1. Εισαγωγή
Η συχνή εμφάνιση καύσης PT και λιώσης πρωτογενούς πυρήνα σε συνδυασμένους μετατροπείς οδηγεί σε ακριβή μέτρηση ενέργειας και απειλεί σοβαρά την ασφάλεια της λειτουργίας του δικτύου ρεύματος. Αυτό το έγγραφο εστιάζει στην επαναλαμβανόμενη βλάβη PT και τη λιώση πυρήνα ενός συνδυασμένου μετατροπέα 35 kV, εξετάζει τις αιτίες των βλαβών, προτείνει λύσεις και επαναφέρει την εσφαλμένη ποσότητα ενέργειας μέσω παραμέτρων διόρθωσης. Αυτό αποτελεσματικά μειώνει τις απώλειες του δικτύου και μειώνει τους κινδύνους υπηρεσίας.
1.1 Εισαγωγή στους Συνδυασμένους Μετατροπείς
Στο σύστημα ρεύματος, οι συνδυασμένοι μετατροπείς είναι κλειδί για τα συστήματα μέτρησης και προστασίας. Αποτελούνται από εντάσεων μετατροπείς (PT) και ρεύματος μετατροπείς, χρησιμοποιούν τη διαφορά στα επαναληπτικά κύκλωματα μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς κύκλων για να μετατρέψουν μεγάλα πρωτογενή ρεύματα και υψηλές τάσεις σε μικρά ρεύματα και τάσεις εύκολα μετρήσιμες για δευτερογενή εξοπλισμό και προστασία. Παράλληλα, επιτυγχάνουν ηλεκτρική απομόνωση μεταξύ των πρωτογενών και δευτερογενών πλευρών για να εξασφαλίσουν την ασφάλεια των ανθρώπων και του εξοπλισμού στη δευτερογενή πλευρά.
2. Κίνδυνοι από Βλάβες Συνδυασμένων Μετατροπέων
Ως κύριος μέτρησης ενέργειας στο σύστημα ρεύματος, ο PT ενός συνδυασμένου μετατροπέα είναι υπεύθυνος για τη μετατροπή υψηλών τάσεων σε χαμηλές τάσεις για μέτρηση/προστασία. Όταν ο PT βλάπτεται ή ο πυρήνας υψηλής τάσης λιώνει, οι κίνδυνοι είναι οι εξής:
Μείωση της Ακρίβειας Μέτρησης : Η βλάβη PT και η λιώση πυρήνα μπορεί να προκαλέσει λάθη στο σύστημα μέτρησης ενέργειας, επηρεάζοντας την ακρίβεια της μέτρησης και προκαλώντας διαφωνίες μεταξύ επιχειρήσεων εφοδιασμού και χρηστών.
Αύξηση της Τάξης Αποτυχίας Εξοπλισμού : Η βλάβη PT μπορεί να προκαλέσει ανισορροπία στην τάση του συστήματος (υπερβολικά υψηλή/χαμηλή), διαταράσσοντας τη σταθερότητα του συστήματος· οι βλάβες των μετατροπέων μπορεί επίσης να προκαλέσουν ανωμαλίες στη λειτουργία των συστημάτων προστασίας, αυξάνοντας τον κίνδυνο αποτυχίας άλλου εξοπλισμού.
Κίνδυνοι Ασφάλειας : Οι συνδυασμένοι μετατροπείς είναι υψηλής τάσης εξοπλισμός. Η βλάβη μπορεί να προκαλέσει κατάρρευση απομόνωσης και διαρροή, απειλώντας την προσωπική ασφάλεια των επιτροπών λειτουργίας και συντήρησης.
Κατά την πραγματική λειτουργία, οι συνδυασμένοι μετατροπείς συχνά βλάπτονται από λιώση πυρήνα υψηλής τάσης και καύση PT. Οι κύριες αιτίες περιλαμβάνουν:
Υπερτάσεις Φερρομαγνητικής Εναλλαγής : Τα φερρομαγνητικά συστατικά είναι γραμμικά υπό την ρυθμισμένη τάση. Κατά τη διάρκεια των βλαβών, το μαγνητικό κύκλωμα κολλήνει, και η αυξανόμενη αλλαγή γίνεται μη γραμμική. Δημιουργώντας έναν κύκλο εναλλαγής με την χωρητικότητα του συστήματος, προκαλεί συνεχή φερρομαγνητική εναλλαγή. Η υπέρταση προκαλεί συχνή λιώση/καύση των πυρήνων υψηλής τάσης, απειλώντας την ασφάλεια του δικτύου.
