Abnormaalne analüüs ja toime vastu 550 kV GIS sellestvõimetest
Gaas - insuleeritud metallikatmendes sulg (GIS) on lülitusseade, mis koosneb lülitusseadmetest nagu lülitid (GCB), eraldajad (DS), massiivulised lülitid (ES) ning üksustest nagu napetuse teisendurid, vooluteisendurid, ülekoormuskaitsemeetodid ja katkad. Kõrge potentsiaaliga komponendid on kõik paigutatud maandatud metallikasse katte sisse, mis on täidetud SF₆ gaasiga, millel on suurepärased insuleerimis- ja kaasegaasi võimetuse omadused. GIS'i omadused on kompaktne struktuur, väike pindala, vähe hooldust, lihtne paigaldamine, hea katkestamisvõime ja puudumine, ning see on kasutuses elektrivõrkudes üha laiemalt.
500 kV tõstmise allikas, mis kasutab 550 kV GIS-i, kasutab topeltjuhtriivi viitestruktuuri, milles on 2 peamist transformaatori juhtriivi, 1 käivitamise ja varundtransformaatori juhtriivi, 2 väljaminevat juhtriivi ja 1 busiliit, kokku 6 lülitit. Iga 1M ja 2M on varustatud 1 PT-baasiga. See valmistati 28. oktoobril 2022 ja paigaldamine viidi lõpule 10. detsembril 2022. Ülemantavuse testi ajal esines toetava insulaatoriga ebatavaline murdmine.
Analüüsi lähti välja aspektidest, nagu ebatavaliku asukoha, paigaldamiskvaliteedi, materjalide vastavuse, tööla tehasliku tootmisajaloo, röntgenkiirguse defektide tuvastamise, resiinide lahutamise ja elektrivälja simulatsiooni. Tuvastati toetava insulaatori murdmise põhjus ja esitati soovitusi GIS tootmisprotsessi järelevalve ja kvaliteedikontrolli tugevdamiseks.Paigaldusalase ülemantavuse ja isolatsioonitestide juhend, mis on heaks kiidetud testiplaan.
Testnapetus
Võetakse kasutusele 740 kV nimialase lühiajalise võrgunapetuse väärtuse 80%, mis on 592 kV, kestus 1 minut.
Testitava seadme tingimused
Testmeetod ja kriteeriumid
Testitava GIS'i testnapetust tuleb tõsta 0 V-st 318 kV-ni, hoida 5 minutit, siis tõsta 473 kV-ni ja hoida 3 minutit. Lõpuks tõstab testnapetust nõutavale ülemantavuse väärtusele 592 kV-ni ja hoiab 1 minut. Kui murde ei tekita, siis on see kvalifitseeritud.
Ebatavaluste otsing ja käsitlemine
Ebatavaluse ülevaade
11. detsembril 2022 kell 14:03 viidi läbi 550 kV GIS-i peamise tsirkviitide ülemantavuse test tegemisel. Testides B ja C faasi, tõsti napetuse 318 kV-ni ja hoidi 5 minutit, läbiti testi. Kui napetust tõsteti 473 kV-ni ja hoidi 2 minutit, esines murd. Napetus langus otseses järel 0 V-le ja substation kuuluti suhteliselt kõrge ebatavalune heli, test lõpetati. Ohutusmeetmete rakendamise järel mõõdeti 1M - C faasi peamise tsirkviitide maanduse isolatsioonipinge 400 MΩ, ja ülejäänud osa 200 GΩ. Määrati, et 1M - C faasi teatud seadmes oli vigane. Testi ülemantavuse ja ebatavaluse ala näidatakse Joonis 1. Pildil mustenärvidega tähistatakse napetuse rakendamise ala.
Joonis 1 näitab, et napetuse rakendamise ala hõlmab: 1M bussi 6 lülitit, 6 bussieraldajat, 2 jooniseraldajat, 5 õhusuunit, 1M bussi PT-i 1 bussieraldajat ja 2M bussi 6 bussieraldajat. Napetuse rakendamise punkt oli seatud väljaspool oleva peamise transformaatori siseneva joone tõusmisel.
