Αποτυχία Συνεισφοράς 35kV RMU λόγω Λαθών Εγκατάστασης Ανάλυση

Αυτό το άρθρο παρουσιάζει ένα παράδειγμα αποτυχίας εξωτερικής διαίλεψης μπάρας σύνδεσης 35kV, αναλύει τους λόγους της αποτυχίας και προτείνει λύσεις [3], παρέχοντας παραδείγματα για την κατασκευή και λειτουργία φορτηγών ενεργειακών σταθμών.

1 Σύνοψη του Ατυχήματος

Στις 17 Μαρτίου 2023, ένας χώρος έργου φωτοβολταϊκής αποψαμάτωσης ανέφερε ένα ηλεκτρικό διατάραξη σε ένα 35kV σύνδεση [4]. Ο κατασκευαστής της εξοπλισμού διέθεσε ομάδα τεχνικών εμπειρογνωμόνων να προσέλθει στον χώρο για να εξετάσει την αιτία της αποτυχίας. Στην εξέταση, διαπιστώθηκε ότι ο τεσσάρακις συνδετήρας στην κορυφή του κιβώτιου είχε βιώσει εξωτερική διάλυση. Η εικόνα 1 δείχνει την κατάσταση της μπάρας Φάσης B στο σημείο του ατυχήματος. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 1, υπήρχε λευκό πούδραχτο υλικό στη μπάρα Φάσης B, υποψία ίχνης από ηλεκτρική διάλυση της μπάρας. Αυτό το σύστημα ήταν σε λειτουργία μόνο για 8 ημέρες.

Σύμφωνα με τις επιθεωρήσεις και δοκιμές στον χώρο, διαπιστώθηκε ότι η ομάδα κατασκευής δεν ακολούθησε αυστηρά τις οδηγίες στο εγχειρίδιο εγκατάστασης και λειτουργίας της εξοπλισμού, προκαλώντας κακή άμεση σύνδεση και υπερθέρμανση, η οποία στη συνέχεια ενεργοποίησε την εξωτερική διάλυση της μπάρας.

2 Δοκιμές και Επιθεώρηση στον Χώρο

2.1 Δοκιμή Εξωτερικής Διαίλεψης

Πρώτα, έγινε η αποσύνδεση της εξωτερικής εισόδου ρεύματος για να αποενεργοποιηθεί ολόκληρος ο υποσταθμός, προκειμένου να εντοπιστεί η θέση της παρανόμαλης λειτουργίας. Ο συνδετήρας προσαρμόστηκε στην κατάσταση ηλεκτροποιήσεως (αποσυνδετήρας κλειστός, στοίβος κλειστός, συνδετήρας αγώνα ανοιχτός). Το εξωτερική διαίλεψη μετρήθηκε στις Φάσεις A, B και C αντίστοιχα στα έξοδα της εξοπλισμού. Η δοκιμή έδειξε ότι τα δείκτες του μεγαομμέτρου για τις Φάσεις A και C της εξοπλισμού πλησίαζαν το άπειρο (καλή εξωτερική διαίλεψη), ενώ το δείκτης του μεγαομμέτρου για τη Φάση B ήταν λιγότερο από 5MΩ, υποδεικνύοντας κακή εξωτερική διαίλεψη στη Φάση B της εξοπλισμού. Αυτό προέδρασε ένα πρόβλημα εξωτερικής διαίλεψης κάπου στη Φάση B της εξοπλισμού.

2.2 Επιθεώρηση Εγγράφων Παρανόμαλης Λειτουργίας

Το εγγραφή παρανόμαλης λειτουργίας στον χώρο εμφανίζεται στην Εικόνα 2. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 2, στη στιγμή της παρανόμαλης λειτουργίας, η τάση των Φάσεων A και C στη 35kV μπάρας No.1 αυξήθηκε στη γραμμική τάση, ενώ η τάση της Φάσης B ήταν κοντά στο μηδέν.

