Κυρίως Συμβάντα σε Μετατροπείς και Προβλήματα Λειψήρου Gas Operation Issues

1. Καταγραφή Ατυχήματος (19 Μαρτίου 2019)

Στις 16:13 της 19ης Μαρτίου 2019, το σύστημα παρακολούθησης ανέφερε ενεργοποίηση ελαφρού αερίου στον κύριο μετασχηματιστή αριθ. 3. Σύμφωνα με τον Κώδικα Λειτουργίας Ηλεκτρικών Μετασχηματιστών (DL/T572-2010), το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης (O&M) επέτρεψε επιθεώρηση της κατάστασης του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 3 επί τόπου.

Επιβεβαίωση επί τόπου: Η μη ηλεκτρική πινακίδα προστασίας WBH του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 3 ανέφερε ενεργοποίηση ελαφρού αερίου στη φάση B του σώματος του μετασχηματιστή, και η επαναφορά δεν είχε αποτέλεσμα. Το προσωπικό O&M επέτρεψε επιθεώρηση του διακόπτη αερίου και του κουτιού δειγματοληψίας αερίου της φάσης B του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 3, και διενήργησε δοκιμές στο ρεύμα γείωσης του πυρήνα και των σφιγκτήρων του σώματος του μετασχηματιστή.

Στις 16:36, το σύστημα παρακολούθησης του υποσταθμού ανέφερε διακοπή λόγω ενεργοποίησης βαρέος αερίου στον κύριο μετασχηματιστή αριθ. 3, με φλόγα στο σώμα της φάσης B. Το σταθερό σύστημα πυρόσβεσης με αφρό ψεκασμού του μετασχηματιστή ενεργοποιήθηκε σωστά (διατίθενται εικόνες σήματος).

Μέτρα για το Συγκεκριμένο Ατύχημα:

• Εκπόνηση σχεδίου μετατροπής ελαφρού αερίου σε διακοπή: Οργάνωση της σύνταξης τεχνικών σχεδίων μετατροπής, διευθέτηση μελλοντικών σχεδίων διακοπής ρεύματος και διευκρίνιση των μέτρων O&M πριν από τη μετατροπή.

• Ειδική επιθεώρηση και μετατροπή εν λειτουργία μετασχηματιστών: Διενέργεια στοχευμένων επιθεωρήσεων σε μετασχηματιστές σε λειτουργία βάσει της αιτίας της βλάβης και εκπόνηση μέτρων μετατροπής.

2. Διαδικασία Αντιμετώπισης Συναγερμού Ελαφρού Αερίου

Ο Κώδικας Λειτουργίας Ηλεκτρικών Μετασχηματιστών (DL/T572-2010) ορίζει ότι οι διακόπτες αερίου των μετασχηματιστών πρέπει να είναι εξοπλισμένοι με δύο σύνολα επαφών: ελαφρού αερίου και βαρέος αερίου. Κατά την κανονική λειτουργία, το ελαφρύ αέριο ορίζεται σε λειτουργία συναγερμού και το βαρύ αέριο σε λειτουργία διακοπής. Η τυπική διαδικασία αντιμετώπισης συναγερμού ελαφρού αερίου σε μετασχηματιστή είναι η ακόλουθη:

• Όταν ενεργοποιηθεί το σήμα προστασίας αερίου, πραγματοποιήστε αμέσως επιθεώρηση του μετασχηματιστή για να καθορίσετε εάν οφείλεται σε συσσώρευση αέρα, μείωση της στάθμης λαδιού, βλάβη του δευτερεύοντος κυκλώματος ή εσωτερικές βλάβες του μετασχηματιστή.

• Εάν υπάρχει αέριο στο διακόπτη αερίου, καταγράψτε τον όγκο του αερίου, παρατηρήστε το χρώμα και την εύφλεκτη ιδιότητά του και συλλέξτε δείγματα αερίου και λαδιού για χρωματογραφική ανάλυση.

