Analiza i tretman uzroka kvarova na vanjskom vakuumskom prekidaču od 35 kV

Fenomena greške

23. juna 2020. došlo je do greške u sekciji odvojne linije na 35 kV koja je bila u stanju toplog čekanja u podstanici na 220 kV. To je aktiviralo prvu fazu, prvi vremenski interval zaštite preopterećenja ograničene naponom niskonaponske rezervne zaštite drugog glavnog transformatora i drugu fazu zaštite preopterećenja spojnog automatskog prekidača 350. Kao posledica, prekidni automat 352 na niskonaponskoj strani koji odgovara drugom glavnom transformatoru i spojni prekidni automat 350 su isključeni, što je dovelo do gubitka napona na bus I 35 kV u podstanci.

Pre događaja, 35 kV sistem podstanice koristio je režim povezivanja jednog busa sa sekcijama. Između dve bus sekcije je instaliran posebni spojni prekidni automat. Bus I 35 kV, gde se nalazila otkazana sekcija, imao je ukupno tri izlazne linije i dva kondenzatorska sklopca. Otkazana sekcija bila je u stanju toplog čekanja, a njegova funkcija zaštite nije bila aktivirana. Preostale sekcije bile su u radu, a spojni prekidni automat bio je zatvoren.

Analiza uzroka

Pregledom poruka i oscilograma sa uređaja zaštite spojnice 350 i sekcije drugog glavnog transformatora u podstanci utvrđeno je da je na početku greške prvobitno došlo do greške između faza B i C, koja se kasnije razvila u trofaznu kratak spoj. Konkretno, dijagram talasa (screenshot) sa niskonaponske strane drugog glavnog transformatora prikazan je na Slici 1.

Pregledom otkazanog prekidnog automata otkriveno je da nakon nastanka greške, bušna ulja faze A vakuumskog prekidnog automata prekinuta su, a postinsulatori faza B i C su teško oštećeni i ogorčeni, a vodovi prekidnog automata su prekinuti u različitim stepenima. Nisu otkriveni znaci električnog razbodenja na spojnicama busa, staklenim izolatorima u zidu ili disjunktorima na strani busa prekidnog automata. Stanje oštećenja primarnih opreme pregledano je na terenu, kao što je prikazano na Slici 2.

Nastavljena je detaljna analiza uzroka otkaza prekidnog automata.

Razlozi vezani za kvalitet prekidnog automata

U pitanju je prekidni automat tipa LW8 - 35A (T). Instaliran i komisioniran na terenu decembra 2007. godine, a uveden u upotrebu mart 2008. Trenutno, u podstanci ima 11 vakuumskih prekidnih automata istog modela, svi su raspoređeni vani. Pregledom mehanizma ovog modela prekidnog automata na terenu otkriveni su oznaci razbodenja različitih intenziteta na postinsulatorima. Proverom snimanja grešaka u podstanci utvrđeno je da je napon na 35 kV busu često prekoracio granice i inicirao prekide pre nego što je došlo do greške. Ova česta varijacija prekoračenja potvrđuje prisustvo oznaka razbodenja na postinsulatorima ovog tipa prekidnog automata.

Test otpornosti na napon izvršen je na postinsulatorima ostalih 10 prekidnih automata istog modela u podstanci. Devet od njih prošlo je test, a samo jedan nije ispunio zahteve testnih propisa. Kada je otkazana sekcija ponovo testirana, prošla je test otpornosti na napon. Stoga se može gotovo isključiti mogućnost da je kvalitet prekidnog automata uzrok greške.

Razlozi vezani za eksploataciju i održavanje prekidnog automata

Ova 220 kV podstanica smještena je na granici urbanih i ruralnih područja, susjedna je šljunčaru, a u okolini postoji relativno ozbiljan problem zagađenja prašnjacama. Pregledom na terenu otkriveno je da je na površini postinsulatora otkazanog prekidnog automata bilo značajno nagomilanje prašine. U zagađenoj sredini smanjiće se izolativna performansa postinsulatora.

Zbog važnosti korisnika povezanih sa izlaznim linijama 35 kV sistema u ovoj podstanci, bilo je teško obaviti isključivanje napajanja. Zbog toga prekidni automat nije mogao biti pravo vremena pregledan i održavan. Napon iskrsavanja postinsulatora prekidnog automata smanjuje se kako raste stupanj zagađenja. Kumulativni efekt tijekom vremena doveli su do toga da je napon iskrsavanja pasti ispod radnog napona, što je dovelo do električnog razbodenja. Dan kada je došlo do greške, u lokalnoj regiji bilo je kontinuiranog kišnog vremena, a povećana vlažnost zraka još je više pogoršala taj proces. Stoga se može zaključiti da je ovo bio nesrećni slučaj uzrokovan iskrsavanjem zbog zagađenja.

Obrada greške

Otkazani prekidni automat zamijenjen je. Nakon komisioniranja na terenu, testni podaci novog prekidnog automata ispunjavaju zahteve definisane u tehničkoj dokumentaciji proizvođača. Trenutno, prekidni automat stabilno radi.

Izvršena su isključivanja napajanja za pregled prekidnih automata istog modela u podstanci. Kontaminanti su očišćeni i protjerani, a izolacija je ponovno nanijela. Kompleksan pregled, održavanje i karakteristični testovi izvršeni su na svakom prekidnom automatu, a druge otkrivene probleme ispravljeni su pravo vremena. Trenutno, ostali 10 vanjskih prekidnih automata istog modela u podstanci stabilno rade.

U sljedećem koraku, izvršit će se kompleksni pregled i tehnološka renovacija vanjskih prekidnih automata u takvim područjima. Oni će biti centralno zamijenjeni Gas Insulated Switchgear (GIS) opremom kako bi se temeljito spriječili nesrećni slučajevi uzrokovani iskrsavanjem zbog zagađenja u područjima s ozbiljnim zagađenjem prašnjacama.

Preventivne mere

• Projektne jedinice trebaju poboljšati svoju projektantsku razinu, optimizovati projektantsku strukturu i unaprediti izolativnu performansu prekidnih automata u područjima s ozbiljnim zagađenjem zraka (poput izgradnje zaštita ili korišćenje GIS opreme).

• Jedinice za proizvodnju opreme trebaju strogo kontrolisati upravljanje kvalitetom opreme i iskreno implementirati tehnološke zahteve svake veze u procesima proizvodnje, montaže i komisioniranja opreme.

• Jedinice za eksploataciju i održavanje trebaju dobro obaviti redovno održavanje i pregled opreme. Trebaju dati veliku važnost signalima zaštite u podstanci, posebno signalima poput česte aktivacije snimača grešaka. Trebaju pažljivo ispitati i analizirati probleme, identificirati stvarno stanje rada opreme iza signala i pravo vremena obaviti procjenu i analizu opreme.

• Jedinice za upravljanje opremom trebaju dobro obaviti prihvat novih oprema koje ulaze u mrežu, jačati redovno upravljanje opremom i poboljšati pouzdanost snabdevanja strujom.