2.3 Οπτική Επιθεώρηση Εξοπλισμού στον Χώρο

Η Μπάρα I έχει 9 κιβώτια. Μέσω της οπτικής επιθεώρησης του εξοπλισμού στον χώρο, βρέθηκε λευκό πούδραχτο υλικό στη μπάρα Φάσης B, υποψία ίχνης από ηλεκτρική διάλυση της μπάρας. Αυτό αναδείχθηκε ότι η εξωτερική διάλυση της μπάρας έγινε στο κιβώτιο 1AH8 της Μπάρας I.

2.4 Λύση και Επιθεώρηση της Θέσης της Παρανόμαλης Λειτουργίας

Μετά την άνοιξη της κάλυψης εξωτερικής διαίλεψης της μπάρας Φάσης B, διαπιστώθηκε ότι ο συνδετήρας εξωτερικής διαίλεψης δεν ήταν καλά εγκατεστημένος όπως φαίνεται στην Εικόνα 3, και τα τμήματα συνδετήρας της μπάρας δεν ήταν στενά συνδεδεμένα όπως φαίνεται στην Εικόνα 4.

2.5 Δεύτερη Λύση και Επιθεώρηση της Εξωτερικής Διαίλεψης της Μπάρας

Ο κατεστραμμένος τεσσάρακις συνδετήρας της μπάρας έκοψε για ανάλυση. Βρέθηκε ότι η εσωτερική δομή του τεσσάρακις συνδετήρα παρουσίασε σοβαρή απόδεση υψηλής θερμοκρασίας όπως φαίνεται στην Εικόνα 5. Ο συνδετήρας εξωτερικής διαίλεψης κοντά στην περιοχή του συνδετήρα επίσης παρουσίασε σοβαρή απόδεση υψηλής θερμοκρασίας όπως φαίνεται στην Εικόνα 6.

2.6 Επιθεώρηση των Μπάρων Εξωτερικής Διαίλεψης Φάσης A και Φάσης C στην Κορυφή του Κιβωτίου

Μέσω της επιθεώρησης των υπολοίπων μπάρων εξωτερικής διαίλεψης των Φάσεων A και C, βρέθηκε ότι η εγκατάσταση ήταν σωστή, χωρίς να παρατηρηθεί οποιαδήποτε αλλαγή χρώματος ή απόδεση στις θέσεις ρεύματος των συνδετήρων της εξοπλισμού.

3 Ανάλυση των Αιτιών της Εξωτερικής Διάλυσης της Μπάρας

3.1 Καθορισμός του Εύρους της Παρανόμαλης Λειτουργίας

Διεξήχθησαν δοκιμές εξωτερικής διαίλεψης στην εξοπλισμού στον χώρο. Βρέθηκε ότι οι Φάσεις A και C πέρασαν τη δοκιμή εξωτερικής διαίλεψης, ενώ η Φάση B απέτυχε. Επιπλέον, τα δεδομένα από την εγγραφή παρανόμαλης λειτουργίας στον χώρο έδειξαν ότι η μπάρα Φάσης B είχε υποστεί μια σύνδεση σε γη. Όταν έγινε η παρανόμαλη λειτουργία, η τάση των Φάσεων A και C στη 35kV μπάρας No.1 αυξήθηκε στη γραμμική τάση, ενώ η τάση της Φάσης B πλησίαζε το μηδέν. Αυτό είναι χαρακτηριστικό ενός κλασικού μονοφασικού μεταλλικού συνδεσμού σε γη (εξωτερική διάλυση της μπάρας Φάσης B σε γη). Μέσω της έρευνας, η θέση της παρανόμαλης λειτουργίας αναδείχθηκε στη σύνδεση της μπάρας Φάσης B στο κιβώτιο 1AH8.

