Pagsusuri at Pagtreat ng mga Dahilan ng Sakit ng 35 kV Outdoor Vacuum Circuit Breaker

Pananalamin ng Sakit

Noong ika-23 ng Hunyo 2020, nangyari ang isang kaso sa bay na nasa hot standby ng 35 kV feeder sa isang 220 kV substation. Ito ay nag-trigger ng pag-operate ng unang yugto, unang limitasyon ng voltage-restrained overcurrent protection ng low-voltage backup protection ng No. 2 main transformer at ang ikalawang yugto ng overcurrent protection ng 350 bus tie protection. Dahil dito, ang 352 circuit breaker sa low-voltage side na nakaugnay sa No. 2 main transformer at ang 350 bus tie circuit breaker ay nag-trip, na siyang nagresulta sa pagkawala ng voltage sa 35 kV Section I bus ng substation.

Bago nangyari ang aksidente, ang 35 kV system ng substation ay gumagamit ng single-bus sectionalized connection mode. Mayroong dedicated bus tie circuit breaker na naka-install sa pagitan ng dalawang bus sections. Ang 35 kV Section I bus kung saan matatagpuan ang may kasalukuyang problema na bay ay may kabuuang tatlong outgoing lines at dalawang capacitor banks. Ang bay na may kasalukuyang problema ay nasa hot standby, at hindi aktibo ang proteksyon nito. Ang natitirang bays ay nasa operasyon, at ang bus tie circuit breaker ay nasa closed position.

Analisis ng Dahilan

Sa pamamagitan ng pagsusuri ng mga ulat ng mensahe at oscillograms mula sa mga proteksyon ng 350 bus tie bay at No. 2 main transformer bay ng substation, natuklasan na noong simula ng kaso, ito ay unang ipinakita bilang phase-to-phase fault sa pagitan ng phases B at C, na sumunod na lumaki sa three-phase short-circuit fault. Kaya, ang fault waveform diagram (screenshot) ng low-voltage side ng No. 2 main transformer ay ipinapakita sa Figure 1.

Matapos ang inspeksyon sa may kasalukuyang problema na circuit breaker, natuklasan na pagkatapos ng kaso, ang bushing ng phase A ng vacuum circuit breaker ay nabigkas, ang post porcelain insulators ng phases B at C ay malubhang nasunog at nasira, at ang lead wires ng circuit breaker ay may iba't ibang antas ng pagkabigkas. Walang mga senyas ng electrical discharge na nakita sa busbar connection busbars, wall-bushing insulators, o disconnectors sa gilid ng busbar ng circuit breaker. Ang estado ng pinsala ng primary equipment ay ininspeksyon on-site, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.

Ang sumusunod ay isang mas malalim na analisis ng mga dahilan ng pagkakasira ng circuit breaker.

Mga Dahilan Kaugnay ng Kalidad ng Circuit Breaker

Ang circuit breaker na ito ay ng uri LW8-35A (T). Ito ay nainstalla at nacommissioned on-site noong Disyembre 2007 at inilunsad sa operasyon noong Marso 2008. Sa kasalukuyan, mayroong 11 vacuum circuit breakers ng parehong modelo sa substation, lahat ng mga ito ay nakalagay sa labas. Matapos ang on-site inspection ng mekanismo ng circuit breaker na ito, natuklasan ang iba't ibang antas ng discharge marks sa post porcelain insulators. Sa pamamagitan ng pag-check ng fault recorder sa substation, natuklasan na ang 35 kV bus voltage madalas lumampas sa limit at nagtrigger ng trips bago ang kaso. Ang madalas na paglalampas ng limit na ito ay malakas na kumpirmado ang presensya ng mga discharge marks sa post porcelain insulators ng circuit breaker na ito.

Isinagawa ang isang withstand voltage test sa post porcelain insulators ng natitirang 10 circuit breakers ng parehong modelo sa substation. Siyam sa kanila ay pumasa sa test, at tanging isa lamang ang hindi sumunod sa mga regulasyon ng test. Kapag inulit ang test sa bay na may kasalukuyang problema, ito ay pumasa sa withstand voltage test. Kaya, ang posibilidad na ang kalidad ng circuit breaker ang dahilan ng kaso ay maaaring walang bahid na mapawi.

