Analiza i tretman uzroka grešaka 35 kV vanjskog vakuumskog prekidnika

Pojav greške

23. lipnja 2020. dogodila se je greška u priključku od 35 kV koji je bio na toplom čekanju u podstanici od 220 kV. To je pokrenulo rad prve faze, prvog vremenskog ograničenja zaštite preopterećenja naponom s pomoćnom zaštitom niskog napona drugog glavnog transformatora i druge faze zaštite preopterećenja vezanja šine 350. Kao posljedica, iskopčilo 352 na strani niskog napona odgovarajuće drugom glavnom transformatoru i iskopčilo vezanja šine 350 su iskopčili, što je dovelo do gubitka napona na šini I odjeljka 35 kV podstanice.

Prije nesreće, 35 kV sustav podstanice koristio je mod rada jedne šine sa sekcijama. Između dvije šine postavljen je posebni prekidnik vezanja šine. Šina I odjeljka 35 kV gdje se nalazio defektan priključak imala je ukupno tri izlazne linije i dva kondenzatorska sklopova. Defektan priključak bio je na toplom čekanju, a njegova funkcija zaštite nije bila aktivirana. Preostali priključci bili su u radu, a prekidnik vezanja šine bio je zatvoren.

Analiza uzroka

Pregledom poruka i oscilograma iz uređaja zaštite vezanja šine 350 i priključka drugog glavnog transformatora u podstanici otkriveno je da se na početku greške pojavila faza-faza greška između faza B i C, koja se kasnije eskalirala u trofaznu kratak spoj. Konkretno, dijagram vala greške (screenshot) na strani niskog napona drugog glavnog transformatora prikazan je na slici 1.

Pregledom defektanog prekidnika otkriveno je da se nakon pojavljivanja greške presijekla usisna cevi faze A vakuumskog prekidnika, a postinsulatori faza B i C bili su teško oštećeni i ogorčeni, dok su provodi prekidnika bili različito oštećeni. Nisu bile otkrivene oznake električnog iscrpa na povezujućim šinama, stjenovitim izolatorima ili prekidnicima na strani šine. Stanje oštećenja primarnih opreme pregledano je na mjestu, kao što je prikazano na slici 2.

Sljedeći je detaljan analiza uzroka neuspjeha prekidnika.

Razlozi vezani uz kvalitetu prekidnika

U pitanju je prekidnik tipa LW8-35A (T). Instaliran je i komisioniran na mjestu u prosincu 2007., a upotrijebljen u ožujku 2008. Trenutno, u podstanici postoje 11 vakuumskih prekidnika istog modela, svi su postavljeni vani. Pregledom mehanizma ovog modela prekidnika na mjestu otkriveni su različiti stupnjevi oznaka iscrpa na postinsulatorima. Provjerom snimaca grešaka u podstanici utvrđeno je da je napon na šini od 35 kV često prelazio granicu i inicirao iskopčavanja prije pojavljivanja greške. Ova česta promjena pre granice snažno potvrđuje prisustvo oznaka iscrpa na postinsulatorima ovog tipa prekidnika.

Izvršen je test otpornosti na napon na postinsulatorima preostalih 10 prekidnika istog modela u podstanici. Devet ih je prošlo test, a samo jedan nije ispunio zahtjeve propisa o testiranju. Kada je defektan priključak ponovno testiran, prošao je test otpornosti na napon. Stoga se može temeljito isključiti mogućnost da je kvaliteta prekidnika uzrok greške.

Razlozi vezani uz rad i održavanje prekidnika

Ova podstanica od 220 kV smještena je na granici urbanih i ruralnih područja, susjedna je sa kamenolomom, a u okolini postoji relativno ozbiljan problem zagađenja prašnjakom. Pregledom na mjestu otkriveno je da je na površini postinsulatora defektanog prekidnika bilo značajno nagomilanje prašine. U zagađenoj okolini smanjiće se izolacijska sposobnost postinsulatora.

Zbog važnosti korisnika povezanih s izlaznim linijama 35 kV sustava u ovoj podstanici, teško je bilo obaviti isključivanje struje. Stoga se prekidnik nije mogao pravo vrijeme pregledati i održavati. Napon iscrpa postinsulatora prekidnika smanjuje se kako se povećava stupanj zagađenja. Kumulativni učinak tijekom vremena dovelo je do toga da je napon iscrpa pao ispod radnog napona, što je dovelo do električnog iscrpa. Dana kada se dogodila greška, bilo je kontinuiranog kišnog vremena u lokalnoj regiji, a povećana vlažnost zraka dodatno je eskalirala taj proces. Stoga se može zaključiti da je ovo bila nesreća uzrokovana iscrpom zbog zagađenja.

Rješavanje greške

Defektan prekidnik zamijenjen je. Nakon komisioniranja na mjestu, testne podatke novog prekidnika ispunjavale su zahtjeve navedene u tehničkoj dokumentaciji iz tvornice. Trenutno, prekidnik radi stabilno.

Isključivanjem struje proveden je pregled prekidnika istog modela u podstanici. Kontaminanti su očišćeni i otisnuti, a izvedeno je ponovno nanijesenje izolacije. Svaki prekidnik je podvrgnut kompleksnom pregledu, održavanju i karakterističnom testiranju, a ostali otkrivene probleme su ispravljeni u pravo vrijeme. Trenutno, ostala 10 vanjskih prekidnika istog modela u podstanici rade stabilno.

U sljedećem koraku, proveden će se kompleksni pregled i tehnološka obnova vanjskih prekidnika u takvim područjima. Oni će biti centralno zamijenjeni opremom za gas-insulirane prekidnike (GIS) kako bi se temeljito spriječile nesreće uzrokovane iscrpom zbog zagađenja u područjima s ozbiljnim zagađenjem prašnjakom.

Preventivne mjere

• Dizajnerske jedinice trebaju poboljšati svoju razinu dizajna, optimizirati strukturu dizajna i poboljšati izolacijsku sposobnost prekidnika u područjima s ozbiljnim zagađenjem zraka (poput izgradnje nadzida ili korištenja GIS opreme).

• Jedinice za proizvodnju opreme trebaju strogo kontrolirati upravljanje kvalitetom opreme i iskreno implementirati tehnološke zahtjeve svakog koraka u procesima proizvodnje, montaže i komisioniranja opreme.

• Jedinice za rad i održavanje trebaju dobro raditi u svakodnevnom održavanju i pregledu opreme. Trebaju pripisivati veliku važnost siguralnim signalima u podstanici, posebno signalima poput česte aktivacije snimaca grešaka. Trebaju pažljivo istraživati i analizirati probleme, identificirati stvarno stanje rada opreme iza signala i pravo vrijeme provesti procjenu i analizu opreme.

• Jedinice za upravljanje opremom trebaju dobro raditi u prihvaćanju nove opreme u mrežu, jačati svakodnevno upravljanje opreme i poboljšati pouzdanost snabdevanja strujom.