外壳、符合IEC 60068-3-3标准的组件和基于物联网的预测性维护，印度尼西亚的145kV电网可以达到全球标准的可靠性指标。这种方法不仅减轻了故障风险，还支持该国建设能够满足热带环境中不断增长的能源需求的弹性智能电力基础设施的目标。 请确认翻译内容是否符合要求。
