Ανάλυση και επεξεργασία παρατήρησης κατά το 550 kV GIS Withstand Voltage test
Το εξεδρωμένο με αέριο στεγνό κλωστώμενο σύστημα (GIS) είναι ένα συστήμα επιλογής που αποτελείται από υποδείξεις όπως τα διαχωριστικά (GCB), τα αποσυνδέτες (DS), τα αρδευτικά (ES), καθώς και μονάδες όπως οι μετατροπείς τάσης, οι μετατροπείς ρεύματος, οι προστατευτικοί από βραχυκύκλωμα και οι κλειστοί συλλέκτες. Τα συστατικά υψηλής τάσης είναι όλα τοποθετημένα μέσα σε ένα στεγνό μεταλλικό κελύφος, το οποίο είναι γεμάτο με SF₆ αέριο με εξαιρετικές ιδιότητες απομόνωσης και αφανισμού της φωτονίας ως μέσο απομόνωσης. Το GIS χαρακτηρίζεται από συμπαγή δομή, μικρή επιφάνεια, χαμηλή απαίτηση συντήρησης, εύκολη εγκατάσταση, καλή απόδοση διακοπής και απουσία παρεμβολής, και χρησιμοποιείται όλο και πιο ευρέως στα συστήματα ενέργειας.
Το 550 kV GIS σε μια 500 kV επιστημονική υπερτροφοδοτική υποσταθμίδα μιας εταιρείας χρησιμοποιεί μια διάταξη διπλής λεωφορίας, με 2 εισερχόμενες γραμμές κυρίων μετατροπέων, 1 εισερχόμενη γραμμή εκκίνησης και ετοιμοπαραχώρησης, 2 εξερχόμενες γραμμές, και 1 λεωφοριακός σύνδεσμος, συνολικά 6 διαχωριστικά. Κάθε 1M και 2M είναι εξοπλισμένο με 1 PT bay. Κατασκευάστηκε στις 28 Οκτωβρίου 2022, και η συναρμολόγηση στο χώρο ολοκληρώθηκε στις 10 Δεκεμβρίου 2022. Κατά τη δοκιμή αντοχής σε υψηλή τάση, ένας υποστηρικτικός απομονωτής είχε μια ανωμαλία σε κατάρρευση.
Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε από πλευράς της θέσης της ανωμαλίας, της ποιότητας συναρμολόγησης στο χώρο, της συμμόρφωσης των υλικών, της ιστορίας κατασκευής στο εργοστάσιο, της ανίχνευσης παραλλαγών με ακτίνες X, της λύσης της ψηφιδούχου, και της προσομοίωσης του ηλεκτρικού πεδίου. Αναγνωρίστηκε η αιτία της κατάρρευσης του υποστηρικτικού απομονωτή, και προτάθηκαν προτάσεις για την ενίσχυση της εποπτείας και της ελέγχου ποιότητας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής του GIS. Οι κατευθυντήριες γραμμές για την δοκιμή αντοχής σε υψηλή τάση και την δοκιμή απομόνωσης για το εξεδρωμένο με αέριο στεγνό κλωστώμενο σύστημα, και το εγκεκριμένο πρόγραμμα δοκιμής.
Τάση Δοκιμής
Παίρνεται το 80% της τιμής της ρυθμισμένης αντοχής σε δυναμική τάση συχνότητας 740 kV που ορίζεται από τον κατασκευαστή, η οποία είναι 592 kV, με διάρκεια 1 λεπτό.
Συνθήκες που Πρέπει να Συμπληρώνονται από το Δοκιμαζόμενο Εξοπλισμό
Μέθοδος Δοκιμής και Κριτήρια
Η τάση δοκιμής για το δοκιμαζόμενο GIS πρέπει πρώτα να αυξηθεί από 0 V σε 318 kV, να διατηρηθεί για 5 λεπτά, στη συνέχεια να αυξηθεί σε 473 kV και να διατηρηθεί για 3 λεπτά. Τελικά, η τάση δοκιμής αυξάνεται στην ρυθμισμένη τιμή αντοχής 592 kV και διατηρείται για 1 λεπτό. Εάν δεν υπάρχει κατάρρευση, θεωρείται εγκυρό.
