35kV RMU šķidrādzēļu kļūda, izraisīta instalācijas kļūdām analīze

Šis raksts apraksta 35kV apgaismojuma uzņēmuma šķidruma izolācijas bojājuma gadījumu, analizē kļūdas cēloņus un piedāvā risinājumus [3], sniedzot atsauces punktu jaunu enerģiju elektrūdeņu būvniecībai un darbībai.

1 Nelaimes pārskats

2023. gada 17. martā fotovoltaisko saules staciju dezertifikācijas projekta vieta ziņoja par 35kV apgaismojuma uzņēmuma [4] zemes defektu tripu. Ierīču ražotājs sūtīja tehnisko ekspertu komandu uz vietas, lai izmeklētu kļūdas cēloni. Pēc pārbaudes tika atklāts, ka šķidruma augšējā daļā atradās četrstūra savienojums, kas pieredzējis zemes bojājumu. Attēlā 1 redzama B fāzes šķidruma stāvoklis nelaimes vietā. Kā redzams no attēla 1, B fāzes šķidrumā bija baltā pulveraina viela, kas varētu būt elektrobojājuma paliekamais. Šai sistēmai bija tikai 8 dienas ar energoapgādi.

Pēc vietas pārbaudēm un testiem tika atklāts, ka būvnieku komanda netieši ievēroja ierīču instalācijas un darbības manuālā minētos prasības, kas izraisīja sliktu vadietāju kontaktu un pārsildīšanos, kas savukārt izraisīja šķidruma izolācijas bojājumu.

2 Vietas testi un pārbaudes

2.1 Izolācijas testi

Vispirms tika atvienota ārējā elektrosniedzēja piegāde, lai deenergozētu visu substaciju, lai noteiktu defektu atrašanās vietu. Uzņēmuma ierīces tika pielāgotas vedējam stāvoklim (atsekošanas līdzeklis slēgts, līdzeklis slēgts, zemes līdzeklis atvērts). Tika mērīta izolācijas pretestība A, B un C fāzēm attiecīgi ierīces izietās kontaktpunktu vietās. Testa rezultātā tika atklāts, ka A un C fāžu ierīču megohmmetra rādītāji tuvojas bezgalībai (labai izolācijai), bet B fāzes ierīces megohmmetra rādītājs bija mazāks par 5MΩ, kas norāda uz sliktu izolācijas veiktspēku B fāzē. Tas sākotnēji liecināja par izolācijas problēmu kādā B fāzes ierīces vietā.

2.2 Defektu ieraksta pārbaude

Vietas defektu ieraksts ir redzams attēlā 2. Kā redzams no attēla 2, defekta radīšanas laikā 35kV pirmās šķidruma A un C fāžu spriegums pacēla līnijas spriegumu, bet B fāzes spriegums bija tuvu nullei.

2.3 Vietas ierīču vizuālā pārbaude

I sekcijas šķidruma ir 9 kabiņeti. Pēc ierīču vizuālās pārbaudes vietas tika atklāts, ka B fāzes šķidrumā bija baltā pulveraina viela, kas varētu būt elektrobojājuma paliekamais. Tā identificēja, ka šķidruma izolācijas bojājuma notikums notika I sekcijas šķidruma 1AH8 kabiņetē.

2.4 Defektu atrašanās vietas demontāža un pārbaude

Pēc B fāzes šķidruma izolācijas seguma atveršanas tika atklāts, ka izolācijas plūgs nebija droši fiksēts, kā redzams attēlā 3, un šķidruma kafelīte vadietāju segmenti nebija cieši satiepti kopā, kā redzams attēlā 4.

2.5 Otrreizējā izolētā šķidruma demontāža un pārbaude

Bojāto četrstūra savienojuma šķidrums tika nogriezts, lai to analizētu. Tika atklāts, ka četrstūra savienojuma iekšējā struktūra parādīja smagu augstās temperatūras abraziju, kā redzams attēlā 5. Vadietāju apgabala tuvumā esošais izolācijas plūgs arī parādīja smagu augstās temperatūras abraziju, kā redzams attēlā 6.

2.6 A un C fāžu kabiņetu virsējo izolēto šķidrumu pārbaude

Pēc pārējo A un C fāžu izolēto šķidrumu pārbaudes tika atklāts, ka to montāžas kvalitāte bija pareiza, neuzraugot nekrāsojumu vai abraziju ierīču vadietāju elektropārvades vietās.

3 Šķidruma izolācijas bojājuma cēloņu analīze

3.1 Defektu apjoma noteikšana

Vietā tika veikti izolācijas pretestības testi. Tika atklāts, ka A un C fāžas izturēja izolācijas testus, bet B fāze tos neizturēja. Papildus tam, vietējie defektu ieraksti parādīja, ka B fāzes šķidrums pieredzēja zemes īsosavu. Kad notika defekts, 35kV pirmās šķidruma A un C fāžu spriegums pacēla līnijas spriegumu, bet B fāzes spriegums tuvojās nullei. Tas ir raksturīgs par tipisku vienfāzes metālisku zemes īsosavu defektu (B fāzes šķidruma izolācijas bojājumu pret zemi). Pēc izmeklēšanas, defektu atrašanās vieta tika identificēta B fāzes šķidruma savienojumā 1AH8 kabiņetē.

