Analisis dan penanganan aneh ujian Tegangan Tahan GIS 550 kV
Peralatan pemutus litar logam tertutup yang dipisahkan gas (GIS) adalah peranti pemutus yang terdiri daripada peranti pemutus litar seperti pemutus litar (GCB), pemutus (DS), pemutus tanah (ES), serta unit-unit seperti transformer voltan, transformer arus, penahan ribut, dan busbar tertutup. Komponen-komponen berpotensi tinggi semuanya diletakkan di dalam cangkang logam tertutup yang digelar, yang diisi dengan gas SF₆ yang mempunyai sifat insulasi dan pemadam lengkung api yang cemerlang sebagai medium insulasi. GIS mempunyai struktur padat, kawasan kecil, keperluan penyelenggaraan rendah, mudah dipasang, prestasi pemutusan yang baik, dan tiada gangguan, dan semakin meluas digunakan dalam sistem kuasa.
GIS 550 kV di substesen penggerak 500 kV sebuah syarikat mengadaptasi susunan litar berganda, dengan 2 laluan masuk transformator utama, 1 laluan masuk transformator permulaan dan sandaran, 2 laluan keluar, dan 1 bus-tie, jumlahnya 6 pemutus litar. Setiap 1M dan 2M dilengkapi dengan 1 slot PT. Ia dibuat pada 28 Oktober 2022, dan pemasangan di tapak selesai pada 10 Disember 2022. Semasa ujian tahanan tekanan serah, satu insulator sokongan mengalami keputusan abnormal.
Analisis dibuat dari aspek-aspek seperti lokasi aneh, kualiti pemasangan di tapak, kepatuhan bahan, sejarah pembuatan kilang, deteksi cacat sinar-X, pelarutan resin, dan simulasi medan elektrik. Sebab keputusan insulator sokongan telah dikenali, dan cadangan untuk memperkuat pengawasan dan kawalan kualiti semasa proses pembuatan GIS telah diajukan.Petunjuk ujian tahanan tekanan dan insulasi di tapak bagi peralatan pemutus litar logam tertutup yang dipisahkan gas, dan pelan ujian yang diluluskan.
Voltan Ujian
80% daripada nilai tahanan tekanan frekuensi kuasa pendek masa biasa 740 kV yang ditetapkan oleh pembuat diambil, iaitu 592 kV, dengan tempoh 1 minit.
Syarat-syarat yang Perlu Dipenuhi Oleh Peralatan yang Diuji
Kaedah Ujian dan Kriteria
Voltan ujian GIS yang diuji harus dinaikkan dari 0 V hingga 318 kV dahulu, ditahan selama 5 minit, kemudian dinaikkan hingga 473 kV dan ditahan selama 3 minit. Akhirnya, voltan ujian dinaikkan hingga nilai tahanan tekanan yang ditetapkan 592 kV dan ditahan selama 1 minit. Jika tiada keputusan, ia dianggap layak.
Pencarian dan Penanganan Titik-titik Aneh
Ringkasan Keputusan Anomali
Pada 14:03, 11 Disember 2022, ujian tahanan tekanan serah insulasi litar utama dijalankan pada GIS 550 kV di substesen di tapak pembinaan. Semasa menguji fasa B dan C, voltan dinaikkan hingga 318 kV dan ditahan selama 5 minit, lulus ujian. Apabila voltan dinaikkan hingga 473 kV dan ditahan selama 2 minit, keputusan berlaku. Voltan tiba-tiba jatuh kepada 0 V, dan bunyi aneh yang agak keras didengar di substesen, mengganggu ujian. Selepas langkah-langkah keselamatan diambil, rintangan insulasi ke tanah litar utama 1M - C diukur 400 MΩ, dan bahagian yang selebihnya ialah 200 GΩ. Ditentukan bahawa ada kerusakan pada peranti tertentu yang dibawa oleh 1M - C. Penghubungan untuk ujian tahanan tekanan dan kawasan aneh ditunjukkan dalam Gambar 1. Bahagian yang gelap dalam gambar menunjukkan julat penggunaan voltan.