Mga Dahilan Kaugnay ng Paggamit at Pag-maintain ng Circuit Breaker

Ang 220 kV substation na ito ay matatagpuan sa junction ng urban at rural areas, malapit sa isang quarry, at mayroong relatyibong seryosong problema ng polusyon ng abo sa paligid. Sa on-site inspection, natuklasan na mayroong malaking halaga ng polusyon sa ibabaw ng post porcelain insulators ng may kasalukuyang problema na circuit breaker. Sa isang polusyon na lugar, ang insulation performance ng post porcelain insulators ay bababa.

Dahil sa importansya ng mga user na nakaconnect sa mga outgoing lines ng 35 kV system sa substation na ito, mahirap na magkaroon ng power outages. Dahil dito, hindi maaaring inspeksyunin at maintain nang maagang ang circuit breaker. Ang flashover voltage ng post porcelain insulators ng circuit breaker ay bumababa habang tumaas ang antas ng polusyon. Ang cumulative effect sa panahon ay nagresulta sa pagbaba ng flashover voltage sa ilalim ng operating voltage, na nagresulta sa electrical discharge. Noong araw ng kaso, mayroong patuloy na ulan sa lokal na lugar, at ang pagtaas ng humidity sa atmosfera ay lalo pang pinalala ang proseso. Kaya, maaaring matukoy na ito ay isang aksidente na dulot ng flashover dahil sa polusyon.

Paggamot ng Kaso

Napalitan ang may kasalukuyang problema na circuit breaker. Matapos ang on-site commissioning, ang test data ng bagong circuit breaker ay sumunod sa mga kinakailangan na nasa ex-factory technical documents. Sa kasalukuyan, ang circuit breaker ay nagsasagawa ng stable operation.

Inilunsad ang mga power outages upang inspeksyunin ang mga circuit breakers ng parehong modelo sa substation. Inilinis at inihugas ang mga contaminants, at inilapat muli ang insulation spraying. Isinagawa ang comprehensive inspection, maintenance, at characteristic test sa bawat circuit breaker, at ang iba pang mga problema na natuklasan ay napabilis na naayos. Sa kasalukuyan, ang ibang 10 outdoor circuit breakers ng parehong modelo sa substation ay nagsasagawa ng stable operation.

Sa susunod na hakbang, isasagawa ang comprehensive inspection at technical renovation sa mga outdoor circuit breakers sa mga lugar na gaya nito. Ito ay papalitan nang sentral na ng Gas Insulated Switchgear (GIS) equipment upang makaprevent ng pundamental ang mga aksidente na dulot ng flashover dahil sa polusyon sa mga lugar na may malubhang polusyon ng abo.

Mga Preventive Measures

• Ang mga design units ay dapat paunlarin ang kanilang lebel ng disenyo, i-optimize ang disenyo ng estruktura, at i-enhance ang insulation performance ng mga circuit breakers sa mga lugar na may malubhang polusyon ng hangin (tulad ng paggawa ng mga shelter o paggamit ng GIS equipment).

• Ang mga unit ng paggawa ng equipment ay dapat mahigpit na kontrolin ang quality management ng equipment at tapat na ipatupad ang teknikal na kinakailangan ng bawat link sa proseso ng paggawa, assembly, at commissioning ng equipment.

• Ang mga unit ng operation at maintenance ay dapat gumawa ng mabuting trabaho sa daily maintenance at inspection ng equipment. Dapat silang bigyan ng mahalagang pagtingin sa mga protection signals sa substation, lalo na ang mga signal tulad ng madalas na pag-trigger ng fault recorder. Dapat nilang masusing imbestigahan at analisin ang mga problema, at matukoy ang tunay na estado ng operasyon ng equipment sa likod ng mga signal, at agad na gawin ang evaluation at analysis ng equipment.

• Ang mga unit ng pagmamanage ng equipment ay dapat gumawa ng mabuting trabaho sa pag-accept ng mga bagong equipment na pumasok sa grid, palakasin ang daily management ng equipment, at i-improve ang reliabilidad ng supply ng kuryente.