Abnormale analise en hanteer van 550 kV GIS Spanningstoets
Gas-geïsoleerde metalen omsluitende schakelapparatuur (GIS) is 'n skakeltoestel wat bestaan uit skakelapparate soos sirkuitbreekers (GCB), ontkoppelers (DS), grondskake (ES), sowel as eenhede soos spanningsoversetters, stroomovertengers, stormafbysters en omslote busleiers. Hoëpotensiaal-komponente word binne 'n geaarde omslote metaalbeskerming geplaas, wat gevul is met SF₆-gas met uitstekende isolerende en boogblusseigenskappe as die isolerende medium. GIS het 'n kompakte struktuur, klein voetspoor, lae instandhoudingsvereistes, maklike installasie, goeie onderbrekingseienskappe, en geen interferensie, en word steeds wyer gebruik in kragstelsels.
Die 550 kV GIS in 'n 500 kV verhoogtransformatorstation van 'n sekere maatskappy maak gebruik van 'n dubbele-moederlysbedraagstruktuur, met 2 hooftransformator-inkomende lyne, 1 start- en reservetransformator-inkomende lyn, 2 uittrelyne, en 1 moederlysbinder, totaal 6 sirkuitbreekers. Elkeen van 1M en 2M is toegerus met 1 PT-baai. Dit is vervaardig op 28 Oktober 2022, en die ter plaatse montasie is voltooi op 10 Desember 2022. Tijdens die oordragweerstandstoets het 'n ondersteunende isolator 'n abnormaliteitsinslag ervaar.
Analise is uitgevoer vanuit aspekte soos die posisie van die abnormaliteit, ter plaatse montasiekwaliteit, materiaalkonformiteit, fabriekse vervaardigingsgeskiedenis, röntgenstraal gebrekopsporing, hars oplos, en elektriese veldsimulasie. Die oorsaak van die inslag van die ondersteunende isolator is geïdentifiseer, en voorstelle vir die versterking van toesig en kwaliteitsbeheer tydens die GIS-vervaardigingsproses is voorgelê.Die ter plaatse weerstandstoets- en isolasietoetsriglyne vir gas-geïsoleerde metalen omsluitende skakelapparatuur, en die goedgekeurde toetsplan.
Toetsspanning
80% van die spesifiseerde waargewende korttoidige netfrequentie-weerstandsvermoë van 740 kV deur die vervaardiger is geneem, wat 592 kV is, met 'n duur van 1 minuut.
Voorwaardes waar die getoetste toerusting aan moet voldoen
Toetsmetode en -kriteria
Die toetsspanning vir die getoetste GIS moet eers van 0 V na 318 kV verhoog word, gehou vir 5 minute, dan verhoog na 473 kV en gehou vir 3 minute. Laastens word die toetsspanning verhoog na die waargewende weerstandsvermoë van 592 kV en gehou vir 1 minuut. As daar geen inslag plaasvind nie, word dit as gekwalifiseerd beskou.
Soek en hanteer van abnormaliteitspunte
Opsomming van die inslagabnormaliteit
Op 11 Desember 2022 om 14:03 is 'n isolasie-oordragweerstandstoets van die hoofkring uitgevoer op die 550 kV GIS in die transformatorstation ter plaatse. Wanneer fases B en C getoets is, is die spanning verhoog na 318 kV en gehou vir 5 minute, wat die toets oorskry. Wanneer die spanning verhoog is na 473 kV en gehou vir 2 minute, het 'n inslag plaasgevind. Die spanning het plotseling afgeneem na 0 V, en 'n relatief luid abnormale geluid is in die transformatorstation gehoor, wat die toets onderbreek het. Na veiligheidsmaatreëls is geneme, is die isolasieweerstand teen die grond van die 1M - C fase hoofkring gemeet as 400 MΩ, en die res as 200 GΩ. Dit is bepaal dat daar 'n fout was in 'n sekere toestel gedra deur die 1M - C fase. Die bedraag vir die weerstandstoets en die abnormaliteitsgebied is in Figuur 1 gewys. Die verdonkerde gedeelte in die figuur dui die spannings-toepassingsgebied aan.
Uit Figuur 1 kan gesien word dat die spannings-toepassingsgebied sluit in: 6 sirkuitbreekers gedra deur moederlys 1M, 6 moederlys-ontkoppelers, 2 lynsy-ontkoppelers, 5 stelle lugbusse, 1 moederlys-ontkoppelaar van die PT gedra deur 1M, en 6 moederlys-ontkoppelers van 2M. Die spannings-toepassingpunt is by die riser van die inkomende lyn van Transformator No. 2 buite gestel.
