Analiza in odpravljanje vzrokov napak zunanjega vakuumnega preklopnika na 35 kV

Pojav napake

23. junija 2020 je v 35 kV odvodni jazi, ki je bil na topli pripravljenosti v 220 kV podstanici, prišlo do napake. To je sprožilo delovanje prve stopnje, prvega časovnega ogrinjača nadmernega toka z omejevanjem napetosti nizkonaporne rezervne zaščite druge glavne transformatorje in druge stopnje nadmernega toka 350 povezovalne zaščite. Torej so odpadli preklopniki 352 na nizkonaporni strani, ki ustreza drugi glavni transformatorji, in 350 povezovalni preklopnik, kar je vodilo do izgube napetosti na 35 kV I sekcijskih vodnikih podstanice.

Pred nesrečo je 35 kV sistem podstanice uporabljal enojno matično vez z razdelitvijo. Med dvema matičnima sekcijama je bila nameščena posebna povezovalna preklopna naprava. 35 kV I matična sekcija, kjer se je zgodila napaka, je imela skupaj tri odhodne linije in dva kondenzatorska kompleksa. Odvodni jaz, v katerem se je zgodila napaka, je bil na topli pripravljenosti, njegova funkcija zaščite pa ni bila aktivirana. Preostali jazi so bili v delovanju, povezovalni preklopnik pa je bil v zaprtom položaju.

Analiza vzrokov

S pregledom poročil o sporočilih in oscilogramov zaščitnih naprav 350 povezovalnega jaza in jaza druge glavne transformatorje v podstanici je bilo ugotovljeno, da je ob pojavu napake najprej prišlo do medfazne napake med fazama B in C, ki se je kasneje razvila v trofazni kratkopovezni dogodek. Specifično, diagram valov napake (posnetek zaslona) na nizkonaporni strani druge glavne transformatorje je prikazan na Sliki 1.

Pregled nepravilnega preklopnika je pokazal, da je po pojavu napake vakuumskega preklopnika faze A potekla loma, postinsulatorji faz B in C so bili težko zgoreli in poškodovani, vodniki preklopnika pa so bili različno raztrgani. Na povezavi matičnih vodnikov, steninsulatorjih ali ločevalnikih na strani matičnih vodnikov preklopnika ni bilo opazno znakov električnega razpoločenja. Stanje poškodbe primarnih naprav je bilo pregledano na mestu, kot je prikazano na Sliki 2.

Naslednja je podrobna analiza vzrokov neuspeha preklopnika.

Razlogi, povezani s kakovostjo preklopnika

Preklopnik vprašanja je tipa LW8 - 35A (T). Bil je nameščen in komisiran na mestu decembra 2007 in postavljen v delovanje marca 2008. Trenutno je v podstanici 11 istotipnih vakuumskih preklopnikov, vsi so razpostavljeni na prostem. Pregled mehanizma tega modela preklopnika na mestu je pokazal, da so na postinsulatorjih bile različne stopnje razpoločenja. S pregledom zapisovalnika napak v podstanici je bilo ugotovljeno, da je 35 kV matična napetost pogosto presegala omejitev in sprožila odpade pred pojavom napake. Ta pogosta preseženost omejitve močno potrjuje prisotnost razpoločenja na postinsulatorjih tega tipa preklopnika.

Na postinsulatorjih preostalih 10 preklopnikov istega modela v podstanici je bil izveden test trdnosti napetosti. Devet jih je prešlo test, le eden pa ni izpolnil zahtev testnih predpisov. Ko je bil nepravilen jaz ponovno preverjen, je prešel test trdnosti napetosti. Zato se lahko v bistvu izključi, da je kakovost preklopnika vzrok za napako.

Razlogi, povezani z delovanjem in vzdrževanjem preklopnika

Ta 220 kV podstanica se nahaja na mejnem območju mesta in podeželja, ob bližnjem kamnitvenem delu, kjer je relativno resen problem onesnaženosti praškom. Pregled na mestu je pokazal, da je bilo na površini postinsulatorjev nepravilnega preklopnika značilno zbiranje praška. V onesnaženem okolju bo izolacijska zmogljivost postinsulatorjev padla.

Ker so uporabniki, povezani s odhodnimi linijami 35 kV sistema v tej podstanici, pomembni, je bilo težko izvajati odmerjanja. Torej ni bilo mogoče preklopnika uradno pregledati in vzdrževati. Napetost bljeskave postinsulatorjev preklopnika pada s povečevanjem stopnje onesnaženosti. Kumulativni učinek s časom je povzročil, da je napetost bljeskave padla pod delovno napetost, kar je vodilo do električnega razpoločenja. Dneva, ko se je zgodila napaka, je bilo v lokalnem območju zmeraj deževalo, kar je dodatno poslabšalo ta proces. Zato se lahko določi, da je to bila nesreča, povzročena onesnaženostjo, ki je povzročila bljeskavo.

Obdelava napake

Nepravilen preklopnik je bil zamenjan. Po komisiji na mestu so testni podatki novega preklopnika izpolnili zahteve, določene v tehničnih dokumentih iz proizvodnje. Trenutno preklopnik deluje stabilno.

Izvedena so bila odmerjanja, da bi bili pregledani preklopniki istega modela v podstanici. Onesnaženost je bila očiščena in ponovno naneselektrizirana. Vsak preklopnik je bil podvržen celovitemu pregledu, vzdrževanju in karakterističnim testom, druge probleme, ki so bili odkriti, so bili pravočasno odpravljeni. Trenutno ostali 10 zunanjih preklopnikov istega modela v podstanici delujejo stabilno.

V naslednjem koraku bo izveden celovit pregled in tehnična obnova zunanjih preklopnikov v takšnih območjih. Ti bodo centralno zamenjeni z napravami GIS, da bi se osnovno preprečile nesreče, povzročene onesnaženostjo, ki povzroča bljeskavo v območjih z resno onesnaženostjo praškom.

Preventivne mere

• Projektne enote bi morale izboljšati svojo raven oblikovanja, optimizirati strukturo oblikovanja in izboljšati izolacijsko zmogljivost preklopnikov v območjih z resno zračno onesnaženostjo (na primer z gradnjo varnostnih zgradb ali uporabo naprav GIS).

• Enote za proizvodnjo opreme bi morale strogo kontrolirovati upravljanje kakovosti opreme in resno izvajati tehnološke zahteve vsakega koraka v procesu proizvodnje, sestavljanja in komisije opreme.

• Enote za delovanje in vzdrževanje bi morale dobro opraviti vsakodnevno vzdrževanje in pregled opreme. Bi morale posebno poudariti zaščitne signale v podstanici, zlasti signale, kot je pogosto aktiviranje zapisovalnika napak. Bi morale temeljito preučiti in analizirati probleme, identificirati dejansko stanje delovanja opreme za signal, in pravočasno izvesti oceno in analizo opreme.

• Enote za upravljanje opreme bi morale dobro opraviti sprejem novo opreme, ki vstopa v omrežje, okrepiti vsakodnevno upravljanje opreme in izboljšati zanesljivost oskrbe z energijo.