Ebatavaluste otsingu protsess
GIS-l on täielikult kinnine struktuur, mitu sõltumatut komponenti moodustab terviku. Seadmed, mis on seotud 1M-ga, omavad 83 sõltumatut gaasikompartimenti, mis muudab ebatavaluste leidmise küllalt keeruliseks. Uurimise järel kasutati punkti-eemaldamismeetodit, et piirata ebatavaluse seadmete ulatust.
Tänu GIS-i täielikult kinnisele struktuurile saab isolatsiooni mõõta ainult väljakutseteosal. Isolatsiooni mõõtmispunktid on kõik 15-meetrises kõrguses väljaspool olevatel tõusmisel. Isolatsiooni mõõtmisel on palju piiravaid tegureid. Näiteks inimestel tuleb kasutada kraanit, et sellele saada, vajalikud on sidevahendid, ja testimisel tuleb pidevalt muuta testijooni. Analüüsi järel selgus, et 1M-ga seotud PT-i eraldajate suletakse ja PT-i sekundaarse maanduse eemaldamisel muutub väga mugav kasutada PT-i isolatsiooni mõõtmise punktina, mis võimaldab inspektoritel reaalajas suhelda ilma sidevahenditeta.
Kõik 1M-ga seotud eraldajad avati, kõik lülitid suleti. Siis, alustades napetuse rakendamise punktist, suleti 1M-ga seotud eraldajad (välja arvatud 1M VT eraldaja) ükshaaval, ja iga kord, kui eraldaja suleti, mõõdeti isolatsioon. Lõpuks, 1M - C bussi väljamineva joone intervallis 5W11, mõõdeti peamise tsirkviitide isolatsiooniks 400 MΩ. Samuti avati see intervalli lülitik, mille tulemusena määrati ebatavalus kindlaks selle lülitika jooniseraldaja kuni väljaspool oleva GIS buksi ala.
Joonis 1 ebatavalusala isoleeriti, ja mitteebatavalusel osal viidi läbi uuesti ülemantavuse test põhiline isolatsioon. Tulemused näitasid vastavust. Jäänud seadmetele viidi läbi võrgunapetuse testid, mis kõik läbiti edukalt.
Ebatavaluste käsitlemine
Ebatavalusel alal oli 5 sõltumatut gaasikompartimenti. Ebatavaluse täpseks määramiseks oli vaja avada iga gaasikompartiment ükshaaval kontrolliks.Kuna GIS-i sees olev SF₆ gaas sai testi järel mürgiseks, 12. detsembril 2022, pärast gaasi taastamist ja seadme dekomponeerimist, avastati, et 1M - C bussi 02-5 gaasikompartimenti vertikaalse bussi alumises osas asuv kolmekohaline bussi toetav insulaator oli murdunud. Bussijuht, korpus, ja naaberinsulaatorid vastasid toote tehnilistele nõuetele.
Valmistaja asutas 13. detsembril ebatavaluse insulaatori, paigaldas uuesti bussi, ja lõpetas gaasi töötlemise, tõkke, niiskuse mõõtmise, ja peamise tsirkviitide vastupaneku mõõtmise. Kui tulemused olid vastavalt heaks kiidetud, 14. detsembril viidi läbi uuesti võrgunapetuse test eelmainitud testi viideseadme ja põhiline isolatsioon ülemantavuse testmenetlust järgides. Testi tulemused olid vastavalt heaks kiidetud (592 kV hoida 1 minut).
Toetava insulaatori murdmise põhjuse analüüs
GIS-is on kokku 145 toetavat insulaatorit. Olenevalt sellest, kas murdunud toetav insulaator on üksikut juhtumi või laialdasema probleemi osa, on kriitiliselt tähtis sammupaiga turvaline ja usaldusväärne toimimine. Seetõttu, et tuvastada vigase insulaatori murdmise põhjust, uuritakse järgmiste aspektide kaudu.