• Εάν το αέριο στο διακόπτη είναι άχρωμο, άοσμο, μη εύφλεκτο και η χρωματογραφική ανάλυση το ταυτοποιεί ως αέρα, ο μετασχηματιστής μπορεί να συνεχίσει τη λειτουργία του και το ελάττωμα εισόδου αέρα πρέπει να εξαλειφθεί επειγόντως.

• Εάν το αέριο είναι εύφλεκτο ή το αποτέλεσμα της ανάλυσης διαλυμένου αερίου (DGA) είναι ανώμαλο, πραγματοποιήστε ολοκληρωμένη αξιολόγηση για να κρίνετε εάν πρέπει να διακοπεί η λειτουργία του μετασχηματιστή.

Οι νέες αντιατυχηματικές διατάξεις (9.2.3.6) ορίζουν: «Εάν ένας μετασχηματιστής εμφανίσει δύο διαδοχικούς συναγερμούς ελαφρού αερίου εντός 24 ωρών, ζητήστε αμέσως διακοπή ρεύματος για επιθεώρηση· για μετασχηματιστές (αντιστάσεις) με δομή χωρίς εξαναγκασμένη κυκλοφορία λαδιού και χωρίς σύστημα αποστράγγισης λαδιού και εισαγωγής αζώτου, ζητήστε αμέσως διακοπή ρεύματος για επιθεώρηση μόλις ενεργοποιηθεί ο συναγερμός ελαφρού αερίου στο σώμα του.»

Οι πρόσφατα τεθέντες σε λειτουργία μετασχηματιστές ή εκείνοι που υφίστανται επεξεργασία λαδιού είναι ευάλωτοι σε συναγερμούς ελαφρού αερίου κατά την αρχική φάση λειτουργίας τους. Οι μετασχηματιστές με εξαναγκασμένη κυκλοφορία λαδιού είναι ευάλωτοι σε εισαγωγή αέρα λόγω διαρροής λαδιού σε περιοχές αρνητικής πίεσης· οι μετασχηματιστές με συστήματα αποστράγγισης λαδιού και εισαγωγής αζώτου μπορεί να έχουν αέριο εγκλωβισμένο στους αγωγούς αποστράγγισης λαδιού—και οι δύο καταστάσεις μπορούν να προκαλέσουν συναγερμούς ελαφρού αερίου. Ένα μικρό ποσό αερίου απελευθερώνεται κανονικά κατά τη λειτουργία ενός μετασχηματιστή, αλλά δύο διαδοχικοί συναγερμοί ελαφρού αερίου εντός 24 ωρών υποδηλώνουν πιθανή σοβαρή βλάβη.

3. Στατιστική Ανάλυση Συναγερμών Ελαφρού Αερίου σε Μετασχηματιστές

Περίπτωση 1: Συναγερμός Ελαφρού Αερίου σε Υποσταθμό (7 Ιουλίου 2015)

Φαινόμενο βλάβης: Το σύστημα παρακολούθησης του υποσταθμού εμφάνισε «Συναγερμό προστασίας μη ηλεκτρικού σώματος του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 3» και «Συναγερμό ελαφρού αερίου φάσης C του σώματος». Αιτία: Η επιθεώρηση επί τόπου αποκάλυψε χαμηλή στάθμη λαδιού στο διακόπτη αερίου φάσης C του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 3 (όγκος αερίου υπερέβη τα 300 ml· ρύθμιση συναγερμού ελαφρού αερίου: 270±10 ml) (οι φάσεις A και B ήταν γεμάτες). Βάσει των αποτελεσμάτων της επιθεώρησης και των ειδικών συναντήσεων, η βλάβη οφειλόταν σε μεταλλικά ξένα σώματα, τα οποία κρίθηκε ότι εισήχθησαν κατά τη μεταφορά/εγκατάσταση (όχι κατά την κατασκευή), καθώς η παρακολούθηση δεν κάλυπτε ολόκληρη τη διαδικασία κατασκευής. Αντιμετώπιση: Ο ελαττωματικός μετασχηματιστής αποσύρθηκε και αντικαταστάθηκε με μία εφεδρική φάση. Κατασκευάστηκε εργαστήριο συντήρησης στον υποσταθμό για επισκευή επί τόπου από τον κατασκευαστή· ο επισκευασμένος μετασχηματιστής αποθηκεύτηκε ως εφεδρική φάση.

