35 kV ulkoisen tyhjiöpäästökytkimen vikasyyt analysointi ja niiden käsittely

Virheilmiö

23. kesäkuuta 2020 tapahtui virhe 35 kV syöttöväyhdessä, joka oli lämpövarauksessa 220 kV alijakamossa. Tämä aktivoi toisen päämuunnan varavarmuussuojan alivoltti-rajatetyn ylipitovirtasuojaus ensimmäisellä vaiheella ja ensimmäisellä rajalla sekä 350 bus tie -suojan ylipitovirtasuojauksen toisella vaiheella. Seurauksena No. 2 päämuunnon vastaava 352 sulku laajennettuna sivulla ja 350 bus tie -sulku avautuivat, mikä johti alijakamon 35 kV osio I bussin jännitteen kadotukseen.

Onnettomuuden ennen alijakamon 35 kV järjestelmä käytti yksiytimistä bussiyhteyttä. Kaksi bussia yhdisti erityinen bus tie -sulku. Virheen aiheuttanut 35 kV osio I bussissa oli yhteensä kolme ulosjohtoa ja kaksi kondensaattoriyhdistystä. Virheen aiheuttanut väylä oli lämpövarauksessa, eikä sen suojaustoiminto ollut käytössä. Muut väylät olivat käytössä, ja bus tie -sulku oli suljettuna asennossa.

Syyanalyysi

Tarkasteltaessa suojalaitteiden viestiraportteja ja oskilloskooppien kuvaajia 350 bus tie -väylästä ja No. 2 päämuunnon välittävän väylästä alijakamossa havaittiin, että virhe alkoi B- ja C-faasien välisenä faasi-suunnan virhena, joka myöhemmin muuttui kolmifaasiseksi lyhyysvirheeksi. Tarkemmin ottaen No. 2 päämuunnon alivolttilaidon virhekuvaaja (kuvakaappaus) on kuvassa 1.

Virheen aiheuttaneen sulun tarkastuksessa havaittiin, että virheen jälkeen A-faasin tyhjiökytymänsulun bushing oli rikkoutunut, B- ja C-faasien post-porsasiinasepäoliot olivat palaneet vakavasti vaurioituneiksi, ja sulun johtimet olivat katkeneet eriasteisesti. Bussipitojen, seinäbushingien tai sulun bussipuolen erottimien päällä ei ollut sähköisten purkujen merkkejä. Primääriustilaitteiden vaurioitumista tarkastettiin paikan päällä, kuten kuvassa 2 näkyy.

Seuraavaksi esitetään syvällinen analyysi sulun epäonnistumisen syistä.

Sulun laadun liittyvät syyt

Kyseessä oleva sulku on LW8-35A (T)-tyypin. Se asennettiin ja otettiin käyttöön joulukuussa 2007 ja käyttöön maaliskuussa 2008. Nykyisin alijakamossa on 11 samaa mallia olevaa tyhjiökytymänsulkea, jotka kaikki sijaitsevat ulkona. Kyseisen sulun mekanismin paikan päällä tehdyn tarkastuksen jälkeen post-porsasiinasepäolioden pinnalta löytyi eriasteisia purkumerkkejä. Alijakamon virheraportin tarkastelusta huomattiin, että 35 kV bussijännite ylitti usein rajansa ja aloitti purkujen ennen virhetapahtumaa. Tämä usein toistuva rajaylitys vahvisti voimakkaasti kyseisen sulun post-porsasiinasepäolioden pinnalle ilmestyneitä purkumerkkejä.

Suoritettiin jännitteenvastaisuustesti saman mallin muiden 10 sulun post-porsasiinasepäolioille alijakamossa. Yhdeksästä niistä meni testi läpi, ja vain yksi ei täyttänyt testisääntöjen vaatimuksia. Kun virheen aiheuttanut väylä testattiin uudelleen, se meni jännitteenvastaisuustestin läpi. Siksi sulun laadun olevan virheen syy voidaan periaatteessa poissulkea.