3.2 Τιμές Τάσης Μηδενικής Σειράς και Μπάρας

419 δευτερόλεπτα μετά την παρανόμαλη λειτουργία, η προστασία υπερέρευμα μηδενικής σειράς του συνδετήρα γης ενεργοποιήθηκε 452 δευτερόλεπτα μετά την παρανόμαλη λειτουργία, το ρεύμα της παρανόμαλης λειτουργίας εξαφανίστηκε. Ελέγχοντας τον μικροϋπολογιστή του συνδετήρα γης, εγγράφηκε η ενέργεια της προστασίας μηδενικής σειράς, όπως φαίνεται στην Εικόνα 7. Η ενεργοποιημένη τιμή ήταν 0.552A (με λόγο μετατροπής μηδενικής σειράς CT 100/1), το οποίο συνέπιπτε με τις τιμές της εγγραφής παρανόμαλης λειτουργίας, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8.

Σύμφωνα με την καταγραφή της παραβίασης, η τιμή RMS του δευτερεύοντος ρεύματος του χαμηλής επιπέδου στο κλάδο μπάρας 1 ήταν 0.5-0.6A. Δεδομένου ότι η αναλογία ρεύματος CT ήταν 2000/1, υπολογίστηκε ότι το ρεύμα της μπάρας I την εποχή αυτή έφτασε 1000-1200A.

3.3 Επίδραση της Τεχνητότητας Εγκατάστασης

Μέσω της αποσυνθέτησης και εξέτασης της μπάρας B με επένδυση στο σημείο της παραβίασης (κάμπινο 1AH8), αναδείχθηκε ότι το πρόσθετο επένδυσης φάσης B δεν είχε εγκατασταθεί κατάλληλα και άσφαλτα, οδηγώντας στο γεγονός ότι οι συνδετήρες μέσα στο τετρακλίνιο σύνδεσης δεν έφθασαν να ενεργοποιηθούν κατάλληλα. Αυτό οδήγησε σε μείωση της επιφάνειας επαφής στο σημείο σύνδεσης της κύριας μπάρας, προκαλώντας αύξηση της αντίστασης σε αυτό το σημείο.

όπου: R είναι η αντίσταση του κύκλου (Ω); ρ είναι η αντιστασιμότητα του συνδετήρα (Ω·m); L είναι το μήκος του συνδετήρα (m); S είναι το εμβαδόν διατομής του συνδετήρα (m²). Από την τύπωση (1), μπορεί να διαπιστωθεί ότι όταν η επιφάνεια επαφής είναι μικρότερη, η αντίσταση του κυκλώματος της εγκατάστασης γίνεται μεγαλύτερη. Σύμφωνα με την τύπωση (2), παράγεται περισσότερη θερμότητα ανά μονάδα χρόνου κατά τη λειτουργία. Όταν η αποστολή θερμότητας είναι μικρότερη από την παραγωγή θερμότητας, η θερμότητα συνεχίζει να συσσωρεύεται σε αυτό το σημείο. Μετά την επίτευξη συγκεκριμένου βαθμού (κρίσιμο σημείο), η επένδυση σε αυτό το σημείο υποστέλλεται, προκαλώντας κατάρρευση επένδυσης και ενεργοποιώντας μια παραβίαση στο έδαφος.

όπου: Q είναι η θερμότητα (J); I είναι το ρεύμα (A); R είναι η αντίσταση (Ω); t είναι ο χρόνος (s).

Συνοψίζοντας, υψηλές θερμοκρασίες προκάλεσαν την επιδείνωση της αποδοτικότητας επένδυσης της μπάρας, οδηγώντας σε κατάρρευση επένδυσης της μπάρας. Όταν η τετρακλίνιο σύνδεση από την κάμπινο 1AH8 αφαιρέθηκε στο χώρο, το μητρόν και ο συνδετήρας της είχαν ήδη ξετεθεί λόγω ηλεκτρικής αποστολής και υψηλής θερμοκρασίας, κάνοντάς την αδύνατη να αποσυνθέτεται, όπως φαίνεται στο Σχήμα 9.