Περίπτωση 2: Συναγερμός Ελαφρού Αερίου σε Υποσταθμό (30 Σεπτεμβρίου 2015)

Φαινόμενο βλάβης: Το σύστημα παρακολούθησης ανέφερε «Συναγερμό αιφνίδιας πίεσης φάσης C του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 2», «Σήμα διακοπής βαρέος αερίου» και «Σήμα συναγερμού ελαφρού αερίου»· δεν σημειώθηκαν ενέργειες προστασίας με ηλεκτρικά μέσα. Αιτία: Τα κενά επικοινωνίας μεταξύ του γραφείου μελετών και του κατασκευαστή οδήγησαν σε υπερβολική τάση στον ακροδέκτη της κορυφής της μόνωσης· η μόνωση είχε αδύναμη σχεδίαση σφράγισης· μία περιοχή αρνητικής πίεσης στον αγωγό διέλευσης ρεύματος της κορυφής της μόνωσης προκάλεσε εισρόφηση αέρα/νερού μετά την αποτυχία της σφράγισης. Η μέγιστη οριζόντια μετατόπιση μεταξύ του T-συνδέσμου του αγωγού και της υψηλής τάσης μόνωσης έφτασε τα 5,61 m, οδηγώντας σε μακροχρόνια πλευρική τάση, παραμόρφωση του ακροδέκτη και του καλύμματος, αποτυχία σφράγισης και εσωτερική εκκένωση στην περιέλιξη υψηλής τάσης λόγω εισρόφησης αέρα/νερού. Αντιμετώπιση: Ο ελαττωματικός μετασχηματιστής αποσύρθηκε και αντικαταστάθηκε με μία εφεδρική φάση. Η επισκευή επί τόπου ολοκληρώθηκε το 2016 μετά την κατασκευή εργαστηρίου συντήρησης, και ο μετασχηματιστής αποθηκεύτηκε ως εφεδρική φάση.

Περίπτωση 3: Συναγερμός Ελαφρού Αερίου σε Υποσταθμό (18 Ιουνίου 2018)

Φαινόμενο βλάβης: Συναγερμός ελαφρού αερίου φάσης A του κύριου μετασχηματιστή αριθ. 1 σε υποσταθμό. Αιτία: Οι δοκιμές δειγματοληψίας λαδιού και αερίου έδειξαν μη εύφλεκτο αέριο και κανονικά αποτελέσματα λαδιού. Ο διακόπτης αερίου εκκενώθηκε την ίδια ημέρα και το σήμα επανήλθε αμέσως. Η μακροχρόνια παρακολούθηση της συσσώρευσης αερίου στο διακόπτη έδειξε ότι δεν παρατηρήθηκε νέο αέριο, επιβεβαιώνοντας ότι ο συναγερμός οφειλόταν σε μακροχρόνια συσσώρευση αέρα.

Περίπτωση 4: Ειδοποίηση Αερίου Χαμηλής Τάσης Κατά την Πρώτη Εγκατάσταση

Συμβάν: Ειδοποίηση αερίου χαμηλής τάσης στο φάσμα C του κύριου μετατροπέας αριθ. 3 κατά την πρώτη εγκατάσταση.Αιτία: Διαρροή λάδιου από τον ρελέ αναφοράς ροής λαδιού του μετατροπέα· η επιχείρηση κατασκευών δεν έκανε πλήρη αποστράγγιση αερίων μετά την αντικατάσταση. Δεν ανιχνεύτηκε ακετυλενό στον μετατροπέα.Επεξεργασία: Αποστράγγιση αερίων από τον μετατροπέα.

