Analisis dan Pemulihan Punca Kerosakan Pembekab Litar Vakum Luar 35 kV

Fenomena Kerosakan

Pada 23 Jun 2020, kerosakan berlaku di bahagian pengumpan 35 kV yang berada dalam keadaan sedia panas di sebuah stesen pengubah suai 220 kV. Ini memicu operasi perlindungan arus berlebihan terhad voltan tahap pertama, had masa pertama, perlindungan sokongan voltan rendah bagi transformator utama No. 2 dan perlindungan arus berlebihan tahap kedua perlindungan penghubung bus 350. Akibatnya, pemutus litar 352 pada sisi voltan rendah yang berkaitan dengan transformator utama No. 2 dan pemutus litar penghubung bus 350 melompat, menyebabkan hilang voltan pada bus 35 kV Bahagian I stesen pengubah suai tersebut.

Sebelum kemalangan, sistem 35 kV stesen pengubah suai tersebut menggunakan mod hubungan bus tunggal berseksyen. Sebuah pemutus litar penghubung khusus dipasang antara dua seksyen bus tersebut. Bus 35 kV Bahagian I di mana bahagian yang rosak itu berada memiliki tiga laluan keluar dan dua bank kapasitor. Bahagian yang rosak itu berada dalam keadaan sedia panas, dan fungsinya tidak diaktifkan. Bahagian-bahagian lain beroperasi, dan pemutus litar penghubung berada dalam keadaan tertutup.

Analisis Sebab

Dengan mengkaji laporan mesej dan osilogram dari peranti perlindungan bahagian penghubung bus 350 dan bahagian transformator utama No. 2 di stesen pengubah suai tersebut, didapati bahawa pada permulaan kerosakan, ia mula-mula bermuncul sebagai kerosakan antara fasa B dan C, yang kemudian meningkat menjadi kerosakan hubungan tiga fasa. Secara khusus, graf gelombang kerosakan (screenshot) sisi voltan rendah transformator utama No. 2 ditunjukkan dalam Gambar 1.

Semasa pemeriksaan pemutus litar yang rosak, didapati bahawa selepas berlakunya kerosakan, pengecoran fasa A pemutus litar vakum telah pecah, insulator porcelen tiang fasa B dan C terbakar dan rosak dengan teruk, dan dawai pemimpin pemutus litar putus dengan tahap yang berbeza. Tiada tanda-tanda pelepasan elektrik dikesan pada bus penghubung bus, insulator pengecoran dinding, atau pemutus litar pada sisi bus. Status kerosakan peralatan utama diperiksa di tempat, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.

Berikut adalah analisis mendalam tentang sebab-sebab kegagalan pemutus litar.

Sebab-sebab Berkaitan Kualiti Pemutus Litar

Pemutus litar yang dimaksudkan adalah jenis LW8-35A (T). Ia dipasang dan dikomision pada tapak pada Disember 2007 dan dimulakan pada Mac 2008. Saat ini, terdapat 11 pemutus litar vakum model yang sama di stesen pengubah suai, semuanya disusun di luar ruangan. Semasa pemeriksaan mekanisme pemutus litar model ini di tempat, tanda-tanda pelepasan dengan tahap yang berbeza ditemui pada insulator porcelen tiang. Dengan memeriksa perekam kerosakan di stesen pengubah suai, didapati voltan bus 35 kV sering melebihi had dan memulakan lompatan sebelum kerosakan berlaku. Perubahan melebihi had yang sering ini mengesahkan kuat kehadiran tanda-tanda pelepasan pada insulator porcelen tiang pemutus litar jenis ini.

Ujian tekanan voltan dijalankan pada insulator porcelen tiang 10 pemutus litar model yang sama di stesen pengubah suai. Sembilan daripadanya lulus ujian, dan hanya satu tidak memenuhi keperluan peraturan ujian. Apabila bahagian yang rosak itu diuji semula, ia lulus ujian tekanan voltan. Oleh itu, kemungkinan kualiti pemutus litar menjadi sebab kerosakan boleh diabaikan secara asas.