Dari Gambar 1, boleh dilihat bahawa julat penggunaan voltan termasuk: 6 pemutus litar yang dibawa oleh bus 1M, 6 pemutus bus, 2 pemutus sisi laluan, 5 set bushing udara, 1 pemutus bus PT yang dibawa oleh 1M, dan 6 pemutus bus 2M. Titik penggunaan voltan ditetapkan pada riser laluan masuk Transformator Utama No. 2 di luar ruang.
Proses Pencarian Titik-titik Aneh
GIS mempunyai struktur sepenuhnya tertutup, dengan banyak komponen bebas membentuk satu keseluruhan. Peralatan yang berkaitan dengan 1M mempunyai 83 kompartmen gas bebas, menjadikan pencarian titik-titik aneh agak mencabar. Selepas kajian, kaedah penyingkiran titik demi titik digunakan untuk merapatkan lingkup peralatan aneh.
Oleh kerana struktur sepenuhnya tertutup GIS, insulasi hanya boleh diukur pada bahagian yang terdedah, dan titik-titik pengukuran insulasi semuanya berada pada bangku riser 15 meter tinggi di luar ruang. Semasa mengukur insulasi, terdapat banyak faktor pembatas. Contohnya, pekerja perlu menggunakan kren untuk naik turun, alat komunikasi diperlukan untuk hubungan, dan wayar ujian perlu ditukar-tukar semasa pengukuran. Melalui analisis, didapati bahawa menutup pemutus PT yang berkaitan dengan 1M dan melepaskan wayar tanah sekunder PT akan membuat sangat mudah untuk menggunakan PT sebagai titik pengukuran insulasi, membolehkan pemeriksa berkomunikasi secara real-time tanpa bergantung pada alat komunikasi.
Semua pemutus yang disambungkan ke GIS 1M dibuka, dan semua pemutus litar ditutup. Kemudian, bermula dari selang pada titik penggunaan voltan, pemutus yang disambungkan ke 1M (kecuali pemutus VT 1M) ditutup satu persatu, dan insulasi diukur setiap kali pemutus ditutup. Akhirnya, di selang laluan keluar 5W11 bus 1M - C, insulasi litar utama diukur 400 MΩ. Dengan membuka pemutus litar selang ini, titik aneh akhirnya ditentukan berada di kawasan dari pemutus sisi laluan pemutus litar ini hingga bushing GIS luar ruang.
Kawasan aneh dalam Gambar 1 dipisahkan, dan penggunaan voltan kedua dijalankan pada bahagian yang tidak aneh mengikut prosedur ujian tahanan insulasi utama. Hasilnya menunjukkan kesesuaian. Ujian tahanan tekanan frekuensi kuasa dijalankan pada peralatan yang tersisa, semua lulus dengan lancar.
Penanganan Titik-titik Aneh
Terdapat 5 kompartmen gas bebas di kawasan aneh. Untuk menentukan titik aneh dengan tepat, perlu membuka setiap kompartmen gas satu persatu untuk pemeriksaan.Oleh kerana gas SF₆ di dalam GIS menjadi toksik selepas ujian, pada 12 Disember 2022, setelah gas dikumpulkan dan peralatan dibongkar untuk pemeriksaan, didapati insulator sokongan tiga arah busbar di bahagian bawah busbar menegak di kompartmen gas 02 - 5 bus 1M - C telah pecah. Konduktor busbar, casing, dan insulator bersebelahan semuanya memenuhi spesifikasi teknikal produk.
Pembuat menggantikan insulator aneh pada 13 Disember, memasang semula busbar, dan menyelesaikan rawatan gas, pengesanan kebocoran, pengukuran kelembapan, dan pengukuran rintangan litar utama. Selepas hasilnya ditemui layak, pada 14 Disember, ujian tahanan tekanan frekuensi kuasa dijalankan semula menggunakan kaedah penghubungan ujian yang disebutkan dan mengikuti prosedur ujian tahanan insulasi litar utama. Hasil ujian layak (592 kV ditahan selama 1 minit).
Analisis Sebab-sebab Pecah Insulator Sokongan
Terdapat total 145 insulator sokongan dalam GIS. Sama ada insulator sokongan yang pecah itu merupakan kes terpencil atau sebahagian daripada masalah berskala besar adalah penting untuk pengkomisenan yang selamat dan dapat dipercayai subestesen penggerak. Oleh itu, untuk mengenal pasti punca asas pecah insulator rosak, penyelidikan dijalankan dari aspek-aspek berikut.
