Hoofdtransformator-ongelukke en liggasbedryfsprobleme

1. Ongelukverslag (19 Maart 2019)

Op 19 Maart 2019 om 16:13 het die moniteringagtergrond 'n liggasaksie van Hooftransformator nr. 3 gerapporteer. In ooreenstemming met die Reguitlyne vir die Bedryf van Kragtransformatore (DL/T572-2010), het bedryf en onderhoud (B&O) personeel die toestand van Hooftransformator nr. 3 ter plaatse geïnspekteer.

Bevestiging ter plaatse: Die WBH nie-elektriese beskermingspaneel van Hooftransformator nr. 3 het 'n Ligfas B gasaksie van die transformatorliggaam gerapporteer, en herstel was ondoeltreffend. B&O personeel het die Ligfas B gasreleë en gasproefboks van Hooftransformator nr. 3 geïnspekteer, en toetse op die kers en klamp-aarde stroom van die transformatorliggaam uitgevoer.

Om 16:36 het die substation se moniteringagtergrond 'n swaar gasaksie-trip van Hooftransformator nr. 3 gerapporteer, met Fas B liggas wat brand. Die transformator se vaste skuimspui-brandblussingstelsel het korrek geaktiveer (signaalbeelde beskikbaar).

Maatreëls vir Hierdie Ongeluk:

• Ontwikkel 'n liggas-na-trip transformasieplan: Organiseer die samestelling van tegniese transformasieskilusse, rangskik volgende kragafslaa-planne, en verduidelik B&O maatreëls voor transformasie.

• Spesiale inspeksie en transformasie vir inbedryf-transformatore: Voer doelgerigte inspeksies uit op bedrywende transformatore gebaseer op die foute-oorzaak, en formuleer transformasie maatreëls.

2. Liggaswaarsku-proses

Die Reguitlyne vir die Bedryf van Kragtransformatore (DL/T572-2010) bepaal dat transformatorgasreleë twee stelle kontakke moet hê: liggas en swaargas. Tensy anders gespesifiseer, is liggas ingestel op waarsku-modus, en swaargas op trip-modus. Die tipiese proses vir die hanteer van transformatorliggaswaarsku is as volg:

• Wanneer die gasbeskerming-signalisering aktiveer word, onmiddellik die transformator inspekteer om te bepaal of dit veroorsaak is deur lugakkumulasie, olievlak-dal, sekondere roete-fout, of interne transformatorfout.

• Indien gas in die gasreleër voorkom, noteer die gasvolume, observeer die gaskleur en brandbaarheid, en neem gas- en olieproewe vir kromatografiese analise.

• Indien die gas in die releër kleurloos, reukloos, nie-brandbaar is, en kromatografiese analise dit identifiseer as lug, kan die transformator voortgaan met bedryf, en die lugintrekkingsdefekt moet spoedig verhelp word.

• Indien die gas brandbaar is of die opgeloste gasanalise (DGA) resultaat abnormal is, evalueer omvattend of die transformator afgesluit moet word.

Nuwe Anti-ongelukmaatreëls (9.2.3.6) bepaal: "As 'n transformator twee opeenvolgende liggaswaarsku's binne een dag ervaar, vra onmiddellik vir 'n kragafslaa-inspeksie; vir transformatore (reaktore) met nie-gedwonge olie-sirkulasiestrukture en sonder olie-afvoer en stikstof-injeksie toerusting, vra onmiddellik vir 'n kragafslaa-inspeksie by 'n liggaswaarsku van die liggaam."

Nieu gekommisseerde transformatore of dié wat olie-behandeling ondergaan, is vatbaar vir liggaswaarsku's tydens beginbedryf. Gedwonge olie-sirkulasietransformatore is vatbaar vir lugintrekking weens olielek in negatiewe drukareas; transformatore met olie-afvoer en stikstof-injeksietoerusting kan gas in olie-afvoerpipe hê - beide situasies kan liggaswaarsku's veroorsaak. 'n Klein hoeveelheid gas word normaalweg losgelaat tydens transformatorbedryf, maar twee opeenvolgende liggaswaarsku's binne 24 uur dui op moontlike ernstige foute.

3. Statistiese Analise van Transformatorliggaswaarsku's

Geval 1: Liggaswaarsku by 'n Substation (7 Julie 2015)

Fouteverskynsel: Die substation se moniteringagtergrond het "Hooftransformator nr. 3 nie-elektriese beskerming waarsku" en "Fas C liggaswaarsku van die liggaam" vertoon. Oorzaak: Ter plaatse inspeksie het lae olievlak in die Fas C gasreleër van Hooftransformator nr. 3 gevind (gasvolume oorskry 300ml; liggaswaarsku instelling: 270±10ml) (Fase A en B was vol). Gebaseer op inspeksieresultate en spesiale vergaderings, is die fout veroorsaak deur metalliese vreemde voorwerpe, wat gedurende transport/installasie ingevoer is (nie vanaf vervaardiging nie), want monitering kon nie die hele vervaardigingsproses oordek nie. Verwerking: Die foutige transformator is teruggetrek en vervang met 'n stand-by fase. 'n Onderhouddok is by die substation gebou vir ter plaatse herstel deur die vervaardiger; die herstelde transformator is as 'n stand-by fase gestoor.