Υπερβολική Δευτερογενής Φορτία : Υπερβολική δευτερογενής φορτία προκαλεί τον μετατροπέα να παράγει πολύ θερμότητα με δυσκολία αποθέρμανσης. Η εσωτερική θερμοκρασία των κυλίνδρων αυξάνεται υπερβολικά, τελικά καίγεται ο PT.
Πρωτογενής-Δευτερογενής Πλευράς Σύνδεση Κύκλων : Σύνδεση κύκλων στην πρωτογενή/δευτερογενή πλευρά του PT παράγει μεγάλα ρεύματα, προκαλώντας λιώση πυρήνα υψηλής τάσης και καύση εξοπλισμού.
Υπερτάσεις Σύνδεσης : Λανθασμένη λειτουργία προκαλεί υπερτάσεις, προκαλώντας λιώση πυρήνα υψηλής τάσης.
Υπερτάσεις Κεραυνού : Έμμεση/επαγωγική υπερτάσεις κεραυνού καταστρέφουν την απομόνωση των κυλίνδρων, βλάπτοντας τον εξοπλισμό.
4. Ανάλυση Περιπτώσεων
4.1 Βασικές Πληροφορίες Χρήστη
Στις 23 Αυγούστου 2021, συνέβη βλάβη καύσης PT στη φάση A ενός συνδυασμένου μετατροπέα 35 kV, προκαλώντας ακρίβεια στη μέτρηση ενέργειας. Το προηγούμενο έτος, αυτός ο συνδυασμένος μετατροπέας είχε βιώσει 3 βλάβεις. Πριν τον Ιανουάριο 2021, ο χρήστης εφοδιαζόταν από το 35 kV Shazi Substation με κανονική μέτρηση. Μετά τον Αύγουστο 2021, ο εφοδιασμός άλλαξε στη 35 kV εξόδου του 110 kV Zhoujiaba Substation (Zhouwan Line #353 και Zhouri Line #354 διπλή εφοδιασμός). Η συνολική μήκος γραμμής είναι περίπου 1.5 km. Η 35 kV πλευρά είναι εδραιωμένη μέσω έναν αρσισφαιρικό πυρήνα. Τα σημεία μέτρησης είναι ορισμένα στις 2-κύκλωμα 35 kV εξόδου του 110 kV Zhoujiaba Substation. Η πρωτογενής σύνδεση είναι εμφανής στο Σχήμα 1.
4.2 Σημεία Μέτρησης και Χρονοδιάγραμμα Βλαβών
Και τα δύο σημεία μέτρησης χρησιμοποιούν 35 kV συνδυασμένους μετατροπείς, με τριφασική σύνδεση και V/V σύνδεση για τους εντάσεων μετατροπείς. Από αυτά:
35 kV Zhouri Line #354 (Σημείο Μέτρησης 2): Λειτουργεί κανονικά, χωρίς βλάβες;
35 kV Zhouwan Line #353 (Σημείο Μέτρησης 1): Συχνές βλάβεις.
Χρονοδιάγραμμα Βλαβών:
23 Αυγούστου 2021: Πρώτη καύση PT, αντικαταστάθηκε με προϊόντα της Henan Xinyang Hutong Electric Co., Ltd.;
4 Μαρτίου 2022: Νέα καύση PT, αντικαταστάθηκε με συνδυασμένους μετατροπείς από τη Jiangxi Gandi Electric Co., Ltd.;
13 Ιουνίου 2022: Λιώση πυρήνα υψηλής τάσης C-φάση, απώλεια τάσης;
21 Σεπτεμβρίου 2022: Λιώση πυρήνα υψηλής τάσης A-φάση, ξανά απώλεια τάσης.
