550 kV GIS dielektrik dayanıqlılıq sınamasının anormal təhlili və həlləri
Qazıdan qorunmuş metalli kaplı anahtarlama cihazı (GIS) dövüşmələri (GCB), ayırıcılar (DS), yerləşdirici kontaktlar (ES), voltaj transformatorları, dəmir silindirlər, yığın arresterləri və kapalı şina xətləri kimi cihazlardan ibarət bir anahtarlama cihazıdır. Yüksək potensial komponentləri, mükəmməl izolyasiya və dövüşmə söndürmə xüsusiyyətləri olan SF₆ qazı ilə doldurulmuş qorunan metalli qabda yerləşir. GIS kompakt struktur, kiçik sahə, az servisli tələblər, asan quraşdırma, yaxşı dövüşmə performansı, heç bir təsirin olmaması və elektrik sistemlərində artan şəkildə istifadəsi ilə səbəb olur.
Müəyyən bir şirkətin 500 kV yüksəltmə tranzit dəmir zülalında 550 kV GIS, iki əsas transformator girişi, 1 başlama və rezerv transformator girişi, 2 çıxış xətti və 1 şina keçidi ilə cift şina xətti quraşdırması ilə inşa edilmişdir, ümumi 6 dövüşmə çəkicisi var. 1M və 2M hər biri 1 PT bayağı ilə təchiz edilir. Bu, 28 oktyabr 2022-ci ildə istehsal edilmiş və 10 dekabr 2022-ci ildə yerləşdirilməsi tamamlanmışdır. Təqavəl testində, destekleyici dielektrik malzemenin abnormal nöqtəsində dağılmışdır.
Anomalinin yeri, yerləşdirilmə keyfiyyəti, material uyğunluğu, fabrika istehsal tarixi, röntgen defektoskopiyası, reçinə çözünməsi və elektrik sahasının simulyasiyası kimi aspektlərdən analizlər aparılmışdır. Destekleyici dielektrik malzemenin parçalanmasının səbəbi müəyyən edilmiş və GIS istehsal prosesində gözləmə və keyfiyyət kontrolünün gücləndirilməsi üçün təkliflər verilmişdir.Qazıdan qorunmuş metalli kaplı anahtarlama cihazları üçün yerləşdirilmə dayanıklılıq və izolyasiya testi qaydaları, və təsdiqlənmiş test planı.
Test Qüvvəsi
İstehsalçı tərəfindən müəyyənləşdirilən 740 kV nominal qısa müddətdən daimi dəmir zülali dayanıklılıq qüvvəsinin 80% alınıb, bu 592 kV-dır, müddəti 1 dəqiqədir.
Test Edilən Təchizatın Uyğun Olması Gereken Şərtlər
Test Metodu və Kriteriyalar
Test edilən GIS üçün test qüvvəsi ilk 0 V-dan 318 kV-a qaldırılmalı, 5 dəqiqə saxlanılmalı, sonra 473 kV-a qaldırılmalı və 3 dəqiqə saxlanılmalıdır. Nihayət, test qüvvəsi 592 kV nominal dayanıklılıq qüvvəsinə qaldırılır və 1 dəqiqə saxlanılır. Eger dağılmamaqdadırsa, onda qəbul edilir.
Abnormal Nöqtələrin Axtarılması və İdarə Edilməsi
Dağılmamalı Anormaliya Ümumi Baxış
11 dekabr 2022-ci ildə saat 14:03-da, inşaat sahəsindəki 550 kV GIS-in əsas şinalarında izolyasiya təqavəl testi icra edildi. B və C fazalarında test edilərkən, qüvvə 318 kV-a qaldırılıb və 5 dəqiqə saxlanılıb, test keçilib. Qüvvə 473 kV-a qaldırılıb və 2 dəqiqə saxlanıldığında, dağılmama meydana geldi. Qüvvə nəzərə alınaraq 0 V-a düşdü və tranzit dəmir zülalında nisbənən səsli anormal ses işitildi, test dayandırıldı. Təhlükəsizlik tədbirləri aldıqdan sonra, 1M - C faza əsas şinasının yerləşdirici dielektri 400 MΩ, qalan hissənin isə 200 GΩ olduğu ölçülüb. 1M - C fazasında bir cihazda arızanın olduğunu müəyyən edib. Təqavəl testi şeması və anormal ərazi Şəkil 1-də göstərilmişdir. Şəkildə qara olan hissə, qüvvə tətbiq edilən sahəni göstərir.