4 Επεξεργασία Παραβίασης και Προτάσεις

4.1 Μέτρα Επεξεργασίας Παραβίασης

Προετοιμάστε τα απαραίτητα υλικά, εξοπλισμό και εργαλεία, ολοκληρώστε την άδεια εργασίας στο χώρο, αντικαταστήστε τις κατεστραμμένες επενδυμένες μπάρες στο χώρο, όπως τα τρίκλινια επενδυμένα bushings, τα τετρακλίνια επενδυμένα bushings και τα ευθεία επενδυμένα tubings, αντικαταστήστε τα F-type bushings που έχουν αλλάξει χρώμα λόγω υψηλής θερμοκρασίας, διεξάγετε σχετικές δοκιμές, και τελικά επαναφέρετε την παροχή ισχύος.

4.2 Προληπτικές Προτάσεις

Πριν από την εγκατάσταση του εξοπλισμού, τεχνικοί της εταιρείας κατασκευής του εξοπλισμού πρέπει να παρέχουν επαγγελματική εκπαίδευση στα μέλη της εργατικής ομάδας στο χώρο και να εξηγήσουν σχετικές προσοχές. Κατά την εγκατάσταση της μπάρας, η εργατική ομάδα πρέπει να ακολουθεί αυστηρά τις διαδικασίες εγκατάστασης στο εγχειρίδιο λειτουργίας του κατασκευαστή. Μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης στο χώρο, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα διαστημόμετρο για επαλήθευση, ώστε να διασφαλίσετε ότι η εγκατάσταση της μπάρας έχει ενεργοποιηθεί κατάλληλα. 

Μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης του εξοπλισμού, τα μέλη της ομάδας δοκιμών στο χώρο πρέπει να διεξάγουν δοκιμές αντίστασης κυκλώματος και δοκιμές αντοχής σε πλάτος συχνότητας. Αυτές οι δοκιμές μπορούν να αναγνωρίσουν προβλήματα εκ των προτέρων και να προλάβουν την εξάπλωση των παραβιάσεων. Ο εξοπλισμός μπορεί να εισέλθει επίσημα σε λειτουργία μόνο μετά την επιτυχή επιβεβαίωση. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του εξοπλισμού, οι διασπορισμένες εγκαταστάσεις μπορούν να εφαρμόσουν μια στρατηγική διασπορισμένης επιθεώρησης για να εντοπίσουν πιθανά κινδύνους λειτουργίας του εξοπλισμού όσο το δυνατόν πιο γρήγορα.

5 Συμπέρασμα 

Αυτό το έγγραφο παρουσιάζει μια παραβίαση κατάρρευσης επένδυσης μπάρας 35kV, πραγματοποίησε εγκαταστασιακή εξέταση παραβίασης, ανάλυση κύματος παραβίασης και ανάλυση αιτίας παραβίασης. Το σκίντζερ έκλεισε επειδή η επένδυση της μπάρας καταρρέυσε, προκαλώντας μια παραβίαση στο έδαφος που ενεργοποίησε την προστασία και προκάλεσε την αποσύρση. Αυτό το περιστατικό δείχνει ότι η ποιότητα της εγκατάστασης έχει σημαντική επίδραση στη μακροχρόνια λειτουργία του εξοπλισμού. 

Παρόλο που η ποιότητα και η υπηρεσία των σχετικών εγχώριων ηλεκτρικών προϊόντων στην Κίνα έχει βελτιωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, οι ατυχίες που προκαλούνται από προβλήματα κατασκευής και εγκατάστασης, όπως ανωμαλίες θερμοκράσεως και ακόμη και καταρρεύσεις εκρήξεις σε άκρης εξοπλισμού, συνεχίζουν να συμβαίνουν. Με τη συνεχή ανάπτυξη της ηλεκτρικής βιομηχανίας της Κίνας, η ενίσχυση της επαγγελματικής εκπαίδευσης των σχετικών προσώπων είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη γρήγορη ανάπτυξη της ηλεκτρικής βιομηχανίας της Κίνας.