Sebab-sebab Berkaitan Operasi dan Penyelenggaraan Pemutus Litar

Stesen pengubah suai 220 kV ini terletak di persimpangan kawasan bandar dan luar bandar, bersebelahan dengan sebuah kuari, dan terdapat masalah pencemaran debu yang agak serius di sekitarnya. Pemeriksaan di tempat menunjukkan bahawa terdapat banyak akumulasi debu pada permukaan insulator porcelen tiang pemutus litar yang rosak. Dalam persekitaran yang tercemar, prestasi isolasi insulator porcelen tiang akan berkurang.

Oleh kerana kepentingan pengguna yang terhubung dengan laluan keluar sistem 35 kV di stesen pengubah suai ini, sulit untuk melakukan pemadam tenaga. Akibatnya, pemutus litar tidak dapat diperiksa dan diselenggara dengan tepat. Voltan kilat insulator porcelen tiang pemutus litar berkurang apabila tahap pencemaran meningkat. Efek kumulatif dari masa ke masa menyebabkan voltan kilat jatuh di bawah voltan operasi, menyebabkan pelepasan elektrik. Pada hari kerosakan, cuaca hujan berterusan di kawasan setempat, dan kelembapan udara yang meningkat lebih lanjut memperburuk proses ini. Oleh itu, dapat ditentukan bahawa ini adalah kemalangan yang disebabkan oleh kilat akibat pencemaran.

Penanganan Kerosakan

Pemutus litar yang rosak telah digantikan. Selepas komision di tempat, data ujian pemutus litar baru memenuhi keperluan yang dinyatakan dalam dokumen teknikal keluar pabrik. Saat ini, pemutus litar beroperasi dengan stabil.

Pemadam tenaga dilakukan untuk memeriksa pemutus litar model yang sama di stesen pengubah suai. Kontaminan dibersihkan dan diberi semula pelapisan isolasi. Pemeriksaan menyeluruh, penyelenggaraan, dan ujian ciri-ciri dijalankan pada setiap pemutus litar, dan masalah-masalah lain yang ditemui diperbaiki dengan segera. Saat ini, 10 pemutus litar luar ruangan model yang sama di stesen pengubah suai beroperasi dengan stabil.

Pada langkah seterusnya, pemeriksaan menyeluruh dan renovasi teknikal akan dijalankan pada pemutus litar luar ruangan di kawasan-kawasan seperti ini. Mereka akan digantikan dengan peralatan Gas Insulated Switchgear (GIS) untuk mencegah secara asas kemalangan akibat kilat akibat pencemaran di kawasan dengan pencemaran debu yang teruk.

Langkah-langkah Pencegahan

• Unit reka bentuk harus meningkatkan tahap reka bentuk mereka, mengoptimumkan struktur reka bentuk, dan meningkatkan prestasi isolasi pemutus litar di kawasan dengan pencemaran udara yang teruk (seperti membina tempat perlindungan atau menggunakan peralatan GIS).

• Unit pembuatan peralatan harus mengawal ketat pengurusan kualiti peralatan dan melaksanakan dengan sungguh-sungguh keperluan teknologi setiap tautan dalam proses pembuatan, penyusunan, dan komision peralatan.

• Unit operasi dan penyelenggaraan harus melakukan pekerjaan yang baik dalam penyelenggaraan dan pemeriksaan harian peralatan. Mereka harus memberi perhatian yang besar kepada isyarat perlindungan di stesen pengubah suai, terutamanya isyarat seperti aktivasi berulang-ulang perekam kerosakan. Mereka harus menyiasat dan menganalisis masalah dengan teliti, mengenal pasti status operasi sebenar peralatan di belakang isyarat, dan segera menjalankan penilaian dan analisis peralatan.

• Unit pengurusan peralatan harus melakukan pekerjaan yang baik dalam penerimaan peralatan baru ke dalam grid, memperkuat pengurusan harian peralatan, dan meningkatkan kebolehpercayaan bekalan tenaga.