4.3 Ανάλυση Βλάβης
Όταν συνέβη η βλάβη, η φορτία του χρήστη ήταν ελαφριά, η δευτερογενής σύνδεση ήταν κανονική, και δεν υπήρχε σύνδεση κύκλων. Μετά τον έλεγχο:
Το αντίστατο σύνδεσης της γραμμής είναι συμβατό, και ανήκει σε ένα μη αποτελεσματικό σύστημα σύνδεσης. Οι βλάβεις σύνδεσης μπορεί εύκολα να προκαλέσουν την αποτυχία της αποποίησης των ρευμάτων κεραυνού, προκαλώντας λιώση πυρήνα;
Δεν υπήρξε υπέρταση κατά τη λειτουργία και την συντήρηση, εξουδετερώνοντας ανθρώπινους παράγοντες.
Σε συνδυασμό με τα φαινόμενα βλάβης και τις κοινές αιτίες, ο κύριος λόγος ορίζεται ως υπερτάσεις φερρομαγνητικής εναλλαγής, με συγκεκριμένα περιστατικά εκκίνησης:
Εκκίνηση από Βλάβες Σύνδεσης: Όταν συμβαίνει μονοφασική σύνδεση στη γραμμή, το κύκλωμα PT και η χωρητικότητα της γραμμής στη γη δημιουργούν ένα παράλληλο κύκλωμα, πληρούντας τις προϋποθέσεις για φερρομαγνητική εναλλαγή. Η μονοφασική σύνδεση αυξάνει την τάση των άλλων δύο φάσεων, ο πυρήνας κολλήνει γρήγορα, και η εναλλαγή προκαλεί την αύξηση του ρεύματος του κυλίνδρου, λιώνοντας τον πυρήνα υψηλής τάσης· η μακροχρόνια υπερβολική ροή θα καίγεται επίσης τον PT.
Εκκίνηση από Λανθασμένη Λειτουργία: Το τριφασικό φορτίο του συστήματος είναι σχεδόν ισορροπημένο, αλλά κατά την λειτουργία σύνδεσης, τα τρία φάσεις δεν είναι συγχρονισμένες (ανοίγματα/κλείσιμα δεν είναι ταυτόχρονα), προκαλώντας ρεύματα στον κύκλωμα του εντάσεων μετατροπέα και τον πυρήνα, προκαλώντας υπερτάσεις φερρομαγνητικής εναλλαγής.
4.4 Λύσεις
Μετά την ανάλυση των αιτιών της βλάβης, λαμβάνονται τα εξής μέτρα:
Εγκατάσταση Συσκευών Κατάργησης Αρμονικών: Εγκατάσταση 1 σύνολο συσκευών κατάργησης αρμονικών στην 35 kV πλευρά του σταθμού για την καταστολή της επαναλαμβανόμενης φερρομαγνητικής εναλλαγής.
Προστασία Υπερτάσεων στη Δευτερογενή Πλευρά: Εγκατάσταση συσκευών προστασίας υπερτάσεων στη δευτερογενή πλευρά για να αντιμετωπίσει τις υπερτάσεις που προκαλούνται από περιβαλλοντικούς παράγοντες και να προστατεύσει την εσωτερική απομόνωση του μετατροπέα.
Ελεγχος και Θεραπεία Αρμονικών: Χρήση επιτόπου εγκαλυπτήρα μέτρησης ενέργειας για τον έλεγχο των αρμονικών στη δευτερογενή τάση. Εάν υπάρχουν ανωμαλίες, ενθαρρύνετε τους χρήστες να τις θεραπεύσουν για να εξασφαλίσουν τη συμμόρφωση με το GB/T 14549 - 1993 "Ποιότητα Ρεύματος - Αρμονικές στα Δημόσια Δίκτυα Ρεύματος": Συνολική διαστροφή αρμονικών 35 kV τάση ≤ 3%, μονοήμερες αρμονικές ≤ 2.4%, διήμερες αρμονικές ≤ 1.2%.
Αποτελέσματα Εφαρμογής: Μετά την εφαρμογή των μέτρων, ο συνδυασμένος μετατροπέας λειτουργεί κανονικά, χωρίς βλάβες καύσης PT ή λιώση πυρήνα.
4.5 Υπολογισμός Συνδυασμού Ποσότητας Ρεύματος
Η ακρίβεια της μέτρησης ενέργειας είναι συνδεδεμένη με τα οικονομικά συμφέροντ