Περίπτωση 5: Ειδοποίηση Αερίου Χαμηλής Τάσης σε Σταθμό Μετατροπής (20 Νοεμβρίου 2018)

Συμβάν: Στις 06:24:55, το παραθύριο OWS του σταθμού μετατροπής ανέφερε "Ειδοποίηση αερίου χαμηλής τάσης στο φάσμα B του μετατροπέα σε ένα συγκεκριμένο πλευρό"; στις 06:40:57, αναφέρθηκε "Προστασία αερίου υψηλής τάσης στο φάσμα B του μετατροπέα σε ένα συγκεκριμένο πλευρό" και τα περικοπτικά 01B/02B του μετατροπέα τρίφασης άνοιξαν.Αιτία: Διαρροή του πνευστικού σακούλου. Το λάδι εισήλθε στο σακούλο, και η ξαφνική μείωση της θερμοκρασίας οδήγησε το σακούλο, γεμάτο λάδι, να βυθιστεί, μπλοκάροντας το αγωγό λαδιού και παγιδεύοντας αέρια, προκαλώντας την ενέργεια του ρελέ αερίων. Το σακούλο διαρράχθηκε λόγω μακροχρόνιας στάσης και επιταχυνμένης γήρανσης σε χαμηλές θερμοκρασίες.Επεξεργασία: Η επιθεώρηση στον χώρο επιβεβαίωσε τη διάρρηξη του σακούλου (το μεγαλύτερο μέρος του λαδιού στο συστηματικό ταμπέρ είχε εισέλθει στο σακούλο). Το σακούλο αντικαταστάθηκε, και ο μετατροπέας επανέλαβε τη λειτουργία του.

Περίπτωση 6: Ειδοποίηση Αερίου Χαμηλής Τάσης σε Εταιρεία Ρεύματος (2 Ιανουαρίου 2017)

Συμβάν: Το DC δίπολο ήταν σε κρύα στάση σε μια εταιρεία ρεύματος· στις 20:37, αναφέρθηκε ειδοποίηση αερίου χαμηλής τάσης του μετατροπέα YYC του πόλου 1, ακολουθούμενη από προστασία αερίου υψηλής τάσης στις 20:42.Αιτία: Η επιθεώρηση στον χώρο ανακάλυψε διαρροή λαδιού από την 4η πύλη ψυξίματος του κύκλου ψύξης του μετατροπέα Y/Y φάσμα C του πόλου 1. Η διαρροή σταμάτησε μετά την αποσύνδεση της πηγής τροφοδοσίας της πύλης και το κλείσιμο των βαλβίδων στα δύο άκρα. Η βαθιά αιτία ήταν κακή ποιότητα υλικών των βολταρίων και των πλαίσιων της πύλης, οδηγώντας σε σοβαρή στάλαξη, σπάσιμο βολταρίων, ξεφυσμό σώματος πύλης και μαζική διαρροή λαδιού.Επεξεργασία: Αντικαταστήθηκαν 4 ποντικοί πύμποι του μετατροπέα YYC του πόλου 1, επανεγχύθη λάδι, και διεξήχθησαν δοκιμές συντήρησης. Συγχρόνως, αντικαταστάθηκε ή τροποποιήθηκε η δομή βολταρίων 52 ποντικών πύμπων σε 13 άλλους μετατροπείς (συμπεριλαμβανομένων 2 σε στάση).

4. Εξήγηση του Τίθεσται η Ειδοποίηση ή η Προστασία Αερίου Χαμηλής Τάσης

4.1 Εισαγωγή στα Ρελέ Αερίων

Τα ρελέ αερίων λειτουργούν ανιχνεύοντας αέρια που παράγονται από την ανάλυση του λαδιού ή από την ροή λαδιού λόγω εσωτερικών σφαλμάτων του μετατροπέα, ενεργοποιώντας επαφές ειδοποίησης αερίου χαμηλής τάσης ή προστασίας αερίου υψηλής τάσης.

