मुख्य ट्रांसफॉर्मर दुर्घटनाएँ और हल्की गैस संचालन में समस्याएँ

१. दुर्घटना रिकॉर्ड (१९ मार्च, २०१९)

१९ मार्च, २०१९ को १६:१३ बजे, निगरानी पृष्ठभूमि ने तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर के हल्के गैस क्रियाकलाप की सूचना दी। बिजली ट्रांसफॉर्मर के संचालन के लिए कोड (DL/T572-2010) के अनुसार, संचालन एवं रखरखाव (O&M) कर्मचारियों ने तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर की स्थानीय स्थिति का निरीक्षण किया।

स्थानीय पुष्टि: तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर के WBH गैर-विद्युत सुरक्षा पैनल ने ट्रांसफॉर्मर शरीर के चरण B के हल्के गैस क्रियाकलाप की सूचना दी, और रीसेट कार्यान्वित नहीं हुआ। O&M कर्मचारियों ने तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर के चरण B गैस रिले और गैस सैंपलिंग बॉक्स का निरीक्षण किया, और ट्रांसफॉर्मर शरीर के कोर और क्लैंप भू-संपर्क धारा पर परीक्षण किए।

१६:३६ बजे, सबस्टेशन निगरानी पृष्ठभूमि ने तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर के भारी गैस क्रियाकलाप के कारण ट्रिप की सूचना दी, जिसमें चरण B शरीर में आग लग गई। ट्रांसफॉर्मर की स्थिर फोम स्प्रे अग्निशामक प्रणाली सही ढंग से सक्रिय हुई (संकेत चित्र उपलब्ध हैं)।

इस दुर्घटना के लिए उठाए गए उपाय:

• हल्के गैस से ट्रिप परिवर्तन योजना विकसित करना: तकनीकी परिवर्तन योजनाओं के संकलन का आयोजन करना, आगामी विद्युत आउटेज योजनाओं की व्यवस्था करना, और परिवर्तन से पूर्व O&M उपायों को स्पष्ट करना।

• सेवा में ट्रांसफॉर्मर के लिए विशेष निरीक्षण और परिवर्तन: दोष के कारण के आधार पर संचालन में ट्रांसफॉर्मर पर लक्षित निरीक्षण करना, और परिवर्तन उपायों का निर्माण करना।

२. हल्के गैस अलार्म के निपटान की प्रक्रिया

बिजली ट्रांसफॉर्मर के संचालन के लिए कोड (DL/T572-2010) में यह प्रावधान है कि ट्रांसफॉर्मर गैस रिले में दो सेट संपर्क होने चाहिए: हल्का गैस और भारी गैस। सामान्य संचालन के तहत, हल्के गैस को अलार्म मोड में सेट किया जाता है, और भारी गैस को ट्रिप मोड में सेट किया जाता है। ट्रांसफॉर्मर हल्के गैस अलार्म के लिए विशिष्ट निपटान प्रक्रिया निम्नानुसार है:

• जब गैस सुरक्षा संकेत सक्रिय होता है, तो तुरंत ट्रांसफॉर्मर का निरीक्षण करें ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि यह वायु संचय, तेल स्तर में कमी, द्वितीयक परिपथ दोष, या आंतरिक ट्रांसफॉर्मर दोषों के कारण हुआ है या नहीं।

• यदि गैस रिले में गैस मौजूद है, तो गैस के आयतन को रिकॉर्ड करें, गैस के रंग और ज्वलनशीलता का अवलोकन करें, और गैस और तेल के नमूने को क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण के लिए एकत्र करें।

• यदि रिले में गैस रंगहीन, गंधहीन, अज्वलनशील है और क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण द्वारा इसे वायु के रूप में पहचाना जाता है, तो ट्रांसफॉर्मर को संचालन जारी रखा जा सकता है, और वायु प्रवेश दोष को त्वरित रूप से दूर किया जाना चाहिए।

• यदि गैस ज्वलनशील है या घुली हुई गैस विश्लेषण (DGA) का परिणाम असामान्य है, तो ट्रांसफॉर्मर को बंद करने के लिए व्यापक रूप से निर्णय लें।

नए दुर्घटना रोकथाम उपाय (९.२.३.६) में यह प्रावधान है: "यदि कोई ट्रांसफॉर्मर एक दिन के भीतर दो लगातार हल्के गैस अलार्म का अनुभव करता है, तो तुरंत विद्युत आउटेज निरीक्षण के लिए आवेदन करें; जिन ट्रांसफॉर्मरों (रिएक्टरों) में अनिवार्य तेल संचरण संरचना नहीं है और जिनमें तेल निकासी और नाइट्रोजन इंजेक्शन उपकरण नहीं है, उनके लिए शरीर के हल्के गैस अलार्म के तुरंत बाद विद्युत आउटेज निरीक्षण के लिए आवेदन करना चाहिए।"

