Rannsókn á sprengingu á spennubreytara með 35 kV

Spennubreytar (PT) bestast af járnkerfum og vindingar spöllum, sem vinna svipalega og umframlagsspennubreytar en með minni áfangar. Þeir breyta háspennu í lágspennu fyrir verndar- mælingar- og mælingartækjum, og eru víðtæklega notaðir í orkustöðum. Spennubreytarnir eru flokkuð eftir öryggisgerð: torr gerð (≤6 kV), stökkað gerð (innanmorgunn 3 - 35 kV), olíugjafur (útangar ≥35 kV) og SF₆ loftgjafur (fyrir sameiningar tækjum).

Á meðan virkjun staðar er framkvæmd, gerast ennþá óhappamikil vegna PT elektromagneta eðlisbundið eða öryggismikils eldun. Til dæmis, í mars 2015, sprakk 35 kV komulínuspennubreytari á hitaveituorðakerfi vegna öryggismikils eldunar, sem valdi 35 kV Bus I & II ofskynningu. Rannsókn eftir áreiðanlegu:

1 Virkunarmáti áður en villan

Staða kerfisins á orkustöðinni áður en villan er sýnd á Mynd 1.

Staðurinn fær rafmagn af tveimur 35 kV komulínur (Jingdian 390 Lína, Jingre 391 Lína). Skiptar þeirra eru lokuð, tengdir við 35 kV Section I & II busbar. Þessar busbar notast við einnig bus skiptingu. Súrgrip vernda hliðin á straumabirtingu; engin komulínuvernd er til staðar á hitaveituorðakerfinu. Straumabirtingarsambönd:

• 35 kV Section I busbar → 3# aðalrafmagnstransformator → 10 kV Section I busbar.

• 35 kV Section II busbar → 4# aðalrafmagnstransformator → 10 kV Section II busbar.

• 10 kV Section I & II busbar keyra saman.

2. Ástæðalegar rannsóknir & yfirferð óhappamiks

Starfsfólk fann tvær sprökkspor:

• 35 kV Jingdian 390 Lína-hlið PT3: Vaktar Phase A/B línuspennum. Sprakkið brott úr botninum, eftirbragð af brennumarkum.

• 35 kV Jingdian 390 Lína Komulínu Skiptari: Sprakkið af styttskrifstraumi. Kabelhöfuðboltar smeltu; tengsl/snertispunktar voru brennir/formaðir.

2.1 35 kV Section II Busbar Spenna Gögnar Rannsókn

Villuskjalategund 35 kV Section II busbar var sótt til að endurtaka spenna, straumavörpunar og rafmagnsparametrar á tímabilinu sem óhappamið gerðist. Nákvæm gögnar rannsókn sporar villuþróun, veitir aðalskilvirkjar fyrir að ákvarða óhappamikils ástæðu.

2.2 Villuþróun & Rafmagns Rannsókn
(1)Fyrir villu Spenna Brottnám

• 19.6ms fyrir villu: 35kV Section II busbar hefur jafnvæg tríþás spenna, minnst zero-sequence spenna → venjuleg tæki.

• 13.6ms fyrir villu: Phase A/B spenna fallað til 49.0V/43.1V; Phase C hoppað til 71.8V; zero-sequence spenna stígur til 22.4V → spennubreytari öryggismikil borið.

• 1.6ms fyrir villu: Phase A/B spenna fallað til 11.9V/7.4V; Phase C fallað til 44.5V; zero-sequence spenna náð 23.5V → öryggismikils eldun verður verri.

 (2)Villa Kemur & Verndarsvarað

Á tímabilinu sem villa kemur: Phase A/B öryggismikil birst (styttskrift til jarðar); Phase C spenna fallað. 3ms seinna, tríþás spenna kom aftur til núll; PT sprakk → ákvarðað sem tríþás styttskrift til jarðar.