Şəkil 1-dən görünür ki, qüvvə tətbiq edilən sahə 1M şinasına aid olan 6 dövüşmə çəkicisi, 6 şina ayırıcısı, 2 xətt tərəfindən ayırıcı, 5 hava borusu seti, 1M şinasına aid olan 1 PT şina ayırıcısı və 2M şinasına aid olan 6 şina ayırıcısını əhatə edir. Qüvvə tətbiq edilən nöqtə, xaricdəki 2-ci Əsas Transformatorun girişi borusunda qurulub.
Abnormal Nöqtələrin Axtarılması Prosesi
GIS tamamilə kapalı struktura ilə, bir neçə müstəqil komponentlər birlikdə tam bir bütün əldə edir. 1M ilə əlaqəli ekipman 83 müstəqil qaz bölməsindən ibarətdir, bu da anormal nöqtələrin tapılması üçün çox çətinliyə səbəb olur. Araştırmadan sonra, nöqtə-nöqtə elemə metodu seçilmiş və anormal ekipmanın sahəsi daraltılmışdır.
GIS-in tamamilə kapalı strukturu nəticəsində, izolyasiya yalnız açıq hissələrdə ölçülə bilir və izolyasiya ölçmə nöqtələri hamısı 15 metr yüksəklikdəki xaricdəki qaldırıcı oturacaqlardadır. Izolyasiya ölçüləndə, bir çox məhdudlaşdıran amillər mövcuddur. Məsələn, işçilər qaldırıcının vasitəsilə üst-üstə çıxış və giriş etməlidir, əlaqə vasitələri tələb olunur, və ölçmə zamanı test ləngərləri daim olaraq dəyişdirilməlidir. Təhlil nəticəsində, 1M ilə əlaqəli PT ayırıcılarının bağlanması və PT-nin ikinci dərəcəli yerləşdirici ləngərinin götürülmesi, izolyasiya ölçmə nöqtəsi kimi PT-nin istifadəsinin əlverişli olduğunu və inspektorların əlaqə vasitələrinə bağlı olmadan real vaxt əlaqə saxlaya biləcəyini aşkar edib.
1M-yə qoşulmuş bütün ayırıcılar açıldı və bütün dövüşmə çəkiciləri bağlandı. Sonra, qüvvə tətbiq edilən nöqtə intervalından başlayaraq, 1M-ə (1M VT ayırıcısı xaric) qoşulmuş ayırıcılar ard-ardınca bağlandı və hər bir ayırıcının bağlandığı zaman izolyasiya ölçüləndi. Nihayət, 1M - C şinasının 5W11 çıxış intervalında, əsas şinanın izolyasiyası 400 MΩ ölçüldü. Bu intervalın dövüşmə çəkicisinin açılması ilə, anormal nöqtə, bu dövüşmə çəkicinin xətt tərəfindən ayırıcısından xaricdəki GIS borusuna qədər olan sahədə müəyyən edildi.
Şəkil 1-dəki anormal ərazi izole edildi və non-anormal hissələrə əsas izolyasiya dayanıklılıq testi proseduruna əsasən ikinci dəfə qüvvə tətbiq edildi. Nəticələr uyğundu oldu. Qalan ekipmanlar üçün də daimi dəmir zülali dayanıklılıq testləri icra edildi və həllər düzgün keçdi.
Abnormal Nöqtələrin İdarə Edilməsi
Anormal ərazidə 5 müstəqil qaz bölməsi mövcuddur. Anormal nöqtəni dəqiq müəyyən etmək üçün, hər bir qaz bölməsi ard-ardınca açıb yoxlamalı idi.Çünki testin nəticəsində GIS-in daxilindəki SF₆ qazı toxik olmuşdu, 12 dekabr 2022-ci ildə, qaz geri qaytarıldı və ekipmanlar demontaj edildikdən sonra yoxlanıldı, 1M - C şinasının 02-5 qaz bölməsində, şimal dikey şinasının aşağı hissəsində yerləşən üç yol dielektrik malzemenin parçalandığı aşkar edildi. Şina iletici, qapı və yaxınlıqdakı dielektrik malzemələr hamısı məhsul texniki tələblərini ödəyirdi.
İstehsalçı 13 dekabr 2022-ci ildə anormal dielektrik malzemeni dəyişdirib, şinayı yenidən quraşdırdı və qaz emalı, sızıntı yoxlaması, nem ölçməsi və əsas şina mukavemeti ölçməsi tamamladı. Nəticələr uyğun olduğunda, 14 dekabrda, yuxarıda qeyd olunan test şeması və əsas şina izolyasiya dayanıklılıq testi proseduruna əsasən, yenidən daimi dəmir zülali dayanıklılıq testi icra edildi. Test nəticələri uyğun oldu (592 kV, 1 dəqiqə saxlanıldı).