• Αέριο Χαμηλής Τάσης: Αντικατοπτρίζει μικρά σφάλματα (π.χ., υπερθέρμανση από υπερφόρτωση, τοπική θέρμανση του πυρήνα, θέρμανση της δοχείου από μαγνητική διάρροη). Τα αναλυθέντα αέρια ανεβαίνουν στην καταστασική καμπίνα αερίων του ρελέ, χαμηλώνοντας το επίπεδο λαδιού και ενεργοποιώντας την επαφή αερίου χαμηλής τάσης για να στείλει ειδοποίηση. Περαιτέρω χαμηλώνεται το επίπεδο λαδιού, ενεργοποιώντας το αέριο υψηλής τάσης.

• Αέριο Υψηλής Τάσης: Αντικατοπτρίζει σοβαρά σφάλματα (π.χ., σύνδεση του περιβλήματος, μεταξύ στροφών κορώματος). Ταχεία παραγωγή αερίων προωθεί το λάδι να χτυπήσει έναν φράγκο, ελκύοντας την επαφή αερίου υψηλής τάσης μέσω μαγνήτου για να προστατεύσει τον μετατροπέα.

4.2 Λόγοι Για Το Τίθεσται Η Ειδοποίηση Αερίου Χαμηλής Τάσης

• Μετατροπείς Υψηλής Τάσης: Κάθε κύριος και προσαρμοστικός μετατροπέας έχει μόνο ένα ρελέ αερίων· οι αναβαθμιστές συνδέονται με το ρελέ του σώματος μέσω αγωγών συλλογής αερίων. Υπάρχει μόνο μια επαφή ειδοποίησης αερίου χαμηλής τάσης, η οποία έχει τεθεί σε λειτουργία ειδοποίησης (αέριο υψηλής τάσης για προστασία) κατά την κανονική λειτουργία.

• Μετατροπείς: Εξοπλισμένοι με 1 ρελέ αερίων (τεχνολογία Siemens) ή 7+ ρελέ αερίων (τεχνολογία ABB). Το αέριο χαμηλής τάσης έχει τεθεί σε λειτουργία ειδοποίησης (αέριο υψηλής τάσης για προστασία) κατά την κανονική λειτουργία.

Τα ρελέ αερίων των μετατροπέων έχουν μόνο 1 ή 2 επαφές ειδοποίησης αερίου χαμηλής τάσης, που είναι ευάλωτα σε ψευδείς ειδοποιήσεις λόγω εισόδου νερού στα κουτιά συνδέσεων, εισόδου αερίων από την χρωματογραφία λαδιού, ή εισόδου αέρα λόγω κακής σφραγίστρας. Δεν υπάρχουν μέτρα προστασίας "δύο από τρία" για την πρόληψη ψευδών ενεργοποιήσεων. Εάν το αέριο χαμηλής τάσης έχει τεθεί σε προστασία, οι ψευδείς ειδοποιήσεις μπορούν να προκαλέσουν την προστασία του μονοπόλου (μονής ομάδας βαλβίδων), χάνοντας 1500MW ή περισσότερη δύναμη και απειλώντας τη σταθερότητα του δικτύου. Επιπλέον, το αέριο χαμηλής τάσης παρέχει ένα παράθυρο αντίδρασης για μικρά σφάλματα (π.χ., ελαφρή θέρμανση πυρήνα/μόνωσης) πριν από την ενεργοποίηση του αερίου υψηλής τάσης, βελτιώνοντας τη διαθεσιμότητα της εξοπλισμού. Συνεπώς, τα 18 Μεγάλα Μέτρα Προστασίας Ατυχημάτων του Δικτύου και ο Κώδικας Λειτουργίας Μετατροπέων Ρεύματος (DL/T572-2010) προβλέπουν ότι το αέριο χαμηλής τάσης πρέπει να τεθεί μόνο σε ειδοποίηση.

Περιπτώσεις Ψευδών Ενεργοποιήσεων:

• 2003: Η εισόδου νερού στο ρελέ αερίων του εξισορροπητή του μετατροπέα προκάλεσε την προστασία του διπόλου, χάνοντας 1281MW.