Bussi paigaldusalase kvaliteedi kontroll
CX1 - 1C (tehasnumber, sama allpool) buss paigaldati 3. detsembril 2022. Paigaldamise käigus kinnitas valmistaja esindaja iga üksust "Paigaldusalase dokkimise kinnitamise operatsioonikaardi" vastavus. Omavalitsus ja järelevalve nägid seda ühiselt, ja paigaldamiseks oli vaja, et kolm osapoole lõpetaksid allkirjastamisformaliteedid. Paigalduse lõppedes viidi läbi paigaldusalased kontrolltestid, sealhulgas gaasi niiskuse, tõkke, ja ringi vastupaneku. See tõenäoliselt välistab, et insulaatori murdmine tekkis paigaldusalase kvaliteedi, protsessi, ja muude tegurite tõttu.
Bussi toetavate insulaatorite materjalide vastavuse kontroll
Murdunud toetav insulaatori tehasnumber on Z220704 - 1G1, mis valmistati valmistaja tütarfirma poolt juulis 2022. Enne tehasest väljumist viidi läbi selle insulaatori inspektsioonid ja testid, sealhulgas nägemise inspektsioon, mõõtmine, vitreerimistemperatuuri testimine, röntgenkiirguse defektide tuvastamine, ja elektriline testimine, kõik need tulemused olid vastavalt heaks kiidetud.
Insulaatorite tehasest väljumise inspektsiooniaruanded ja sissetulemise inspektsiooniaruanded näitavad, et nii tehasest väljumise kui ka sissetulemise inspektsioonitulemused vastasid nõuetele.
Bussi tootmisajaloo kontroll
CX1 - 1C bussi üksuse paigaldamise ajaloo uurimine näitab, et valmistaja alustas tootmist ja paigaldamist 20. septembril 2022, ja lõpetas töö 12. oktoobril 2022. Paigaldamise ajalooregistrites näidatakse, et nii sisemised kui ka välised paigaldamisprotsessid vastasid joonistel määratud tehnilistele nõuetele ja protsessistandarditele, ebatavalusi ei tuvastatud. Seetõttu saab välja jätta, et paigaldamise ajalooregistrites loetletud protsessid põhjustasid toetava insulaatori murdmise.
Bussi tehasest väljumise testide kontroll
CX1 - 1C bussi tehasest väljumise testid, sealhulgas salvestusimpulssi, võrgunapetuse, ja osalisest laengutest, viidi läbi 6. oktoobril 2022, kõik need läbiti esimesel korral, ja testitulemused olid vastavalt heaks kiidetud. See näitab, et buss ja insulaatorid olid normaalsed, kui need tehasest väljusid.
Ebatavaluste toetavate insulaatorite kontroll
Inspektsioonid viiakse läbi ebatavaluse toetava insulaatori vigaste omaduste ja kinnitamistestide (kaasa arvatud mõõtmine, defektide tuvastamine, materjalianalüüs jne) kaudu.
Vigaste omadused
Selle insulaatori pinnalise laenguteede analüüs näitab, et insulaatoris on kõrgepingelise elektrodi ja madalpingelise elektrodi vahel insuleeriva osa läbimurdu. Tavaliselt tekib insulaatori läbimurd mingite vigaste olemasolu tõttu insuleeriva osa sises, või lisamehhanilise pingetehingu tõttu, mis tekitab insuleeriva osa sises krüppe, ja seejärel läbimurd toimub krüpide kaudu.
Kinnitamistestid
Uus mõõtmine. Ebatavaluse toetava insulaatori uus mõõtmine oli vastavalt heaks kiidetud. Uue mõõtmise tulemused on näidatud tabelis 1.
Röntgenkiirguse defektide tuvastamine. Röntgenkiirguse defektide tuvastamine ebatavaluse toetava insulaatori kaudu, kuidas ei tuvastatud väliseid vigu välja arvatud murdmise krüppe.Resiini materjalianalüüs. Vigastest näidetest võeti näidised, et uuesti mõõta tihedus, täidisainekohta, ja glasübergangitemperatuur, ja tulemused olid vastavalt heaks kiidetud. Resiini materjalianalüüsi tulemused on näidatud tabelis 2.