Destekleyici Dielektrik Malzemenin Parçalanmasının Səbəbinin Analizi
GIS-də ümumiyyətlə 145 destekleyici dielektrik malzeme mövcuddur. Parçalanmış destekleyici dielektrik malzemenin müxtəlif hallarla əlaqəli olub-olmadığı, ya da toplu problemin bir hissəsi olub-olmadığı, yüksəltmə tranzit dəmir zülalinin təhlükəsiz və etibarlı inkişafı üçün çox önəmlidir. Bu səbəbdən, arızalı dielektrik malzemenin parçalanmasının əsas səbəbini müəyyənləşdirmək üçün aşağıdakı aspektlərdən araşdırma aparılır.
Şina Yerləşdirilmə Keyfiyyətinin Yoxlanılması
CX1-1C (fabrika nömrəsi, aşağıdakı eyni) şinası 3 dekabr 2022-ci ildə yerləşdirildi. Yerləşdirilmə prosesində, istehsalçının yerləşdirilmə nümayəndəsi "Yerləşdirilmə Qarşılıqlı Təsdiqləmə Emal İşləri Kartı"na əsasən hər bir elementi təsdiqləyib. Sahibkar və nəzarətçi ortaq şahidləşdi və üç tərəf təsdiqləmə formalitələrini tamamladıqdan sonra yerləşdirilmə davam edə bilirdi. Yerləşdirilmə tamamlandıqdan sonra, qaz nem məzmunu, sızıntı yoxlaması, dairə mukavemeti kimi yerdə yoxlamalar edildi. Bu, dielektrik malzemenin parçalanmasının yerləşdirilmə keyfiyyəti, prosesi və digər amillər tərəfindən səbəb olunduğu ehtimalını əsasən çıxışa salır.
Şinalar üçün Destekleyici Dielektrik Malzemələrin Material Uyğunluğunun Yoxlanılması
Parçalanmış destekleyici dielektrik malzemenin fabrika nömrəsi Z220704-1G1-dir, istehsalçının bir filial şirkəti tərəfindən iyul 2022-ci ildə istehsal edilmişdir. Fabrikadan çıxdan əvvəl, bu destekleyici dielektrik malzeme vizual yoxlama, ölçülər, vitrifikasiya temperaturu testi, röntgen defektoskopiyası və elektrik testləri kimi yoxlamalar və testlərdən keçmiş və həllər uyğun olmuşdur.
Dielektrik malzemenin fabrika çıxışı yoxlama hesabatları və giriş yoxlama qeydləri, hem fabrika çıxışı, hem də giriş yoxlama nəticələrinin tələbləri oxuyub.
Şina İstehsal Tarixinin Yoxlanılması
CX1-1C şina biriminin montaj tarixi sorğu edildi, istehsalçı 20 iyul 2022-ci ildə istehsal və montaj işlərini başladı və 12 oktyabr 2022-ci ildə bitirdi. Montaj tarixi cədvəlindəki qeydlər, daxili və xarici montaj proseslərinin çərtələrdə qeyd olunan texniki tələblər və emal standartlarına uyğun olduğunu, heç bir anormaliya yox olduğunu göstərir. Bu səbəbdən, montaj tarixi cədvəlində qeyd olunan proseslərin destekleyici dielektrik malzemenin parçalanmasına səbəb olduğu çıxışa salınabilir.
Şina Fabrika Çıxışı Testlərinin Yoxlanılması
CX1-1C şina 6 oktyabr 2022-ci ildə istehsalçının fabrikasında yıldırım darbəsi, daimi dəmir zülali və lokal dövüşmə testlərindən keçdi, hər üç test də ilk dəfə keçirib, test nəticələri uyğun oldu. Bu, şina və dielektrik malzemələrin fabrikadan çıxdıqda normal olduğunu göstərir.
Anormal Destekleyici Dielektrik Malzemələrin Yoxlanılması
Anormal destekleyici dielektrik malzemələrin arızalı xüsusiyyətləri və doğrulama testləri (ölçülər, defektoskopiyası, material analizi və s.) kimi aspektlərdən yoxlanılır.
Arızalı Xüsusiyyət
Bu dielektrik malzemenin səth dövüşmə yolu təhlili, yüksək qüvvəli elektrod və aşağı qüvvəli elektrod arasındakı dielektrik hissədə bir nöqtədən ötürüm-damajının varlığını göstərir. Ümumiyyətlə, dielektrik malzemenin içindəki bəzi defektlərin varlığı, və ya əlavə mexaniki stresin varlığı, dielektrik hissənin içində çatlaklar yaratır və sonradan bu çatlaklar boyunca ötürüm-dövüşmə meydana gəlir.