Pemeriksaan Kualiti Pemasangan Busbar di Tapak
Busbar CX1 - 1C (nombor kilang, sama di bawah) dipasang di tapak pada 3 Disember 2022. Semasa proses pemasangan, wakil pembuat di tapak mengesahkan setiap item mengikut "Kad Operasi Pengesahan Docking di Tapak". Pemilik dan pengawas menyaksikan proses tersebut bersama, dan pemasangan hanya boleh dilakukan selepas tiga pihak menyelesaikan formaliti tandatangan. Selepas pemasangan selesai, ujian pengesahan di tapak seperti kandungan kelembapan gas, pengesanan kebocoran, dan rintangan litar dijalankan. Ini hampir mengeluarkan kemungkinan bahawa pecah insulator disebabkan oleh kualiti, proses, dan faktor-faktor lain pemasangan di tapak.
Pemeriksaan Kepatuhan Bahan Insulator Sokongan Busbar
Insulator sokongan yang pecah mempunyai nombor keluar kilang Z220704 - 1G1, yang dibuat oleh anak syarikat pembuat pada Julai 2022. Sebelum keluar kilang, insulator sokongan ini menjalani pemeriksaan dan ujian termasuk pemeriksaan visual, pengukuran dimensi, ujian suhu vitrifikasi, deteksi cacat sinar-X, dan ujian elektrik, semuanya menunjukkan kepatuhan.
Laporan pemeriksaan keluar kilang dan rekod pemeriksaan masuk insulator menunjukkan bahawa kedua-dua hasil keluar kilang dan pemeriksaan masuk memenuhi keperluan.
Pemeriksaan Sejarah Pembuatan Busbar
Pertanyaan tentang sejarah perakitan unit busbar CX1 - 1C menunjukkan bahawa pembuat mula produksi dan perakitan pada 20 September 2022, dan menyelesaikan kerja pada 12 Oktober 2022. Rekod dalam jadual sejarah perakitan menunjukkan bahawa kedua-dua proses perakitan dalaman dan luaran memenuhi keperluan teknikal dan standard proses yang ditetapkan dalam lukisan, tanpa aneh ditemui. Oleh itu, boleh dikeluarkan bahawa proses yang disenaraikan dalam jadual sejarah pembuatan menyebabkan pecah insulator sokongan.
Pemeriksaan Ujian Keluar Kilang Busbar
Busbar CX1 - 1C menjalani ujian impuls ribut, tahanan tekanan frekuensi kuasa, dan ujian lepasan separa di kilang pembuat pada 6 Oktober 2022, semuanya lulus pada percubaan pertama, dan hasil ujian layak. Ini menunjukkan bahawa busbar dan insulator normal apabila keluar kilang.
Pemeriksaan Insulator Sokongan Aneh
Pemeriksaan dijalankan dari aspek-aspek seperti sifat kegagalan insulator sokongan aneh dan ujian pengesahan (termasuk pemeriksaan dimensi, deteksi cacat, analisis bahan, dll.).
Sifat Kegagalan
Analisis laluan pelepasan permukaan insulator ini menunjukkan bahawa terdapat penampilan kerusakan melalui bahagian insulasi antara elektrod tekanan tinggi dan elektrod tekanan rendah. Secara umumnya, kerusakan melalui insulator berlaku disebabkan oleh kehadiran beberapa kecacatan di dalam bahagian insulasi, atau disebabkan oleh tekanan mekanikal tambahan, yang menyebabkan retak di dalam bahagian insulasi, dan kemudian putus melalui berlaku sepanjang retak.
Ujian Pengesahan
Pemeriksaan semula dimensi. Pemeriksaan semula dimensi insulator sokongan aneh layak. Hasil pemeriksaan semula ditunjukkan dalam Jadual 1.
Deteksi cacat sinar-X. Deteksi cacat sinar-X dijalankan pada insulator sokongan aneh, dan tiada kecacatan luaran selain retak putus ditemui.Pemeriksaan semula bahan resin. Sampel diambil dari spesimen aneh untuk pemeriksaan semula ketumpatan, kadar kandungan pengisi, dan suhu transisi kaca, dan hasilnya layak. Hasil deteksi bahan resin ditunjukkan dalam Jadual 2.
