تحلیل و درمان علل خطا در شیرکننده خلاء بیرونی ۳۵ کیلوولت

پدیده خرابی

در تاریخ ۲۳ ژوئن ۲۰۲۰، خرابی در بخش پیش‌رانی ۳۵ کیلوولتی که در حالت آماده‌به‌کار (هوت استندبای) قرار داشت در یک زیراستانیون ۲۲۰ کیلوولتی رخ داد. این خرابی باعث فعال شدن محافظ نخست-مرحله اول-زمان محدود شده جریان بیش از حد با محدودیت ولتاژ محافظ پشتیبان ولتاژ پایین ترانسفورماتور اصلی شماره ۲ و محافظ مرحله دوم جریان بیش از حد محافظ پیوند ۳۵۰ شد. در نتیجه، سیچره ۳۵۲ روی سمت ولتاژ پایین متناظر با ترانسفورماتور اصلی شماره ۲ و سیچره پیوند ۳۵۰ قطع شدند و منجر به از دست دادن ولتاژ در بخش اول اتوبوس ۳۵ کیلوولتی زیراستانیون شد.

قبل از وقوع این حوادث، سیستم ۳۵ کیلوولتی زیراستانیون از روش اتصال تک اتوبوس تقسیم‌بندی شده استفاده می‌کرد. یک سیچره پیوند اختصاصی بین دو بخش اتوبوس نصب شده بود. بخش اول اتوبوس ۳۵ کیلوولتی که محل خرابی قرار داشت، مجموعاً شامل سه خط خروجی و دو بانک خازنی بود. بخش خرابی در حالت آماده‌به‌کار (هوت استندبای) بود و عملکرد محافظ آن فعال نبود. بقیه بخش‌ها در حال کار بودند و سیچره پیوند در وضعیت بسته بود.

تجزیه و تحلیل علل

با بررسی گزارشات پیام و نمودارهای اسیلوگرام از دستگاه‌های محافظ بخش پیوند ۳۵۰ و بخش ترانسفورماتور اصلی شماره ۲ در زیراستانیون، مشخص شد که در آغاز خرابی، ابتدا به صورت خرابی بین فاز‌های B و C ظاهر شد که بعداً به خرابی کوتاه‌مدار سه‌فازی تبدیل شد. به طور خاص، نمودار موج خرابی (اسکرین‌شات) سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور اصلی شماره ۲ در شکل ۱ نشان داده شده است.

با بررسی سیچره خراب، مشخص شد که پس از وقوع خرابی، لوله‌گیر فاز A سیچره خلاء شکسته شده بود، دی‌الکتریک‌های سفالی فاز‌های B و C به شدت سوخته و آسیب دیده بودند و سیم‌های رهگذر سیچره به اندازه‌های مختلف شکسته شده بودند. هیچ علامتی از تخلیه الکتریکی در اتوبوس‌های اتصال اتوبوس، دی‌الکتریک‌های دیواری یا جداکننده‌های سمت اتوبوس سیچره مشاهده نشد. وضعیت آسیب دیدگی تجهیزات اولیه در محل بررسی شد که در شکل ۲ نشان داده شده است.

در ادامه تجزیه و تحلیل عمیق‌تر علل خرابی سیچره آورده شده است.

دلایل مرتبط با کیفیت سیچره

سیچره مورد نظر از نوع LW8 - 35A (T) است. این سیچره در دسامبر ۲۰۰۷ نصب و در مارس ۲۰۰۸ به کار گرفته شد. در حال حاضر، ۱۱ سیچره خلاء از همین مدل در زیراستانیون وجود دارد که همه آنها در محیط باز قرار دارند. با بررسی مکانیزم این مدل سیچره در محل، علائم تخلیه به اندازه‌های مختلف در دی‌الکتریک‌های سفالی مشاهده شد. با بررسی ضبط‌کننده خرابی در زیراستانیون، مشخص شد که قبل از وقوع خرابی، ولتاژ اتوبوس ۳۵ کیلوولتی به طور مکرر از حد مجاز عبور کرده و منجر به قطع شدن می‌شد. این تغییرات مکرر از حد مجاز تأیید قاطع تخلیه در دی‌الکتریک‌های سفالی این نوع سیچره را می‌کند.

