35 kV-as szabadteri vakuum átkapcsoló hibainak elemzése és kezelése
Hibajelenség
2020. június 23-án hiba történt egy 220 kV átalakítóállomás 35 kV szekciófolyosójában, amely meleg váróállapotban volt. Ez aktiválta a 2. főátalakító alacsony feszültségű tartalékvédelem első szintű, első időtartamú feszültségkorlátozott túlrameneti védelmét, valamint a 350 buszösszekötővédelem második szintű túlrameneti védelmét. Ennek eredményeképpen az 2. főátalakító alacsony feszültségű oldalán található 352 átkapcsoló és a 350 buszösszekötő átkapcsoló kikapcsolt, ami a 35 kV I. szekcióbusz feszültségvesztéséhez vezetett.
A baleset előtt az állomás 35 kV rendszere egyszeres busz szakaszos kapcsolódási módot alkalmazott. Külön buszösszekötő átkapcsoló volt telepítve a két buszszelet között. A hibás szekcióban lévő 35 kV I. szekcióbuszon összesen három menetvonal és két kondenzátorbank volt. A hibás szekció meleg váróállapotban volt, és a védelmi funkciója nem volt aktív. A többi szekció működésben volt, és a buszösszekötő átkapcsoló bezárva volt.
Okaelemzés
Az állomás 350 buszösszekötő szekciójának és a 2. főátalakító szekciójának védelmi eszközeinek üzenetjelentései és hullámforma-diagramjainak vizsgálatával megállapították, hogy a hiba kezdetben B és C fázisok közötti fázisközti hiba formájában jelentkezett, majd ez továbbfejlődött háromfázisú rövidzárlatossá. Konkrétan, a 2. főátalakító alacsony feszültségű oldalának hibahullámforma-diagramja (pillanatkép) látható az 1. ábrán.
A hibás átkapcsoló vizsgálata során kiderült, hogy a hiba bekövetkezése után az A fázis vákuumátkapcsolójának izolátorhordozója megsérült, a B és C fázisok postizsolátorai súlyosan égtek és sérültek, valamint az átkapcsoló vezetékei különböző mértékben elszakadtak. Az átkapcsoló buszoldali oldalán a buszkapcsolóbuszokon, a falüvegizolátorokon vagy a diszjunktoreken nem voltak elektromos levezetési nyomok. Az elsődleges berendezések károsodási állapota a helyszínen felvett képen látható, mint a 2. ábra.
A következő részletesen elemzi az átkapcsoló hibáinak okait.
Az átkapcsoló minőségével kapcsolatos oka
A beszólt átkapcsoló LW8-35A (T) típusú. 2007. decemberben lett telepítve és beüzemelve, 2008. márciusban került használatba. Jelenleg az állomáson 11 azonos modellű vákuumátkapcsoló van, mind külső telepítésre szolgál. A modell átkapcsolójának mechanizmusának helyszíni vizsgálata során különböző mértékben levezetési nyomokat találtak a postizsolátorokon. Az állomás hibanaplózó eszközének ellenőrzése alapján kiderült, hogy a 35 kV buszfeszültség gyakran haladta meg a határt, és indította a kikapcsolást a hiba előtt. Ez a gyakori túllépés erősíti, hogy a postizsolátorokon levezetési nyomok vannak.
Ellenálláspróbát végeztek az állomáson lévő többi 10 azonos modellű átkapcsoló postizsolátorain. Kilenc átkapcsoló sikeresen teljesítette a próbat, csak egy nem felelt meg a próba előírásainak. A hibás szekció újraszemléltetésekor az átkapcsoló sikeresen teljesítette az ellenálláspróbát. Tehát az átkapcsoló minőségének a hiba okának szerepe alapvetően kizárható.
Az átkapcsoló üzemeltetésével és karbantartásával kapcsolatos oka
Ez a 220 kV átalakítóállomás városi és vidéki területek határán helyezkedik el, egy vágyónél mellett, ahol jelentős porzavar probléma tapasztalható. A helyszíni vizsgálat során a hibás átkapcsoló postizsolátorain jelentős porhalmozatot találtak. Szennyezett környezetben a postizsolátorok izolációs tulajdonságai csökkennek.
Mivel a 35 kV rendszer menetvonalaihoz csatlakoztatott felhasználók nagyon fontosak voltak, nehéz volt energiahiányt okozni. Ezért az átkapcsoló időben nem ellenőrizhető és karbantartásra nem került. A postizsolátorok zivatarfeszültsége csökken, ahogy a szennyezés mértéke növekszik. Idővel a kumulatív hatás miatt a zivatarfeszültség aláesett a működési feszültség alá, ami elektromos levezetést eredményezett. A hiba napján a helyi térségben folyamatos eső esett, és a növekvő páratartalom tovább súlyosbította ezt a folyamatot. Tehát ez egy szennyezés miatti zivatar miatti baleset volt.
Hiba kezelése
A hibás átkapcsolót cserélték ki. A helyszíni beüzemelés után az új átkapcsoló tesztadatai megfelelték a gyári technikai dokumentumokban megfogalmazott követelményeknek. Jelenleg az átkapcsoló stabilisan működik.
Energiahiányt okoztak az állomáson lévő azonos modellű átkapcsolók ellenőrzéséhez. A szennyeződéseket takarták és tisztították, és újból izoláló burkolatot alkalmaztak. Minden átkapcsolóra kiterjedő átfogó ellenőrzést, karbantartást és jellemzővizsgálatot végzettek, és az elérhető módon orvosolták a felfedezett problémákat. Jelenleg az állomáson lévő más 10 külső átkapcsoló is stabilisan működik.
A következő lépésben átfogó ellenőrzést és technológiai modernizációt végeznek ilyen területeken lévő külső átkapcsolókon. Ezeket központilag Gáz Izolált Átkapcsoló (GIS) berendezésekkel cserélhetik, hogy alapvetően megelőzzék a szennyezés miatti zivatarok okozta baleseteket a komoly porzavarú területeken.
Megelőző intézkedések
A tervező szervezetek javítsák a tervezési szintüket, optimalizálják a tervezési szerkezetet, és növeljék az átkapcsolók izolációs teljesítményét a súlyos levegőszennyezés területein (pl. menedékek építése vagy GIS-berendezések használata).
A berendezékgyártó szervezetek szigorúan ellenőrizzék a berendezések minőség-kezelését, és tiszteletben tartsák a berendezékek gyártása, összeállítása és beüzemelése során előírt technológiai követelményeket.
Az üzemeltetési és karbantartási szervezetek tegyenek jó munkát a berendezések nap mint nap történő karbantartásában és ellenőrzésében. Nagy hangsúlyt fektessenek a védelmi jelekre az állomáson, különösen a hibanaplózó gyakori aktiválódására vonatkozó jelekre. Részletesen vizsgálják és elemzők a problémákat, azonosítsák a jelek mögötti berendezések valódi működési állapotát, és időben végezzenek kiértékelést és elemzést a berendezésekkel kapcsolatban.
A berendezékek kezeléséért felelős szervezetek tegyenek jó munkát az új berendezések hálózati elfogadásában, erősítsék a berendezékek nap mint nap történő kezelését, és növeljék a villamosenergia-szolgáltatás megbízhatóságát.
