35 kV tentsio-transformer baten explosions-gegurutzaren analisia

Tentsio transformadoreak (PTak) diru eta bobinak dituzten giloi batzuk dira, transformadorei oso antzekoak direnak, baina kapasitate txikiagoarekin. Altu tentsioa murriztu egiten dute babestu, neurtu eta kontatu arteko tresnei, landu/zigor askotan erabiltzen direnak. Isulagatik sailkatuta: gorria - mota (≤6 kV), kolonkortua - mota (barne 3 - 35 kV), oilo - betetua (kanpo ≥35 kV), eta SF₆ gas - betetua (konbinatuak dituzten tresnei).

Subestazioen lan egitean, PTren elektromagnetikoaren rezonantziaren edo isulerako zaharregitzearen ondorioz gertatzen diren akidentuak oraindik gertatzen dira. Adibidez, martxoan 2015ean, termika baten 35 kV sarrerako lineako PT bat isulerako zaharregitzeagatik estalatu zen, 35 kV Bus I & II itxi egin duena. Tokiko ikuskuntza osteko analisiak:

1 Akidentuaren Aurretiko Lan Modua

Akidentuaren aurreko sistema egoera Irudi 1ean ageri da.

Subestazioak bi 35 kV sarrerako lineetatik (Jingdian 390 Line, Jingre 391 Line) jasotzen du indarra. Hauek itxiak daude, 35 kV I & II busgarriekin konektatuta. Busgarri hauek erabiltzen dute barne busgarri sekzio bakar batekin. Etsaiak babesten dute indar jasotzeko aldea; ez dago sarrera babesa termika aldean. Indar jasotzeko konexioak:

• 35 kV I busgarria → 3# nagusiko transformadorea → 10 kV I busgarria.

• 35 kV II busgarria → 4# nagusiko transformadorea → 10 kV II busgarria.

• 10 kV I & II busgarriak paraleloan doazela.

2. Tokiko Ikuskuntza & Akidentuaren Berriztagarritasuna

Lan/ Mantentze langileek bi estalatzeko arrazoia aurkitu zituzten:

• 35 kV Jingdian 390 Line - aldeko PT3: A eta B fasetako lineako tensioak kontrolatzen ditu. Ondoren, beheko parte estalatu zen, ahots markak utzi zituen.

• 35 kV Jingdian 390 Line Sarrera Switch: Esteka ibaia estalatu zuen. Kablearen buruko bolteak erritu ziren; kontaktuak/fingerak ahots/deformatu ziren.

2.1 35 kV II Busgarriaren Tentsio Datuen Analisia

35 kV II busgarriaren akidentuaren datuak berreskuratu ziren, tentsioak, ibaiekin eta elektrikoki parametroak leheneratzeko. Datuen analisi zehatzak akidentuaren garapena jarraitzen du, akidentuaren arrazoia zehazteko ospetsu froga ematen dizkie.

2.2 Akidentuaren Garapena & Elektrikoki Analisia
(1)Aurretiko Tentsio Distorsioa

• 19.6ms aurretik: 35kV II busgarriak simetriko hiru fasetako tentsioak ditu, zero sekuentzia tentsioa gutxienez → tresna normalak.

• 13.6ms aurretik: A/B fasetako tentsioak jaisten dira 49.0V/43.1Vra; C fasea 71.8Vra igotzen da; zero sekuentzia tentsioa 22.4Vra igo da → tentsio transformadorearen isulagatzea hondatu da.

• 1.6ms aurretik: A/B fasetako tentsioak jaisten dira 11.9V/7.4Vra; C fasea 44.5Vra jaitsi da; zero sekuentzia tentsioa 23.5Vra igo da → isulagatzea hondatzen da.

 (2)Akidentuaren Gertaldi & Babesten Erantzunak

Akidentuan: A/B faseen isulagatzea hondatu da (lurra zerbitzura); C faseko tentsioa jaitsi da. 3ms geroago, hiru fasetako tentsioak zerora itzuli dira; PT estalatu da → hiru fasetako zerbitzura lurreko esteka laburra dela ondorioztatzen da.