آزمون تحمل ولتاژ روی دی‌الکتریک‌های سفالی ۱۰ سیچره دیگر از همین مدل در زیراستانیون انجام شد. نه تا از آنها این آزمون را گذراندند و تنها یکی نتوانسته بود نیازمندی‌های مقررات آزمون را برآورده کند. وقتی بخش خرابی دوباره آزمون شد، آزمون تحمل ولتاژ را گذراند. بنابراین، احتمال خرابی به دلیل کیفیت سیچره می‌تواند به طور اساسی رد شود.

دلایل مرتبط با عملیات و نگهداری سیچره

این زیراستانیون ۲۲۰ کیلوولتی در محل اتصال شهری و روستایی قرار دارد، مجاور یک سنگ‌شکن و مشکل آلودگی غبار در ناحیه نسبتاً جدی است. با بررسی محل، مشخص شد که مقدار قابل توجهی غبار روی سطح دی‌الکتریک‌های سفالی سیچره خراب تجمع یافته بود. در محیط آلوده، عملکرد دی‌الکتریک دی‌الکتریک‌های سفالی کاهش می‌یابد.

به دلیل اهمیت کاربران متصل به خطوط خروجی سیستم ۳۵ کیلوولتی در این زیراستانیون، انجام قطع برق دشوار بود. بنابراین، سیچره به موقع بررسی و نگهداری نشد. ولتاژ فلاشر دی‌الکتریک‌های سفالی سیچره با افزایش میزان آلودگی کاهش می‌یابد. اثر تجمعی با گذشت زمان باعث شد که ولتاژ فلاشر کمتر از ولتاژ عملیاتی شود و منجر به تخلیه الکتریکی شد. در روز خرابی، آب و هوای محلی مداوم بارانی بود و افزایش رطوبت جو این فرآیند را بیشتر تشدید کرد. بنابراین، می‌توان تعیین کرد که این یک حادثه ناشی از فلاشر به دلیل آلودگی بود.

مدیریت خرابی

سیچره خراب با یک سیچره جدید جایگزین شد. پس از کمیسیونینگ محلی، داده‌های آزمون سیچره جدید مطابق با مستندات فنی تولید شده بود. در حال حاضر، سیچره به طور پایدار کار می‌کند.

قطع برق انجام شد تا سیچره‌های همین مدل در زیراستانیون بررسی شوند. آلودگی‌ها تمیز و پاک شدند و دوباره اسپری دی‌الکتریک انجام شد. بررسی کامل، نگهداری و آزمون مشخصات روی هر سیچره انجام شد و مشکلات دیگری که یافت شد به طور به موقع اصلاح شدند. در حال حاضر، ۱۰ سیچره خلاء خارجی همین مدل در زیراستانیون به طور پایدار کار می‌کنند.

در مرحله بعدی، بررسی کامل و تجدید فنی روی سیچره‌های خلاء خارجی در مناطق مشابه انجام خواهد شد. آنها به طور متمرکز با تجهیزات GIS جایگزین خواهند شد تا به طور اساسی از وقوع حوادث فلاشر به دلیل آلودگی در مناطق با آلودگی غبار شدید جلوگیری شود.

اجراءات پیشگیرانه

• واحد‌های طراحی باید سطح طراحی خود را بهبود بخشند، ساختار طراحی را بهینه کنند و عملکرد دی‌الکتریک سیچره‌ها را در مناطق با آلودگی هوا شدید (مانند ساخت مسقف یا استفاده از تجهیزات GIS) افزایش دهند.

• واحد‌های تولید تجهیزات باید کیفیت مدیریت تجهیزات را به طور دقیق کنترل کنند و الزامات فنی هر مرحله از فرآیندهای تولید، مونتاژ و کمیسیونینگ تجهیزات را جدی اجرا کنند.

• واحد‌های عملیات و نگهداری باید کار خوبی در نگهداری و بررسی روزانه تجهیزات انجام دهند. باید به سیگنال‌های محافظی در زیراستانیون، به ویژه سیگنال‌هایی مانند فعال شدن مکرر ضبط‌کننده خرابی، اهمیت بالایی بدهند. باید به دقت مشکلات را بررسی و تحلیل کنند، وضعیت عملیاتی واقعی تجهیزات را پشت سیگنال‌ها شناسایی کنند و به طور پیوسته ارزیابی و تحلیل تجهیزات را انجام دهند.

• واحد‌های مدیریت تجهیزات باید کار خوبی در پذیرش تجهیزات جدید وارد شبکه انجام دهند، مدیریت روزانه تجهیزات را تقویت کنند و قابلیت اطمینان تأمین برق را افزایش دهند.