Pemeriksaan semula antara muka penyambungan resin-elektrod. Bahagian insulator yang tidak dilepaskan dipotong, dan permukaan penyambungan resin-logam insulator dicat untuk deteksi cacat. Kecuali penembusan warna sedikit di lokasi retak, area yang lain normal, membuktikan bahawa tiada kecacatan di dalam resin dan resin disambung dengan baik ke elektrod.
Pemeriksaan semula pelarutan resin. Selepas resin insulator sokongan aneh dilebur pada suhu tinggi, elektrod diperiksa semula. Terdapat deformasi abnormal tempatan di posisi titik pelepasan pada permukaan melengkung elektrod tekanan tinggi. Kesimpulannya, semasa proses pembuatan insulator sokongan, operasi yang tidak betul menyebabkan deformasi abnormal permukaan melengkung elektrod tekanan tinggi. Oleh kerana deformasi itu kecil, operator gagal mendeteksinya secara tepat, membolehkan komponen yang rosak memasuki proses seterusnya dan akhirnya menyebabkan tuangan insulator.
Kegagalan ini disebabkan oleh operasi operator yang tidak standard, yang menyebabkan deformasi abnormal elektrod dan kemudian pecah insulator. Struktur insulator sokongan ini adalah struktur insulasi yang telah digunakan oleh pembuat. Sejak 2003, lebih daripada 36,000 insulator telah dibuat dan beroperasi dengan andal di lapangan. Oleh itu, pecah insulator sokongan ini adalah kes terpencil.
Pengesahan Simulasi
Untuk keselamatan, pengesahan simulasi dijalankan pada busbar dengan struktur insulator ini.Penggunaan voltan: Konduktor pusat dan elektrod tekanan tinggi insulator berada pada 1675 kV, manakala casing, dasar sokongan, dan elektrod tekanan rendah insulator berada pada potensial 0.
Kriteria penilaian: Di bawah tekanan gas fungsional minimum 0.45 MPa, kekuatan medan elektrik flashover permukaan insulator tidak boleh melebihi 12 kV/mm, dan kekuatan medan elektrik elektrod tekanan tinggi insulator tidak boleh melebihi 50 kV/mm.
Hasil simulasi menunjukkan bahawa kekuatan medan elektrik flashover permukaan maksimum insulator ialah 10.5 kV/mm, yang kurang daripada 12 kV/mm, dan hasilnya layak. Kekuatan medan elektrik maksimum pada permukaan elektrod tekanan tinggi ialah 21.2 kV/mm. Diubahsuai kepada keadaan voltan frekuensi kuasa 318 kV, kekuatan medan elektrik maksimum ialah 40.2 kV/cm, yang kurang daripada 50 kV/cm, dan hasilnya juga layak.
GIS 550 kV subestesen penggerak 500 kV berjaya dihidupkan untuk pertama kali pada 28 Disember 2022. Unit 2 disambung ke grid untuk pertama kali pada 29 November 2023. Semua peralatan di subestesen telah menahan ujian tekanan dan beroperasi dengan normal.
Kesimpulan
Untuk peralatan tekanan tinggi penting 110 kV dan ke atas, perlu mengikuti ketat keperluan berkaitan DL/T 586—2008 "Pedoman Teknikal Pengawasan Pembuatan Peralatan Kuasa" untuk memperkuat pengawasan berdasarkan kilang peralatan dan mengawal kualiti pembuatan peralatan dari sumber. Pembuat GIS mesti meningkatkan kesedaran kawalan kualiti, menguruskan secara menyeluruh risiko berkaitan kualiti di setiap pos, dan meningkatkan dokumen-dokumen seperti spesifikasi operasi, standard operasi, dan prosedur operasi untuk perakitan produk di semua voltan. Kawalan menyeluruh harus dilakukan terhadap rangkaian seperti pembelian komponen, reka bentuk produk, teknologi pemprosesan komponen, pemeriksaan masuk, perakitan produk, ujian, dan pemasangan di tapak untuk memastikan keselamatan, kestabilan, dan keandalan produk.