Sulun huollon ja ylläpidon liittyvät syyt

Tämä 220 kV alijakamo sijaitsee kaupunki- ja maaseutualueen risteämispaikassa, vieressä on murskalohko, ja lähialueella on melko vakava pölypilaongelma. Paikan päällä tehdyn tarkastuksen perusteella havaittiin, että virheen aiheuttaneen sulun post-porsasiinasepäolioden pinnalla oli huomattava määrä pölyä. Saastuneessa ympäristössä post-porsasiinasepäolioden eristysominaisuus heikkenee.

Koska 35 kV järjestelmän ulosjohtoissa kytkettyihin käyttäjiin liittyi tärkeitä operaatioita, virran katkaisu oli vaikeaa toteuttaa. Tämä esti sulun ajoituksen tarkastuksen ja ylläpidon. Sulun post-porsasiinasepäolioden purkujännite laskee saastumisen lisääntyessä. Ajan kuluessa tämä kertyvä vaikutus sai purkujännitteen laskemaan alle toimintajännitteen, mikä johti sähköisiin purkuihin. Virheen päivänä paikallisessa alueessa oli jatkuva sademerkki, ja ilmakehän kosteus lisääntyi, mikä vielä pahensi prosessia. Siksi voidaan todeta, että tämä oli onnettomuus, joka johtui saastumuksesta aiheutuneesta purkusuuteen.

Virheen korjaaminen

Virheen aiheuttanut sulku vaihdettiin. Uusi sulku testattiin paikan päällä, ja sen testitiedot täyttivät valmistajan tekniset tiedostot. Nykyään sulku toimii vakaudessa.

Tehtiin virran katkaisu tarkistaaksemme saman mallin sulut alijakamossa. Puhdistettiin ja pyyhkäistiin pois kontaminaantit, ja suoritettiin uudelleen eristyssprayaus. Suoritettiin kattava tarkistus, ylläpito ja ominaisuuksien testaus jokaiselle sululle, ja muut löydetyt ongelmat korjattiin ajoissa. Nykyään muut 10 samaa mallia olevat ulkosulut alijakamossa toimivat vakaudessa.

Seuraavaksi suoritetaan kattava tarkistus ja tekninen uudistus sellaisilla alueilla sijaitseville ulkosululle. Ne korvataan keskitetysti Kaasieristettyjen sulut (GIS) -laitteilla, jotta voidaan perustavanlaatuisesti estää saastumuksesta aiheutuneet onnettomuudet alueilla, joilla on vakava pölyn pilaongelma.

Ennaltaehkäisevät toimenpiteet

• Suunnitteluyksiköt pitäisi parantaa suunnittelutasoa, optimoida suunnittelurakenne ja parantaa suluiden eristysominaisuuksia alueilla, joilla on vakava ilmansaaste (kuten rakentamalla suojia tai käyttämällä GIS-laitteita).

• Laitteiston valmistajayksiköt pitäisi tiukasti hallita laitteiston laatujärjestelyjä ja noudattaa vakavasti laitteiston valmistuksen, kokoonpanon ja komissionoinnin prosessin teknisiä vaatimuksia.

• Toiminta- ja ylläpitoyksiköt pitäisi tehdä hyvää työtä laitteiston päivittäisessä ylläpidossa ja tarkastuksessa. Heidän pitäisi kiinnittää erityistä huomiota alijakamon suojausmerkkeihin, erityisesti signaaleihin, kuten virheraportin usein toistuva aktivointi. Heidän pitäisi tutkia ja analysoida huolellisesti ongelmia, tunnistaa laitteiston todellinen toimintatila merkkien takana ja suorittaa ajoissa laitteiston arviointi ja analyysi.

• Laitteiston hallintayksiköt pitäisi tehdä hyvää työtä uusien laitteiden verkon hyväksymisessä, vahvistaa laitteiston päivittäistä hallintaa ja parantaa sähköhuollon luotettavuutta.