Proses van soek na abnormaliteitspunte
Die GIS het 'n volledig omslote struktuur, met meervoudige onafhanklike komponente wat 'n geïntegreerde geheel vorm. Die toerusting geassosieer met 1M het 83 onafhanklike gasverskeidenhede, wat dit baie uitdagend maak om abnormaliteitspunte te lokaliseer. Na navorsing is 'n punt-vir-punt eliminasie-metode aangewend om die omvang van die abnormaliteits-toerusting te vernaar.
Omdat die GIS 'n volledig omslote struktuur het, kan isolasie slegs by die blootgestelde dele gemeet word, en die isolasie meetpunte is allemaal op die 15-meter-hoë riser-seë buite. Wanneer isolasie gemeet word, is daar talryke beperkende faktore. Byvoorbeeld, personeel moet 'n kraan gebruik om op en af te gaan, kommunikasie-toerusting is nodig vir kontak, en toetsleidings moet voortdurend verander word tydens die meting. Deur analise is dit ontdek dat die PT-ontkoppelaar geassosieer met 1M toegeklap en die sekondêre gronddraad van die PT verwyder word, dit maak dit baie gemaklik om die PT as 'n isolasie-meetpunt te gebruik, wat inspektore in staat stel om in real-time te kommunikeer sonder afhanklikheid van kommunikasie-toerusting.
Al die ontkoppelers verbonden aan GIS 1M is oopgelaat, en al die sirkuitbreekers is toegeklap. Daarna, beginnende by die interval by die spannings-toepassingpunt, is die ontkoppelers verbonden aan 1M (uitsluitend die 1M VT-ontkoppelaar) een vir een toegeklap, en isolasie is elke keer wanneer 'n ontkoppelaar toegeklap is, gemeet. Uiteindelik, in die uittree-interval 5W11 van die 1M - C moederlys, is die isolasie van die hoofkring gemeet as 400 MΩ. Verder oopmaking van die sirkuitbreekers van hierdie interval, is die abnormaliteitspunt uiteindelik bepaal as in die gebied van die lynsy-ontkoppelaar van hierdie sirkuitbreekers tot die buite GIS-bus.
Die abnormaliteitsgebied in Figuur 1 is geïsoleer, en 'n tweede spannings-toepassing is uitgevoer op die nie-abnormale dele volgens die hoof-isolasieweerstandstoetsprosedure. Die resultate het wyskomplians. Netfrequentieweerstandstoetse is uitgevoer op die oorblywende toerusting, en almal het gladdeks deurgekom.
Hanteer van abnormaliteitspunte
Daar was 5 onafhanklike gasverskeidenhede in die abnormaliteitsgebied. Om die abnormaliteitspunt akkuraat te lokaliseer, was dit nodig om elke gasverskeidenheid een vir een oop te maak vir inspeksie.Aangesien die SF₆-gas binne die GIS giftig geword het nadat die toets uitgevoer is, is op 12 Desember 2022, nadat die gas herwin is en die toerusting ontmantel is vir inspeksie, ontdek dat die ondersteunende isolator van die driedelig moederlys by die onderste gedeelte van die vertikale moederlys in die 02 - 5 gasverskeidenheid van die 1M - C moederlys gebreek het. Die moederlysgelei, behuising, en naaste isolators het almal die produktegniese vereistes voldoen.
Die vervaardiger het die abnormaliteitsisolator op 13 Desember vervang, die moederlys opnieuw geïnstalleer, en gasbehandeling, lekdeteksie, vochtemeting, en hoofkringweerstandsmeting voltooi. Nadat die resultate gekwalifiseer is bevind, is op 14 Desember 'n netfrequentieweerstandstoets opnieuw uitgevoer deur gebruik te maak van die bogenoemde toetsbedraagmetode en volgens die hoofkring-isolasieweerstandstoetsprosedure. Die toetsresultate was gekwalifiseer (592 kV gehou vir 1 minuut).
Analise van die oorsake van die ondersteunende isolator se breuk
Daar is 'n totaal van 145 ondersteunende isolators in die GIS. Of die gebreekte ondersteunende isolator 'n geïsoleerde geval is of deel van 'n groter probleem, is van kritieke belang vir die veilige en betroubare kommissie van die verhoogtransformatorstation. Daarom, om die worteloorzaak van die gebreekte isolator se breuk te identifiseer, word ondersoeke ingestel vanuit die volgende aspekte.
