एक ३५ किलोवोल्ट वोल्टेज ट्रान्सफोर्मरको एक्सप्लोजन दुर्घटनाको विश्लेषण

वोल्टेज ट्रान्सफार्मर (PTs) लोहे के कोर र विकिरण कुन्डी समाविष्ट छन्, जसले ट्रान्सफार्मर जस्तै काम गर्छन् तर क्षमता सानो हुन्छ। यी उच्च वोल्टेजलाई मापन, प्रोटेक्सन र मीटरिंग उपकरणको लागि निम्न वोल्टेजमा रूपान्तरण गर्दछ, जसले प्लान्ट/स्टेशनमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुन्छ। इन्सुलेशन अनुसार वर्गीकरण: ड्राइ-टाइप (≤6 kV), कास्ट-टाइप (आंतरिक 3 - 35 kV), तेल-पिलित (बाहिरी ≥35 kV), र SF₆ गैस-भरिएको (संयुक्त उपकरणको लागि)।

सबस्टेशन संचालनमा, PT इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रिझोनेन्स वा इन्सुलेशन पुरानो हुने बाट दुर्घटनाहरू अझै पनि घटिसक्छन्। उदाहरणका लागि, मार्च 2015 मा, एक थर्मल पावर प्लान्टमा 35 kV आइनिङ-लाइन PT इन्सुलेशन पुरानो हुने बाट फट्यो, जसले 35 kV बस I & II बाहिर हुने कारण बन्यो। ठाउँमा जाँच गर्ने बादको विश्लेषण:

1 दोष भएको पहिले कार्य ढाँचा

दोष भएको पहिले प्लान्टको प्रणालीको स्थिति चित्र 1 मा देखाइएको छ।

सबस्टेशन दुई 35 kV आइनिङ लाइन (जिंगडियन 390 लाइन, जिंगरे 391 लाइन) बाट ऊर्जा प्राप्त गर्छ। उनीहरूको स्विचहरू बन्द छन्, 35 kV सेक्शन I & II बसबार जोडिएका छन्। यी बसहरूले एकल-बस सेक्शनित वायरिंग प्रयोग गर्छन्। ओवरव्होल्टेज प्रोटेक्टरहरू ऊर्जा आपूर्ति तरफ रक्षा गर्छन्; थर्मल प्लान्ट तरफ आइनिङ लाइन प्रोटेक्सन छैन। ऊर्जा आपूर्ति लिंक:

• 35 kV सेक्शन I बस → 3# मुख्य ट्रान्सफार्मर → 10 kV सेक्शन I बस।

• 35 kV सेक्शन II बस → 4# मुख्य ट्रान्सफार्मर → 10 kV सेक्शन II बस।

• 10 kV सेक्शन I & II बसहरू समानान्तर चल्छन्।

2. ठाउँमा जाँच र दुर्घटना बीतास

संचालन/रख-रखाव कर्मचारीहरूले दुई विस्फोट चिह्न पाएका छन्:

• 35 kV जिंगडियन 390 लाइन-साइड PT3: फेज A/B लाइन वोल्टेजहरूलाई निरीक्षण गर्छ। यसको तल फटेको छ, जसमा जल्ने चिह्नहरू छन्।

• 35 kV जिंगडियन 390 लाइन आइनिङ स्विच: छोट-सर्किट धारा विस्फोट गर्यो। केबल हेड बोल्टहरू पिगलेका छन्; कन्टेक्ट/फिङरहरू जल्ने र विकृत भएका छन्।

2.1 35 kV सेक्शन II बस वोल्टेज डाटा विश्लेषण

35 kV सेक्शन II बसको दोष रेकर्डिंग डाटा फेरि प्राप्त गरिएको छ दोषको समयमा वोल्टेज, धारा र विद्युत पैरामिटरहरूलाई पुनर्स्थापना गर्न। यथार्थ डाटा विश्लेषण दोषको विकास ट्रेस गर्छ, जसले दुर्घटना कारण निर्धारणका लागि महत्वपूर्ण साक्ष्य प्रदान गर्छ।