3.2 Nulles secības strāva un šķidruma strāvas vērtības

Defekta radīšanas 419 milisekundes pēc tika aktivizēta nomagnēšanas transformatora nulles secības pārstrāvas aizsardzība 452 milisekundes pēc defekta, defekta strāva izmirsa. Pārbaudot nomagnēšanas transformatora datoru, tajā tika ierakstīta nulles secības strāvas aizsardzības darbība, kā redzams attēlā 7. Darbības vērtība bija 0.552A (ar nulles secības CT strāvas attiecību 100/1), kas sakritēja ar defektu ieraksta vērtībām, kā redzams attēlā 8.

Pēc kļūdas ieraksta, sekundārā strāvas efektīvā vērtība zemsprieguma šķira māteslīnijas Nr. 1 bija 0,5-0,6 A. Ņemot vērā CT strāvas attiecību 2000/1, tika aprēķināts, ka I sekcijas māteslīnijas strāva tad sasniedza 1000-1200 A.

3.3 Montāžas darītavas kvalitātes ietekme

Atslegām un pārbaudot fāzes B izolēto māteslīniju kļūdas vietas (kabīne 1AH8), tika konstatēts, ka fāzes B izolācijas spraudenis netika pareizi uzslēgts un uzglabāts, kas noveda pie situācijas, kad četrveida savienojuma iekšējie spraudeni nebijās cieši apspiesti. Tas radīja samazinātu kontaktu platību galvenā māteslīnijas savienojumā, palielinot rezistenci šajā vietā.

kur: R ir ceļa rezistence (Ω); ρ ir vadītāja specifiskā rezistīvitate (Ω·m); L ir vadītāja garums (m); S ir vadītāja virsmas laukums (m²). No formulas (1) redzams, ka, kad kontakta platība ir mazāka, iekārtas ceļa rezistēnce kļūst lielāka. Pēc formulas (2), darbības laikā tiek ģenerēts vairāk siltuma. Ja siltuma izplūdums ir mazāks par siltuma ģenerēšanu, siltums nepārtraukti akumulējas šajā vietā. Pēc tam, kad tiek sasniegts noteikts stāvoklis (kritiskais punkts), šajā vietā izolācija tiek bojāta, notiek izolācijas pārtrūkums un aktivizē zemes kļūda.

kur: Q ir siltums (J); I ir strāva (A); R ir rezistēnce (Ω); t ir laiks (s).

Kopsakot, augstā temperatūra izraisīja māteslīnijas izolācijas veiktspējas pasliktināšanos, kas izraisīja māteslīnijas izolācijas pārtrūkumu. Kad no vietas tika noņemts četrveida savienojums no kabīnes 1AH8, tā muta un šķidrains jau bija salikušies kopā dēļ elektriskās izplūdes un augstās temperatūras abrazijas, padarot tos nesaderīgus, kā redzams 9. attēlā.

4 Kļūdas novēršana un ieteikumi

4.1 Kļūdas novēršanas pasākumi

sagatavojiet atbilstošos materiālus, iekārtas un rīkus, pabeidziet vietas darba atļaujas procedūras, aizvietojiet vietas izbojājušās izolētās māteslīnijas, piemēram, trīsvietīgās izolētās spraudenes, četrsvietīgās izolētās spraudenes un izolētās taisnas caurules, aizvietojiet F tipa spraudenes, kas mainījušas krāsu dēļ augstās temperatūras, veiciet atbilstošus testus un beidzot atjaunojiet elektroenerģijas piegādi.

4.2 Prognozēšanas ieteikumi

Pirms iekārtas montāžas, iekārtu ražotāja tehniskajiem speciālistiem vajadzētu sniegt profesionālu apmācību vietas būvniecības komandas locekļiem un izskaidrot saistītos brīdinājumus. Māteslīniju montāžas laikā būvniecības komanda vajadzētu stingri ievērot ražotāja darbības rokasgrāmatā minētās montāžas procedūras. Pēc montāžas pabeigšanas vietas, izmantojiet spēka raga atslēgu, lai pārbaudītu, vai māteslīniju montāža ir pareizi apspiesta. 

Pēc iekārtas montāžas pabeigšanas, vietas testēšanas personālam jāveic ceļa rezistences testi un maiņfrekvences izturības testi iekārtai. Šie testi var iepriekš identificēt problēmas un novērst negadījumu palielināšanos. Iekārtu var oficiāli ieplānot operācijā tikai pēc pieņemšanas pārbaudes. Iekārtas darbības laikā, sadalījuma stacijas varētu apsvērt laika un telpas sadalītas pārbaudes stratēģijas ieviešanu, lai iespējami agrāk identificētu potenciālas iekārtas darbības riska faktorus.

5 Secinājumi 

Šajā rakstā tiek ieviesta 35 kV apgaismojuma māteslīnijas izolācijas pārtrūkuma kļūda, veikta vietas kļūdas inspekcija, kļūdas formas analīze un kļūdas cēloku analīze. Uzvara tika aktivizēta, jo māteslīnijas izolācijas slānis tika bojāts, izraisot zemes kļūdu, kas aktivizēja aizsardzības darbību. Šis gadījums parāda, ka montāžas kvalitāte būtiski ietekmē iekārtas ilgtermiņa darbību. 

Lai arī pēdējos gados Ķīnas saimniecības enerģijas produktu kvalitāte un serviss ir būtiski uzlabojies, būvniecības un montāžas problēmu dēļ, piemēram, neatbilstoša sildīšanās un pat pārtrūkumu eksplodēšana iekārtu terminālos, joprojām regulāri notiek negadījumi. Ar Ķīnas enerģijas nozares nepārtrauktu attīstību, atbilstošo personālu profesionālā apmācība ir ļoti nozīmīga Ķīnas enerģijas nozares straujai attīstībai.