Geval 2: Liggaswaarsku by 'n Substation (30 September 2015)

Fouteverskynsel: Die moniteringagtergrond het "Fas C drukpiekwaarsku van #2 hooftransformator", "swaargas trip-signalisering" en "liggaswaarsku-signalisering" gerapporteer; geen elektriese beskerming-aksies het plaasgevind nie. Oorzaak: Kommunikasie-kloof tussen die ontwerp Instituut en vervaardiger het lei tot te veel spanning op die bushing-top terminal; die bushing het 'n swak segelontwerp gehad; 'n negatiewe drukarea bo-op die bushing-stroomdraer het lug/water-intrekking veroorsaak na segelfout. Die maksimum horisontale verskuiwing tussen die leiding T-verbinder en die hoëspanning bushing het 5.61m bereik, wat tot langtermyn laterale spanning, vormverandering van die terminal en deksel, segelfout, en interne ontlading in die hoëspanningswinding as gevolg van lug/water-intrekking gelei het. Verwerking: Die foutige transformator is teruggetrek en vervang met 'n stand-by fase. Ter plaatse herstel is in 2016 voltooi nadat 'n onderhouddok gebou is, en die transformator is as 'n stand-by fase gestoor.

Geval 3: Liggaswaarsku by 'n Substation (18 Junie 2018)

Fouteverskynsel: Fas A liggaswaarsku van Hooftransformator nr. 1 by 'n substation. Oorzaak: Olie- en gasproeftoetse het nie-brandbare gas en normale olie-data getoon. Die gasreleër is op dieselfde dag gelos, en die signalisering is onmiddellik herstel. Langtermyn navorsing van gasakkumulasie in die releër het geen nuwe gas getoon nie, wat bevestig het dat die waarsku veroorsaak is deur langtermyn lugakkumulasie.

Geval 4: Liggaaswaarskuwing tydens inbedding

Foutverskynsel: Liggaaswaarskuwing van Fase C van die No. 3 hooftransformator tydens inbedding. Oorsaak: Olielek uit die transformator se olievloei-relais; die konstruksie-eenheid het nie volledig gas na vervanging geëlimineer nie. Geen asetyleen is in die transformator opgespoor. Verwerping: Gas uit die transformator elimineer.

Geval 5: Liggaaswaarskuwing by 'n omskakelingsstasie (20 November 2018)

Foutverskynsel: Om 06:24:55 het die OWS-agtergrond van 'n omskakelingsstasie "Fase B liggaaswaarskuwing van 'n omskakelings-transformator aan 'n sekere kant" gerapporteer; om 06:40:57 is "Fase B swaar gasbeskerming van 'n omskakelings-transformator aan 'n sekere kant" gerapporteer, en die 01B/02B omskakelings-transformator-sirkuitbrekers het driedelig getrek. Oorsaak: Blaar van die olie-reservoir gebreek. Olie het die blaar binnegekom, en 'n plotselinge temperatuur-daling het die olievolle blaar doen sink, wat die olieleiding geblokkeer het en gas gevang, wat lei tot gasrelais-aksie. Die blaar het as gevolg van langtermyn-standby en versnelde veroudering by lae temperature gebreek. Verwerping: Ter plaatse-inspeksie het 'n blaar-knap bevestig (die meeste olie in die reservoir het die blaar binnegekom). Die blaar is vervang, en die omskakelings-transformator het weer bedryf gestel.

Geval 6: Liggaaswaarskuwing by 'n energiebedryf (2 Januarie 2017)

Foutverskynsel: Die DC-bipool was in koue stand-by by 'n energiebedryf; om 20:37 is 'n liggaaswaarskuwing van die Pool 1 YYC omskakelings-transformator gerapporteer, gevolg deur 'n swaar gas-trip om 20:42. Oorsaak: Ter plaatse-inspeksie het olielek uit die No. 4 koeling-siklus olie-pomp van die Pool 1 Y/Y C-fase omskakelings-transformator opgespoor. Die lek het gestop nadat die pompkrag afgeskop en ventile aan albei ende toegeknyp is. Die worteloorzaak was slegte materiaalkwaliteit van boutjies en pomp-endflens, wat lei tot ernstige korrusie, boutbreek, pomp-ligging, en massiewe olielek. Verwerping: 4 duik-olie-pompe van die Pool 1 YYC omskakelings-transformator vervang, olie herlaai, en instandhoudingstoetse gedoen. Sinerghys 52 duik-olie-pompe in 13 ander omskakelings-transformators (insluitend 2 stand-by) vervang of gewysig.

4. Verduideliking van Liggaas ingestel op waarskuwing of trip

4.1 Inleiding tot Gasrelais

Gasrelais werk deur gas te bespeur wat gegenereer word deur olie-ontbinding of olie-golfvlagte as gevolg van interne transformator-foute, wat liggaas (waarskuwing) of swaar gas (trip) kontakte activeer.