2.2 दोष विकास र विद्युत विश्लेषण
(1)दोष पहिले वोल्टेज विकृति

• 19.6ms दोष पहिले: 35kV सेक्शन II बसमा सममित तीन-फेज वोल्टेज, न्यूनतम शून्य-अनुक्रमिक वोल्टेज → सामान्य उपकरण।

• 13.6ms दोष पहिले: फेज A/B वोल्टेजहरू 49.0V/43.1Vमा गिर्छन्; फेज C 71.8Vमा उच्च उठ्छ; शून्य-अनुक्रमिक वोल्टेज 22.4Vमा उच्च उठ्छ → वोल्टेज ट्रान्सफार्मर इन्सुलेशन नष्ट भएको छ।

• 1.6ms दोष पहिले: फेज A/B वोल्टेजहरू 11.9V/7.4Vमा गिर्छन्; फेज C 44.5Vमा गिर्छ; शून्य-अनुक्रमिक वोल्टेज 23.5Vमा उच्च उठ्छ → इन्सुलेशन अवस्था खराब हुन्छ।

 (2)दोष घटना र प्रोटेक्सन प्रतिक्रिया

दोष घटना दौरान: फेज A/B इन्सुलेशन टुक्रा भएको (पृथ्वी छोट-सर्किट); फेज C वोल्टेज गिर्छ। 3ms पछि, तीन-फेज वोल्टेजहरू शून्यमा फिर्ता आउँछन्; PT विस्फोट गर्छ → तीन-फेज छोट-सर्किट निर्धारण गरिएको छ।

निष्कर्ष: दोष पहिले बस वोल्टेजहरू सामान्य थिए (बिजली/गलत संचालन छैन → रिझोनेन्स ओवरव्होल्टेज बाहिर)। लामो समयको संचालनले वोल्टेज ट्रान्सफार्मर इन्सुलेशन खराब हुन्छ → आन्तरिक इन्सुलेशन नष्ट हुन्छ र टर्न-सँग-टर्न छोट-सर्किट भएको छ → तीन-फेज इन्सुलेशन टुक्रा/छोट-सर्किटमा विकसित भएको छ → लाइन ट्रिप हुन्छ।

(3)प्रोटेक्सन सेटअप र कार्य

आइनिङ लाइन स्विचहरू (जिंगडियन 390, जिंगरे 391) आइनिङ प्रोटेक्सन छैन। मुख्य स्टेशनमा समान सेटिङहरूको साथ प्रोटेक्सनहरू छन्:

• डिफरेन्सियल प्रोटेक्सन: 5A सेटिङ, 0s कार्य।

• समय-सीमित त्वरित-ब्रेक प्रोटेक्सन: 21.2A सेटिङ, 1.1s कार्य।

• ओवर-करेन्ट प्रोटेक्सन: अधिक विश्लेषण आवश्यक (आइनिङ धारा रेकर्डिंग डाटाको लागि चित्र 2 देख्नुहोस्, प्रदान गरिएको छैन)।

दोष पछि, दुई लाइनहरूमा धारा उच्च उठ्यो। ट्रान्सिएन्टहरू पछि, यी स्थिर-अवस्था पुग्यो:

• 35 kV जिंगडियन 390 लाइन: 14,116 A (स्थिर-अवस्था प्राथमिक दोष धारा);

• 35 kV जिंगरे 391 लाइन: 10,920 A (स्थिर-अवस्था प्राथमिक दोष धारा)।

प्रोटेक्सन कार्य:

• जिंगडियन 390 लाइन (दूरीमा मुख्य स्टेशन तरफ): विस्फोट पछि 268 msमा डिफरेन्सियल प्रोटेक्सन ट्रिप गर्यो। दोष अलग नहुन्थ्यो किनकि 35 kV सेक्शन I & II बसहरू लूप थिए।

• जिंगरे 391 लाइन (दूरीमा मुख्य स्टेशन तरफ): विस्फोट पछि 1,173 msमा समय-सीमित त्वरित-ब्रेक प्रोटेक्सन ट्रिप गर्यो, दोष अलग गर्यो।

3 कारण विश्लेषण र रोकथाम उपाय
3.1 दुर्घटना कारणहरू

2008 मा सेवामा लिएको पूर्ण इन्सुलेटेड इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वोल्टेज ट्रान्सफार्मरमा कोई बाहिरी सेवा/विद्युत परीक्षण छैन। लामो समयको संचालनले आन्तरिक इन्सुलेशन खराब हुन्छ। मुख्य कारणहरू:

• उत्पाद दोष : गुणस्तरमा खराब डिजाइन → न्यूनतम इन्सुलेशन, सानो सेवाकाल।

• पर्यावरणीय प्रदूषण : पोर्सलेन स्लीवहरूमा धूल → बर्षा मौसममा इन्सुलेशन प्रतिरोध तीव्र गिर्छ, फ्लैशओवर, र लामो समयको इन्सुलेशन खराबी।

• इन्सुलेटिङ तेल खराबी : खराब बन्द → नमी प्रवेश, विद्युत क्षेत्र विकृति, तेल टोलरेन्स/डाइलेक्ट्रिक गुण घट्छ।

• पुरानो र बाहिरी प्रभाव : थर्मल पुरानो (पर्यावरणीय स्थिति, लामो समयको प्रयोग); मेकेनिकल पुरानो (स्विचिङ ओवरव्होल्टेज, छोट-सर्किट धाराले इन्सुलेशन खराबी)।

3.2 इन्सुलेशन खराबी परीक्षण

नियमित इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षणहरू फेल रोक्छ:

• प्राथमिक विकिरण : ह्यानडओवर/ओवरहाउल दौरान 2,500 V मीटर प्रयोग गर्नुहोस् → इन्सुलेशन प्रतिरोध ≥ 3,000 MΩ। प्रोफिलैक्टिक परीक्षणहरूमा, प्रतिरोध घट्ने ≤ 50% प्रारम्भिक मान।

• द्वितीयक विकिरण : ह्यानडओवर/ओवरहाउल दौरान 1,000 V मीटर प्रयोग गर्नुहोस् → इन्सुलेशन प्रतिरोध ≤ 10 MΩ।

3.3 सामान्य दोष: रिझोनेन्स ओवरव्होल्टेज
घटना शर्तहरू :

• इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वोल्टेज ट्रान्सफार्मरहरू अरेखीय इन्डक्टरहरू हुन्। एक्साइटेशन धारा वृद्धिले फेरोमैग्नेटिक स्यातरेशन घट्छ → इन्डक्टेन्स घट्छ (मुख्य रिझोनेन्स कारण)।

• रिझोनेन्सको लागि क्षमता/इन्डक्टेन्स मिलाउनुपर्छ (इन्डक्टिव रिएक्टेन्स ≤ 100× कैपेसिटिव रिएक्टेन्स)।

• ट्रिगर शर्तहरू: खाली बस स्विचिङ, अचानक पृथ्वी दोष साफ, बिजली, स्विचिङ ओवरव्होल्टेज, आदि।

रोकथाम : वोल्टेज ट्रान्सफार्मर न्यूट्रलहरूलाई हार्मोनिक निकाल्ने उपकरण + छोटो प्रतिरोध द्वारा भूमित गर्नुहोस्; बस वोल्टेज ट्रान्सफार्मर ओपन डेल्टामा हार्मोनिक निकाल्ने उपकरण स्थापना गर्नुहोस्।

4. निष्कर्ष

वोल्टेज ट्रान्सफार्मरहरूमा इन्सुलेशन पुरानो भएकोले टुक्रा र बस बाहिर हुन्छ, जसले ग्रिडमा सामान्य छ। नियमित रूपमा प्रोफिलैक्टिक परीक्षण नियमहरू फॉलो गर्नुहोस्, अयोग्य उपकरणहरू परीक्षण र प्रतिस्थापन गर्नुहोस्। यस दुर्घटनामा, अप्रोटेक्टेड थर्मल पावर प्लान्ट आइनिङ लाइनहरू र फेल #1 35 kV बस टाइ ब्रेकरले दोष फैलाएको थिए। नियमित रूपमा प्रोटेक्सन व्यवस्था/विश्वसनीयता जाँच गर्नुहोस्। दुर्घटना विश्लेषण द्वारा समस्याहरूलाई त्वरित पहिचान गर्न, लक्ष्य-स्पष्ट कार्यहरू गर्न, दोष जोखिम घटाउन, र सबस्टेशन विश्वसनीयता बढाउन सहायता गर्छ।