Αναζήτηση και Χειρισμός Ανωμαλιών
Επισκόπηση της Ανωμαλίας Κατάρρευσης
Στις 14:03 της 11ης Δεκεμβρίου 2022, διεξήχθη μια δοκιμή αντοχής σε υψηλή τάση του κύριου κύκλου στο 550 kV GIS στην υποσταθμίδα στο χώρο κατασκευής. Κατά τη δοκιμή των φάσεων B και C, η τάση αυξήθηκε σε 318 kV και διατηρήθηκε για 5 λεπτά, περνώντας τη δοκιμή. Όταν η τάση αυξήθηκε σε 473 kV και διατηρήθηκε για 2 λεπτά, παρουσιάστηκε κατάρρευση. Η τάση ξαφνικά μειώθηκε σε 0 V, και ακούστηκε ένα σχετικά έντονο ανώμαλο ήχο στην υποσταθμίδα, διακόπτοντας τη δοκιμή. Μετά τη λήψη μέτρων ασφαλείας, μετρήθηκε η αντίσταση απομόνωσης στο έδαφος του 1M - C phase κύριου κύκλου σε 400 MΩ, και το υπόλοιπο μέρος 200 GΩ. Ορίστηκε ότι υπήρχε ένα πρόβλημα σε ένα συγκεκριμένο συστατικό που φέρει το 1M - C phase. Η σύνδεση για τη δοκιμή αντοχής και η περιοχή της ανωμαλίας είναι δεικτικές στην Εικόνα 1. Το μαύρο μέρος στην εικόνα δείχνει το εύρος εφαρμογής τάσης.
Από την Εικόνα 1, φαίνεται ότι το εύρος εφαρμογής τάσης περιλαμβάνει: 6 διαχωριστικά που φέρει η λεωφόρος 1M, 6 αποσυνδέτες λεωφόρου, 2 αποσυνδέτες πλευράς γραμμής, 5 σύνολα αερίων bushings, 1 αποσυνδέτης του PT που φέρει το 1M, και 6 αποσυνδέτες του 2M. Η σημείο εφαρμογής τάσης ορίστηκε στο ρίζερ της εισερχόμενης γραμμής του Κύριου Μετατροπέα Αρ. 2 εκτός.
Διαδικασία Αναζήτησης Ανωμαλιών
Το GIS έχει μια πλήρως κλειστή δομή, με πολλά ανεξάρτητα συστατικά που σχηματίζουν ένα ολοκληρωμένο σύνολο. Το εξοπλισμό που σχετίζεται με το 1M έχει 83 ανεξάρτητα αεριοδυτικά τμήματα, κάνοντας πολύ προκλητική την τοποθέτηση των ανωμαλιών. Μετά από έρευνα, εφαρμόστηκε μια μέθοδος εξάλειψης σημείου προς σημείο για τη στένωση του πεδίου του ανώμαλου εξοπλισμού.
Λόγω της πλήρως κλειστής δομής του GIS, η απομόνωση μπορεί να μετρηθεί μόνο στα εκτεθειμένα μέρη, και τα σημεία μέτρησης απομόνωσης είναι όλα σε βάσεις ρίζερ 15 μέτρων εκτός. Κατά τη μέτρηση απομόνωσης, υπάρχουν πολλοί περιορισμοί. Για παράδειγμα, το προσωπικό χρειάζεται να χρησιμοποιήσει κρανούς για να εισέλθει και να εξέλθει, εργαλεία επικοινωνίας απαιτούνται για την επικοινωνία, και οι οδηγοί δοκιμής πρέπει να αλλάζουν συνεχώς κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Με την ανάλυση, αναδείχθηκε ότι η κλείσιμη του αποσυνδέτη που σχετίζεται με το 1M και η αφαίρεση του δευτερεύοντος γραμμής εδάφους του PT θα κάνει το PT πολύ εύκολο να χρησιμοποιηθεί ως σημείο μέτρησης απομόνωσης, επιτρέποντας στους επιθεωρητές να επικοινωνούν σε πραγματικό χρόνο χωρίς να εξαρτώνται από εργαλεία επικοινωνίας.