• Liggaas: Reflekteer minder ernstige foute (bv. oorbelasting-verhitting, plaaslike kernverhitting, tankverhitting deur magnetiese lek). Ontbind gas styg in die relais se gas-versamelkamer, wat die olievlak laat daal en die liggaas-reedskakelaar aktiveer om 'n waarskuwing te stuur. Verdere daling van die olievlak aktiveer swaar gas.

• Swaargaas: Reflekteer ernstige foute (bv. busse-aarding, winding-tussenkurste kortsluiting). Vinnige gas-genereering druk olie teen 'n skerm, wat die swaar gas-reedskakelaar via 'n magneet aktiveer om die transformator te trip.

4.2 Rede vir Liggaas ingestel op waarskuwing

• UHVS-AC Transformators: Elke hoof- en spanningsreguleer-transformator het net een gasrelais; busse-risers verbind met die liggaasrelais deur gas-versamel-leidings. Slegs een liggaaswaarskuwingkontak is beskikbaar, ingestel op waarskuwing-modus onder normale bedryf (swaar gas om te trip).

• Omskakelings-transformators: Uitgerus met 1 gasrelais (Siemens-tegnologie) of 7+ gasrelais (ABB-tegnologie). Liggaas is ingestel op waarskuwing-modus (swaar gas om te trip) onder normale bedryf.

Omskakelings-transformator gasrelais het slegs 1 of 2 liggaaswaarskuwingkontakte, geneig tot vals waarskuwings veroorsaak deur water-ingang in relais-verbindingdoos, draggas van olie-chromatografie wat die tank binnegaan, of lug-inname as gevolg van swak liggaas-seal. Geen "twee-uit-drie" anti-misoperasie-maatregels is beskikbaar. Indien liggaas ingestel word om te trip, kan vals waarskuwings lei tot DC-monopool (enkel-valgroep) trips, met 'n verlies van 1500MW of meer en 'n bedreiging aan die netstabiliteit. Bovendien bied liggaas 'n reaksievenster vir minder ernstige foute (bv. matige kern/isolasieverhitting) voor swaar gas-aktivering, wat toestelbeskikbaarheid verbeter. Dus, stipuleer die 18 Groot Net Anti-Ongelukmaatregels en Kode vir Operasie van Energie-transformators (DL/T572-2010) dat liggaas slegs ingestel moet word op waarskuwing.

Vals Operasie Gevalle:

• 2003: Water-ingang in 'n omskakelings-transformator se gladheidsreaktor gasrelais het bipolaire blokkering veroorsaak, met 'n verlies van 1281MW.

• 2019: 'n Tussentydse ontpowering het as gevolg van 'n fout in die kontak-sirkel van 'n omskakelings-transformator se gasrelais plaasgevind.

4.3 Voorstel om Liggaas vir UHVS-transformators na Trip te wysig

Gegewe die risiko van plotselinge foute in UHVS-transformators wat personeelse veiligheid bedreig, word voorgestel om die aksie van liggaas van waarskuwing na trip te verander vir UHVS-transformators, om die volgende redes:

• Vroeë Aksie tydens Ernstige Foute: Liggaas kan aktiveer voordat swaargaas tydens plotselinge ernstige foute. Tripping op liggaas kan vinnig die foutige transformator isoleer, wat groot toestel-skade of letsel voorkom. (bv. 2016: 'n UHVS-syntoon-reactor ontplof na meervoudige liggaaswaarskuwings; 2017: Liggaas aktiveer 32 sekondes voor swaargaas tydens 'n omskakelings-transformator busse-fout.)

• Netwerk Sterkheid: Die versterkte elektrisiteitsnet kan die verlies van een valgroep of transformator tolereer sonder stabiliteitsprobleme.

• Verlaagde Risiko van Vals Operasie: Verbeterde bestuur van nie-elektriese relais (bv. reënkap-installasie, gereelde monster-inspeksies, sirkel-isolasiestoetse) het die aantal vals waarskuwings beduidend verminder. Statistiek wys geen vals liggaas-aksies in omskakelings-stasies (3 jaar) en onderstasies (5 jaar); 6 opgeteken aksies is veroorsaak deur ongeëlimineerde gas tydens konstruksie (nie toestel-foute nie).

Tussentydse Maatregel: Tydens onstabiele operasie van UHV-transformers, stel al die liggas kontakte (buisverhoogers, spanningsveranderder, liggaam) van omskakelaartransformers, hooftransformers en spanningsaanpassingstransformers op trip-modus om persoonlike en toerustingveiligheid te verseker.

4.4 Implementasieplan vir Liggas na Trip-wysiging

• Omskakelaartransformers: Wysig sagteware via DC-beheer enkelstelselonttrekking om liggas-signalen na trip te verander. Geen trip-toets is nodig na wysiging (signaalroetes word jaarlik gevalideer); implementeer tydens geplande afbreekings (1 dag).

• AC-transformers: Wysig bedrading op beskermingspaneel en voer oordragtoetse uit (1 dag).