• 2019: Ένα προσωρινό διάστημα έκλεισης λόγω σφάλματος στον κύκλο επαφής του ρελέ αερίων του μετατροπέα.

4.3 Πρόταση Τροποποίησης Του Αερίου Χαμηλής Τάσης Σε Προστασία Για Μετατροπείς Υψηλής Τάσης

Λόγω του κινδύνου απότομων σφαλμάτων σε μετατροπείς υψηλής τάσης που απειλούν την ασφάλεια του προσωπικού, προτείνεται να αλλάξει η ενέργεια του αερίου χαμηλής τάσης από ειδοποίηση σε προστασία για τους μετατροπείς υψηλής τάσης, για τους εξής λόγους:

• Πρόωρη Ενέργεια σε Σοβαρά Σφάλματα: Το αέριο χαμηλής τάσης μπορεί να ενεργοποιηθεί πριν από το αέριο υψηλής τάσης κατά τη διάρκεια απότομων σοβαρών σφαλμάτων. Η προστασία σε αέριο χαμηλής τάσης μπορεί να απομονώσει γρήγορα τον σφαλματικό μετατροπέα, προλαμβάνοντας σοβαρές ζημιές σε εξοπλισμό ή θανάτους. (π.χ., 2016: Ένας μετατροπέας συνδυασμού εξερράγη μετά από πολλές ειδοποιήσεις αερίου χαμηλής τάσης· 2017: Το αέριο χαμηλής τάσης ενεργοποιήθηκε 32 δευτερόλεπτα πριν από το αέριο υψηλής τάσης κατά τη διάρκεια σφάλματος περιβλήματος μετατροπέα).

• Αντοχή του Δικτύου: Το ενισχυμένο δίκτυο μπορεί να αντέξει την απώλεια μιας ομάδας βαλβίδων ή ενός μετατροπέα χωρίς προβλήματα σταθερότητας.

• Μείωση του Κινδύνου Ψευδών Ενεργοποιήσεων: Η ενίσχυση της διαχείρισης μη ηλεκτρικών ρελέ (π.χ., εγκατάσταση κατασκευών προστασίας από βροχή, τακτικές δοκιμές δείγματος, ελέγχοι απομόνωσης κυκλών) έχει μειώσει σημαντικά τις ψευδείς ειδοποιήσεις. Οι στατιστικές δείχνουν ότι δεν υπήρξαν ψευδείς ειδοποιήσεις αερίου χαμηλής τάσης σε σταθμούς μετατροπής (3 χρόνια) και υποσταθμούς (5 χρόνια)· 6 καταγεγραμμένες ενεργοποιήσεις οφείλονταν σε μη αποστράγγιση αερίων κατά την κατασκευή (όχι σε σφάλματα εξοπλισμού).

Προσωρινή Μέτρο: Κατά την ασταθή λειτουργία υψηλής τάσης μετατροπέα, θέστε όλες τις επαφές ελαφρού αερίου (ανεβατήρια διαμόρια, περικλείμενοι ρυθμιστές, σώμα) των μετατροπέων, κυρίων μετατροπέων και μετατροπέων ρύθμισης τάσης σε λειτουργία τροποποίησης για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια του προσωπικού και των εγκαταστάσεων.

4.4 Σχέδιο Υλοποίησης Τροποποίησης Ελαφρού Αερίου σε Τροποποίηση

• Μετατροπές: Τροποποιήστε το λογισμικό μέσω απόσυρσης μονοσυστηματικής ελέγχου ορθογωνίου τρένου για να μετατρέψετε τα σήματα ελαφρού αερίου σε τροποποίηση. Δεν απαιτείται δοκιμή τροποποίησης μετά την τροποποίηση (οι περιβάλλοντες κύκλοι ελέγχονται ετησίως); εφαρμόστε κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων αποσυνδέσεων (1 ημέρα).

• Αλληλουχικοί Μετατροπές: Τροποποιήστε τη σύνδεση στα πάνελ προστασίας και διεξάγετε δοκιμές μεταφοράς (1 ημέρα).