Insulaatori resiini ja elektrodi liidese uus mõõtmine. Insulaatori mitte laengutud ala lõigati, ja insulaatori resiini ja metalli liides värvitati defektide tuvastamiseks. Välja arvatud murdmise kohal, kus värvileht lasus, oli muu ala normaalne, mis tõestab, et resiinis ei olnud vigu, ja resiin oli hästi sidunud elektrogaga.
Resiini segunemise uus mõõtmine. Pärast ebatavaluse toetava insulaatori resiini segunemist kõrge temperatuuril, uuesti mõõdeti elektrodi. Kõrgepingelise elektrodi poolikul kaarel, laengutuse kohal, oli lokalne ebatavalune deformeerimine. Kokkuvõttes, toetava insulaatori tootmisprotsessi käigus, ebatavalune toiming tekitas kõrgepingelise elektrodi pooliku kaare ebatavalune deformeerimine. Kuna deformeerimine oli väike, ei suutnud töötajad selle aegsasti tuvastada, lubades vigased komponendid jätkuda järgmise protsessi, ja lõpuks insulaatori segunemine.
See vigane toimis põhjustas töötajate ebatavalune toiming, mis tekitas elektrodi ebatavalune deformeerimine, ja lõpuks insulaatori murdmise. Selle toetava insulaatori struktuur on insuleeriv struktuur, mida valmistaja on kasutanud. Alates 2003, on valmistatud rohkem kui 36 000 insulaatorit, mis on stabiilselt töötanud väljas. Seetõttu, selle toetava insulaatori murdmise on üksik juhtum.
Simulatsiooni kinnitamine
Turvalisuse huvides, viidi läbi simulatsiooni kinnitamine selle insulaatoriga varustatud bussi.Napetuse rakendamine: insulaatori keskmine johtja ja kõrgepingelise elektrodi on 1675 kV, samas kui korpus, toetusala, ja madalpingelise elektrodi on 0 potentsiaal.
Hinnangukriteeriumid: minimaalne funktsionaalne gaasi rõhk 0.45 MPa, insulaatori pinnavõimu tugevus ei tohi ületada 12 kV/mm, ja insulaatori kõrgepingelise elektrodi pinnavõimu tugevus ei tohi ületada 50 kV/mm.
Simulatsioonitulemused näitavad, et insulaatori maksimaalne pinnavõimu tugevus on 10.5 kV/mm, mis on väiksem kui 12 kV/mm, ja tulemused on vastavalt heaks kiidetud. Kõrgepingelise elektrodi pinnavõimu tugevus on 21.2 kV/mm. Teisendades võrgunapetuse 318 kV tingimusteks, on maksimaalne pinnavõimu tugevus 40.2 kV/cm, mis on väiksem kui 50 kV/cm, ja tulemused on vastavalt heaks kiidetud.
500 kV tõstmise allikas, mis kasutab 550 kV GIS-i, energiseeriti esimest korda 28. detsembril 2022. Üksus 2 ühendati esimest korda võrguga 29. novembril 2023. Kõik seadmed substationis on vastanud katsetele ja töötavad normaalselt.
Järeldus
Oluliste kõrgepingeliste seadmete puhul 110 kV ja kõrgemal, on vaja rangelt järgida DL/T 586–2008 "Elektriseadmete valmistamise järelevalve tehnilised juhised" nõuete, et tugevdada seadmete tehaslikku järelevalvet ja kontrollida seadmete valmistamise kvaliteeti lähteallikast. GIS valmistajad peavad tugevdama oma kvaliteedikontrolli teadlikkust, ülevaatama kvaliteediga seotud riskipunkte igal ametikohal, ja parandama dokumente, nagu toimimiseeskirjad, toimimisstandardid, ja toimimismenetlused kõigile napetuse tasanditele. Peab olema täielik kontroll üle komponentide ostu, toote disaini, komponentide töötlemistehnoloogiat, sissetulemise inspektsiooni, toote paigaldamist, testimist, ja paigaldusalast paigaldamist, et tagada toodete turvalisus, stabiilsus, ja usaldusväärsus.