Iraultza: Aurretiko busgarrien tentsioak normalak ziren (ez zegoen tximinoak/erroreak → rezonantziako tentsio handia kendu da). Lan luzearen ondorioz tentsio transformadorearen isulagatzea hondatu da → barruko isulagatzea hondatu da inter-turn esteka laburrara → hiru fasetako isulagatzea hondatu da/esteka laburra bihurtu da → linea saltatu da.

(3)Babesten Konfigurazioa & Ekintza

Sarrera switchak (Jingdian 390, Jingre 391) ez dute sarrera babesa. Nagusiko estalkiak babestu ditu, ezarpen berdinak dituenak:

• Diferentziala babesa: 5A ezarpena, 0s ekintza.

• Denbora mugatua azkar-babesa: 21.2A ezarpena, 1.1s ekintza.

• Ibaia handia babesa: Analisi gehiago beharrezkoa da (Ikusi Irudi 2 sarrera ibaia datuak, ez da eman).

Akidentuaren ondoren, bi lineen ibaiek goiti igotzen dira. Transienten ondoren, egoera estabilizatu egin du:

• 35 kV Jingdian 390 Line: 14,116 A (egoera estabilizatuaren hasierako ibaia);

• 35 kV Jingre 391 Line: 10,920 A (egoera estabilizatuaren hasierako ibaia).

Babesten ekintzak:

• Jingdian 390 Line (urruneko estalki aldea): Diferentziala babesa 268 ms estalatu ondoren aktibatu da. Ez da akidentua bereizi 35 kV I & II busgarriak bueltan zegoelako.

• Jingre 391 Line (urruneko estalki aldea): Denbora mugatua azkar-babesa 1,173 ms estalatu ondoren aktibatu da, akidentua bereiztuz.

3 Arrazoien Analisia & Aurkikuntza neurriak
3.1 Akidentuaren Arrazoia

2008an komisioa hartu zuen osorik isuldatutako magnetiko tentsio transformadorea ez zuen inoiz itxi mantentzea/electric testa. Lan luzearen ondorioz barruko isulagatzea hondatu da. Arrazoien nagusiak:

• Produktuoko Defektuak: diseinu iraunkorra → isulagatze gutxiegia, biztanlerro laburra.

• Ingurumeneko Kontaminazioa: porcelana manteleren gainean zaharkitza → urtzeko egunetan isulagatze resistentzia gutxitasuna, flashoverak eta luzeengo isulagatze hondamendua.

• Oiloko Isulagatzea: Iturri txarrak → umiditate sartu, electric field distortion, oiloko tentsio handia/dielectric propietateak gutxitu.

• Zaharregitzea & Kanpoko Impaktuak: Termikoa (ambient conditions, lan luzea); mekanikoa (switching overvoltage, short-circuit currents damaging insulation).

3.2 Isulagatze Hondamen Testak

Isulagatze resistentziaren testak erregularak saihestu hondamentxeak:

• Lehenengo Bobina: Erabili 2,500 V adierazlea traspaso/overhaul → isulagatze resistentzia ≥ 3,000 MΩ. Preventive testean, resistentzia jaitsi ≤ 50% balio lehenengoa.

• Bigarren Bobina: Erabili 1,000 V adierazlea traspaso/overhaul → isulagatze resistentzia ≤ 10 MΩ.

3.3 Komun Fault: Resonance Overvoltage
Conditions for Occurrence :

• Elektromagnetiko tentsio transformadoreak induktore no lineala da. Excitation current increment leads to ferromagnetic saturation → inductance drop (main resonance cause).

• Resonance requires matched capacitance/inductance (inductive reactance ≤ 100× capacitive reactance).

• Trigger conditions: no-load bus switching, sudden ground-fault clearance, lightning, switching overvoltage, etc.

Preventions: Ground voltage transformer neutrals via harmonic eliminators + small resistors; install harmonic elimination devices at bus voltage transformer open deltas.

4. Conclusion

Tentsio transformadoreen isulagatzea hondatzen da breakdown eta bus outages – common in grids. Strictly follow preventive test regulations, test/replace unqualified equipment. In this accident, unprotected thermal power plant incoming lines and failed #1 35 kV bus tie switch widened the fault. Regularly check protection configuration/reliability. Accident analysis helps quickly identify issues, take targeted actions, reduce fault risks, and boost substation reliability.