Όλοι οι αποσυνδέτες που συνδέονται με το GIS 1M άνοιξαν, και όλα τα διαχωριστικά κλείστηκαν. Στη συνέχεια, αρχίζοντας από το διάστημα στο σημείο εφαρμογής τάσης, οι αποσυνδέτες που συνδέονται με το 1M (εξαιρούμενος τον αποσυνδέτη 1M VT) άνοιξαν ένα προς ένα, και η απομόνωση μετρήθηκε κάθε φορά που ένας αποσυνδέτης άνοιξε. Τελικά, στο διάστημα εξόδου 5W11 της λεωφόρου 1M - C, η απομόνωση του κύριου κύκλου μετρήθηκε σε 400 MΩ. Με την περαιτέρω ανοίγμα του διαχωριστικού αυτού διαστήματος, η ανώμαλη θέση ορίστηκε τελικά στην περιοχή από τον αποσυνδέτη πλευράς γραμμής αυτού του διαχωριστικού μέχρι τον GIS bushing εκτός.
Η ανώμαλη περιοχή στην Εικόνα 1 απομονώθηκε, και η δεύτερη εφαρμογή τάσης έγινε στα μη ανώμαλα μέρη σύμφωνα με τη διαδικασία κύριας δοκιμής αντοχής απομόνωσης. Τα αποτελέσματα ήταν σύμφωνα. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές αντοχής σε δυναμική τάση στον υπόλοιπο εξοπλισμό, και όλες πέρασαν επιτυχώς.
Χειρισμός Ανωμαλιών
Υπήρχαν 5 ανεξάρτητα αεριοδυτικά τμήματα στην ανώμαλη περιοχή. Για να τοποθετηθεί ακριβώς η ανώμαλη θέση, ήταν απαραίτητο να ανοίξει κάθε αεριοδυτικό τμήμα ένα προς ένα για εξέταση.Επειδή το αέριο SF₆ μέσα στο GIS έγινε τοξικό μετά τη δοκιμή, στις 12 Δεκεμβρίου 2022, μετά την ανάκτηση του αερίου και την αποσυναρμολόγηση του εξοπλισμού, ανακαλύφθηκε ότι ο υποστηρικτικός απομονωτής της τριδιαστατής λεωφόρου στο κάτω τμήμα της κάθετης λεωφόρου στο τμήμα 02-5 της λεωφόρου 1M - C έφερε κατάρρευση. Ο συλλέκτης, το περίβλημα και οι γειτονικοί απομονωτές όλοι συνάδουν με τις τεχνικές απαιτήσεις του προϊόντος.
Ο κατασκευαστής αντικατέστησε τον ανώμαλο απομονωτή στις 13 Δεκεμβρίου, επανέφερε τη λεωφόρο, και ολοκλήρωσε την επεξεργασία αερίου, την ανίχνευση διαρροών, τη μέτρηση υγρασίας, και τη μέτρηση της αντίστασης κύριου κύκλου. Μετά την επιβεβαίωση ότι τα αποτελέσματα ήταν σύμφωνα, στις 14 Δεκεμβρίου, έγινε ξανά μια δοκιμή αντοχής σε δυναμική τάση χρησιμοποιώντας την προαναφερθείσα μέθοδο σύνδεσης δοκιμής και ακολουθώντας τη διαδικασία κύριας δοκιμής αντοχής απομόνωσης. Τα αποτελέσματα της δοκιμής ήταν σύμφωνα (592 kV διατηρήθηκε για 1 λεπτό).
Ανάλυση των Αιτιών της Κατάρρευσης του Υποστηρικτικού Απομονωτή
Υπάρχουν συνολικά 145 υποστηρικτικοί απομονωτές στο GIS. Είναι ζωτικής σημασίας να αναδειχθεί εάν ο καταρρεύσας υποστηρικτικός απομονωτής είναι ένα μοναδικό περίπτωση ή μέρος ενός ευρύτερου προβλήματος για την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία της υπερτροφοδοτικής υποσταθμίδας. Συνεπώς, για να αναγνωριστεί η βασική αιτία της κατάρρευσης του απομονωτή, οι έρευνες πραγματοποιήθηκαν από τις παρακάτω πλευρές.
Έλεγχος της Ποιότητας Συναρμολόγησης στο Χώρο της Λεωφόρου
Η λεωφόρος CX1-1C (αριθμός εργοστασίου, όπως και παρακάτω) συναρμολογήθηκε στο χώρο στις 3 Δεκεμβρίου 2022. Κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης, ο εκπρόσωπος του κατασκευαστή στο χώρο επιβεβα