Inspeksie van die moederlys ter plaatse montasiekwaliteit
Die CX1 - 1C (fabrieknommer, dieselfde hieronder) moederlys is ter plaatse op 3 Desember 2022 geïnstalleer. Tydens die montasieproses, het die ter plaatse verteenwoordiger van die vervaardiger elke item teen die "Ter plaatse dokkingbevestiging operasiekaart" verifieer. Die eienaar en die toezichtgewende het die proses saam getuig, en montasie kon slegs voortgaan nadat die drie partye die tekenformaliteite voltooi het. Nadat die montasie voltooi is, is ter plaatse bevestigingstoetse soos gasvochthouwing, lekdeteksie, en ringweerstand uitgevoer. Dit sluit grondsaam die moontlikheid uit dat die isolator se breuk veroorsaak is deur ter plaatse montasiekwaliteit, proses, en ander faktore.
Inspeksie van die materiaalkonformiteit van ondersteunende isolators vir moederlyse
Die gebreekte ondersteunende isolator het 'n fabriekuitnommer van Z220704 - 1G1, wat in Julie 2022 deur 'n dochtermaatskappy van die vervaardiger vervaardig is. Voor die uitgang van die fabriek, het hierdie ondersteunende isolator inspeksies en toetse ondergaan insluitend visuele inspeksie, dimensiemeting, glasieringstemperatuurtoets, röntgenstraal gebrekopsporing, en elektriese toetse, almal wat komplians aangedui het.
Die fabriekuit-inspeksieberigte en inkomende-inspeksierekorde van die isolators dui daarop dat beide die fabriekuit- en inkomende-inspeksieresultate aan die vereistes voldoen.
Inspeksie van die moederlys vervaardigingsgeskiedenis
'n Nasporing van die montasiegeskiedenis van die CX1 - 1C moederlys-eenheid wys dat die vervaardiger op 20 September 2022 produsie en montasie begin het, en dit op 12 Oktober 2022 voltooi het. Die rekords in die montasiegeskiedenistabel dui daarop dat beide die interne en eksterne montasieprosesse aan die tegniese vereistes en prosesstandaarde soos op die tekeninge gespesifiseer, voldoen het, sonder enige abnormaliteite. Dus, kan dit uitgesluit word dat die prosesse in die vervaardigingsgeskiedenistabel die breuk van die ondersteunende isolator veroorsaak het.
Inspeksie van die moederlys fabriekuit-toetse
Die CX1 - 1C moederlys het donderimpuls, netfrequentieweerstand, en gedeeltelike uitslaanstoetse in die vervaardiger se fabriek op 6 Oktober 2022 ondergaan, almal wat op die eerste poging slaags was, en die toetsresultate was gekwalifiseer. Dit dui daarop dat die moederlys en isolators normaal was toe hulle die fabriek verlaat het.
Inspeksie van abnormaliteits-ondersteunende isolators
Inspeksies word uitgevoer vanuit aspekte soos die faal-aard van die abnormaliteits-ondersteunende isolators en bevestigingstoetse (insluitend dimensie-inspeksie, gebrekopsporing, materiaalanalise, ens.).
Faal-aard
Analise van die oppervlak-uitslaanpad van hierdie isolator wys dat daar 'n deurbraak in die isolerende gedeelte tussen die hoëspannings-elektrode en die laespannings-elektrode voorkom. In die algemeen, vind die deurbraak van 'n isolator plaas as gevolg van sekere defekte binne die isolerende gedeelte, of as gevolg van addisionele meganiese spanning, wat barste binne die isolerende gedeelte veroorsaak, en dan vind 'n deurbraak langs die barste plaas.
Bevestigingstoetse
Dimensie-herinspeksie. Die dimensie-herinspeksie van die abnormaliteits-ondersteunende isolator was gekwalifiseer. Die herinspeksieresultate word in Tabel 1 gewys.
Röntgenstraal gebrekopsporing. Röntgenstraal gebrekopsporing is op die abnormaliteits-ondersteunende isolator uitgevoer, en geen eksterne defekte behalwe die breukbarste is gevind nie.Harsmateriaal-herinspeksie. Monsters is van die abnormaliteits-monsters geneem vir herinspeksie van digtheid, vulselinhoudsverhouding, en glasieringstemperatuur, en die resultate was gekwalifiseer. Die harsmateriaaldeteksieresultate word in Tabel 2 gewys.