Doğrulama Testləri
Ölçülərin yenidən yoxlanılması. Anormal destekleyici dielektrik malzemenin ölçülərinin yenidən yoxlanılması uyğundu oldu. Yenidən yoxlama nəticələri Cədvəl 1-də göstərilmişdir.
Röntgen defektoskopiyası. Anormal destekleyici dielektrik malzeme üzərində röntgen defektoskopiyası edildi, dağılmış çatlaklar xaricində heç bir xarici defekt tapılmadı.Reçinə materialının yenidən yoxlanılması. Anormal nümunələrdən nümunələr götürülüb, nüfuzluq, dolduran maddə məhdudiyyəti və cam köçüş temperaturu üçün yenidən yoxlama edildi və nəticələr uyğun oldu. Reçinə materialının deteksiya nəticələri Cədvəl 2-də göstərilmişdir.
Reçinə və elektroda birləşmə səthinin yenidən yoxlanılması. Dielektrik malzemenin sərf edilməyən hissəsi kəsilib, dielektrik malzemenin reçinə-metall birləşmə səthinə boya ilə defektoskopiyası edildi. Dağılmış nöqtədə kiçik penetrasiya qarşıtı, qalan hissə normaldı, bu, reçinənin içində heç bir defektin olmayacağını və reçinenin elektrodla yaxşı birləşdiyini sübut edir.
Reçinə eritməsinin yenidən yoxlanılması. Abnormal destekleyici dielektrik malzemenin reçinəsi yüksək temperaturda erdirildikdən sonra, elektroda yenidən yoxlama edildi. Dövüşmə nöqtəsində yüksək qüvvəli elektrodun oxşar səthinin yerində yerləşən lokal anormal deformasiya var idi.Nəticədə, destekleyici dielektrik malzemenin istehsal prosesində, operatorların yanlış işləmi nəticəsində, yüksək qüvvəli elektrodun oxşar səthinin anormal deformasiyası meydana gəldi. Deformasiya kiçik olduğu üçün, operatorlar onu vaxtında aşkar edə bilmədilər, bu da defektli komponentlərin növbəti prosesə keçməsinə və nihayətən dielektrik malzemenin döküləməsinə səbəb oldu.
Bu arıza, operatorların standart olmayan işləmi nəticəsində, elektrodun anormal deformasiyası və daha sonra dielektrik malzemenin parçalanması ilə nəticələndi. Bu destekleyici dielektrik malzemenin strukturu, istehsalçının istifadə etdiyi bir izolyasiya strukturudur. 2003-cü ildən bəri, 36,000-dən çox dielektrik malzeme istehsal edilmiş və sahada etibarlı şəkildə işləyir. Bu səbəbdən, bu destekleyici dielektrik malzemenin parçalanması müxtəlif bir halla aid olur.
Simulyasiya Doğrulaması
Təhlükəsizlik səbəbindən, bu dielektrik malzeme strukturu ilə şina üzərində simulyasiya doğrulaması edildi.Qüvvə tətbiqi: Şinanın mərkəzi iletici və dielektrik malzemenin yüksək qüvvəli elektrodun 1675 kV, əksər qab, dəstək əsas və dielektrik malzemenin aşağı qüvvəli elektrodun 0 potensialdadır.
Həkkədərlər: 0.45 MPa minimum funksional qaz sıxlığı altında, dielektrik malzemenin səth dövüşmə elektrik sahası gücü 12 kV/mm-ə baramadığı, və dielektrik malzemenin yüksək qüvvəli elektrodun elektrik sahası gücü 50 kV/mm-ə baramadığı.
Simulyasiya nəticələri göstərir ki, dielektrik malzemenin maksimum səth dövüşmə elektrik sahası gücü 10.5 kV/mm-dir, bu 12 kV/mm-dən azdır, və nəticə uyğundur. Yüksək qüvvəli elektrodun səthinin maksimum elektrik sahası gücü 21.2 kV/mm-dir. 318 kV daimi dəmir zülali şəraitinə çevrildikdə, maksimum elektrik sahası gücü 40.2 kV/cm-dir, bu 50 kV/cm-dən azdır, və nəticə də uyğundur.
500 kV yüksəltmə tranzit dəmir zülalinin 550 kV GIS-i 28 dekabr 2022-ci ildə ilk dəfə enerjiyə qoşuldu. 2-ci blok 29 noyabr 2023-cü ildə ilk dəfə şəbəkəyə qoşuldu. Tranzit dəmir zülalindəki bütün ekipmanlar təhlükəsizlik testini keçib və normal şəkildə işləyir.
Nəticə
110 kV və yuxarı olan