Ályktun: Fyrir villu busbar spenna var venjuleg (engin ljóshljómi/einkenningar → undanskild resonance overvoltage). Langtímabúnaður gerði spennubreytari öryggismikils eldun → innri öryggismikil borið leidde til innbyrðis styttskrift → breyttist í tríþás öryggismikils birst/styttskrift → línur brast.

(3)Verndarskipulag & Aðgerð

Komulínu skiptar (Jingdian 390, Jingre 391) ekki með komulínuvernd. Aðalstaður hefur vernd með sama stillingar:

• Differential protection: 5A stilling, 0s aðgerð.

• Time-limited quick-break protection: 21.2A stilling, 1.1s aðgerð.

• Over-current protection: Frekari greining nauðsynleg (sjá Mynd 2 fyrir komulínu straumaskráningargögn, ekki gefin).

Eftir villu, straumar í báðum línunum stófu upp. Eftir flytandi, náðu þeir fastastöðu:

• 35 kV Jingdian 390 Lína: 14,116 A (fastastöðu villustraumur);

• 35 kV Jingre 391 Lína: 10,920 A (fastastöðu villustraumur).

Verndaraðgerðir:

• Jingdian 390 Lína (fjarverndar aðalstaðar hlið): Differential protection hoppað 268 ms eftir sprakk. Villa ekki skilt af því 35 kV Sections I & II busbar voru loopuð.

• Jingre 391 Lína (fjarverndar aðalstaðar hlið): Time-limited quick-break protection hoppað 1,173 ms eftir sprakk, skilt villa.

3 Orsakar Rannsókn & Verndarmælir
3.1 Óhappamiklar Orsakar

Fullt öryggismikill elektromagnetisk spennubreytari, settur í virkni 2008, hefur ekki haft afvirkan viðhald/rifmagnspróf. Langtímabúnaður gerði innri öryggismikil borið. Mestu orsakar:

• Vöru Brottnám: Undanskild hönnun → ekki nógu mikil öryggismikil, stutt notkunartími.

• Umhverfis Miðað: Drekkað á porseinni sleppu → skarpt fall í öryggismikils motstandi á regntímum, flashovers, og langtíma öryggismikils borið.

• Öryggismikils Olía Elldun: Ekki góð slóð → vatnsganga, elektrískt svið borið, lækkad olía standaða/dielektrískar eiginleikar.

• Elldun & Ytri Áhrif: Hitabelt (umhverfis skilyrði, langtíma notkun); mekanísk elldun (skipta overvoltage, styttskrift straumar borið öryggismikils).

3.2 Öryggismikils Borið Próf

Regluleg öryggismikils motstandi próf forðast villur:

• Fyrsti Winding: Nota 2,500 V mælir á viðhaldi/umbúnað → öryggismikils motstandi ≥ 3,000 MΩ. Í föngum prófum, motstandi falla ≤ 50% af upphaflegu gildi.

• Annar Winding: Nota 1,000 V mælir á viðhaldi/umbúnað → öryggismikils motstandi ≤ 10 MΩ.

3.3 Almennt Villutegund: Resonance Overvoltage
Skilyrði fyrir Kemur:

• Elektromagnetisk spennubreytari eru ólínlínu induktorar. Stígr í anmunarstraumur valdar ferromagnetic saturation → inductance falla (mest resonans orsak).

• Resonans krefst passaðar kapacitance/inductance (inductive reactance ≤ 100× capacitive reactance).

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

Verndarmælir: Jörðra spennubreytari neutrals via harmonic eliminators + small resistors; install harmonic elimination devices at bus voltage transformer open deltas.

4. Ályktun

Öryggismikils eldun í spennubreytendum valdar birst og bus ofskynningu – algengt í netum. Fylgið strengt föngum prófunarreglum, prófaðu/breyttu óvenjulegum tækjum. Í þessari villu, óvernduð hitaveituorðakerfi komulínur og misstöð #1 35 kV bus tie skiptari víddu villuna. Athugaðu reglulega verndarskipulag/reliability. Villu rannsókn hjálpar að fljótt finna einkenningar, taka áhrifalegar aðgerðir, minnka villu áhætturnar, og auka staðar reliability.