Herinspeksie van die hars-na-elektrode-bondingsvlak. Die nie-uitslaangebied van die isolator is afgesny, en die hars-na-metaal bondingsvlak van die isolator is ingekleur vir gebrekopsporing. Behalwe die plaaslike ligte indringing van die kleurstof by die breuk, was die res van die gebied normaal, wat bewys dat daar geen defekte binne die hars was en dat die hars goed aan die elektrode gebond was.
Herinspeksie van hars smelting. Na die hars van die abnormaliteits-ondersteunende isolator by hoë temperatuur gesmol is, is die elektrode opnieuw geïnspekteer. Daar was 'n plaaslike abnormal deformasie by die posisie van die uitslaanpunt op die boogvormige oppervlak van die hoëspannings-elektrode. In opsomming, tydens die vervaardigingsproses van die ondersteunende isolator, het onjuiste operasie 'n abnormal deformasie van die boogvormige oppervlak van die hoëspannings-elektrode veroorsaak. Aangesien die deformasie minimaal was, het die operateurs dit nie tydig opgemerk nie, wat lei tot defekt komponente wat die volgende proses binnekom en uiteindelik lei tot die gieting van die isolator.
Hierdie faal is veroorsaak deur onstandaard operasie van die operateurs, wat 'n abnormal deformasie van die elektrode en daarna 'n breuk van die isolator veroorsaak het. Die struktuur van hierdie ondersteunende isolator is 'n isolasiestrukture wat die vervaardiger sedert 2003 gebruik. Meer as 36 000 isolators is vervaardig en betroubaar in die praktyk bedryf. Dus, is die breuk van hierdie ondersteunende isolator 'n geïsoleerde geval.
Simulasiebevestiging
Vir veiligheidsdoeleindes, is simulasiebevestiging op die moederlys met hierdie isolatorstruktuur uitgevoer.Spannings-toepassing: Die sentrale geleier en die hoëspannings-elektrode van die isolator is by 1675 kV, terwyl die behuising, ondersteuningsbasis, en laespannings-elektrode van die isolator by 0 potensiaal is.
Beoordelingskriteria: Onder die minimum funksionele gasdruk van 0,45 MPa, moet die oppervlak-uitslaanelektriese veldsterkte van die isolator nie meer as 12 kV/mm oorskry nie, en die elektriese veldsterkte van die hoëspannings-elektrode van die isolator moet nie meer as 50 kV/mm oorskry nie.
Die simulasieresultate wys dat die maksimum oppervlak-uitslaanelektriese veldsterkte van die isolator 10,5 kV/mm is, wat minder as 12 kV/mm is, en die resultaat is gekwalifiseer. Die maksimum elektriese veldsterkte op die oppervlak van die hoëspannings-elektrode is 21,2 kV/mm. Omgeskakel na die toestand van 'n netfrequentiespanning van 318 kV, is die maksimum elektriese veldsterkte 40,2 kV/cm, wat minder as 50 kV/cm is, en die resultaat is ook gekwalifiseer.
Die 550 kV GIS van die 500 kV verhoogtransformatorstation is suksesvol vir die eerste keer op 28 Desember 2022 geenergieer. Eenheid 2 is vir die eerste keer op 29 November 2023 aan die rooster gekoppel. Al die toerusting in die transformatorstation het die druktoets teweegstaan en werk normaal.
Gevolgtrekking
Vir belangrike hoëspanningstoerusting van 110 kV en hoër, is dit nodig om streng aan die relevante vereistes van DL/T 586—2008 "Tegniese riglyne vir toesig oor kragtoerustingvervaardiging" te hou om die fabriekgebaseerde toesig oor toerusting te versterk en die vervaardigingskwaliteit van toerusting van die bronne af te beheer. GIS-vervaardigers moet hul kwaliteitsbeheerbewustheid versterk, algeheidelik die kwaliteitgerelateerde risikopunte by elke post sorteer, en dokumente soos operasiespesifikasies, operasiestandaarde, en operasieprosedures vir produkvergadering by alle spanningsvlakke verbeter. Algehele beheer moet oor skakels soos komponentinkopies, produkontwerp, komponentverwerkings tegnieke, inkomende inspeksie, produkvergadering, toetsing, en ter plaatse installasie uitgeoefen word om die veiligheid, stabiliteit, en betroubaarheid van produkte te verseker.