नए शुरू किए गए ट्रांसफॉर्मर या उन ट्रांसफॉर्मरों में, जिनके साथ तेल का उपचार किया जा रहा है, प्रारंभिक संचालन के दौरान हल्के गैस अलार्म की संभावना अधिक होती है। अनिवार्य तेल संचरण वाले ट्रांसफॉर्मर ऋणात्मक दबाव क्षेत्रों में तेल रिसाव के कारण वायु प्रवेश के प्रति संवेदनशील होते हैं; तेल निकासी और नाइट्रोजन इंजेक्शन उपकरण वाले ट्रांसफॉर्मरों में तेल निकास पाइपलाइनों में गैस फँस सकती है—दोनों परिस्थितियाँ हल्के गैस अलार्म का कारण बन सकती हैं। ट्रांसफॉर्मर के संचालन के दौरान सामान्य रूप से थोड़ी मात्रा में गैस मुक्त होती है, लेकिन २४ घंटों के भीतर दो लगातार हल्के गैस अलार्म संभावित गंभीर दोष का संकेत देते हैं।

३. ट्रांसफॉर्मर हल्के गैस अलार्म का सांख्यिकीय विश्लेषण

मामला १: एक सबस्टेशन पर हल्के गैस अलार्म (७ जुलाई, २०१५)

दोष की घटना: सबस्टेशन निगरानी पृष्ठभूमि पर "तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर शरीर गैर-विद्युत सुरक्षा अलार्म" और "शरीर के चरण C का हल्का गैस अलार्म" प्रदर्शित हुआ। कारण: स्थानीय निरीक्षण में तीसरे मुख्य ट्रांसफॉर्मर के चरण C गैस रिले में तेल स्तर कम पाया गया (गैस आयतन ३०० मिलीलीटर से अधिक था; हल्के गैस अलार्म सेटिंग: २७०±१० मिलीलीटर) (चरण A और B पूर्ण थे)। निरीक्षण परिणामों और विशेष बैठकों के आधार पर, दोष धातु विदेशी वस्तुओं के कारण हुआ, जिन्हें परिवहन/स्थापना के दौरान प्रवेश किया गया माना गया (निर्माण से नहीं), क्योंकि निगरानी ने पूरे निर्माण प्रक्रिया को शामिल नहीं किया था। निपटान: दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को वापस ले लिया गया और एक स्टैंडबाय चरण के साथ प्रतिस्थापित कर दिया गया। सबस्टेशन पर एक रखरखाव कार्यशाला का निर्माण किया गया, जिसमें निर्माता द्वारा स्थानीय मरम्मत की गई; मरम्मत के बाद के ट्रांसफॉर्मर को स्टैंडबाय चरण के रूप में संग्रहीत किया गया।

मामला २: एक सबस्टेशन पर हल्के गैस अलार्म (३० सितंबर, २०१५)

दोष की घटना: निगरानी पृष्ठभूमि ने "#२ मुख्य ट्रांसफॉर्मर के चरण C दबाव उछाल अलार्म", "भारी गैस ट्रिप संकेत" और "हल्के गैस अलार्म संकेत" की सूचना दी; कोई विद्युत सुरक्षा क्रियाकलाप नहीं हुआ। कारण: डिजाइन संस्थान और निर्माता के बीच संचार अंतराल के कारण बुशिंग के शीर्ष टर्मिनल पर अत्यधिक तनाव उत्पन्न हुआ; बुशिंग की सीलिंग डिजाइन कमजोर थी; बुशिंग करंट-कैरिंग कंड्यूट के शीर्ष पर ऋणात्मक दबाव क्षेत्र के कारण सील विफलता के बाद वायु/जल का अवशोषण हुआ। लीड T-कनेक्टर और उच्च वोल्टेज बुशिंग के बीच अधिकतम क्षैतिज विस्थापन ५.६१ मीटर तक पहुँच गया, जिससे लंबे समय तक पार्श्व तनाव, टर्मिनल और कवर का विकृति, सील विफलता और वायु/जल प्रवेश के कारण उच्च वोल्टेज वाइंडिंग में आंतरिक डिस्चार्ज हुआ। निपटान: दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को वापस ले लिया गया और एक स्टैंडबाय चरण के साथ प्रतिस्थापित कर दिया गया। २०१६ में एक रखरखाव कार्यशाला के निर्माण के बाद स्थानीय मरम्मत पूरी की गई, और ट्रांसफॉर्मर को स्टैंडबाय चरण के रूप में संग्रहीत किया गया।

मामला ३: एक सबस्टेशन पर हल्के गैस अलार्म (१८ जून, २०१८)

दोष की घटना: एक सबस्टेशन पर #१ मुख्य ट्रांसफॉर्मर के चरण A का हल्का गैस अलार्म। कारण: तेल और गैस सैंपलिंग परीक्षणों से अज्वलनशील गैस और सामान्य तेल डेटा का पता चला। गैस रिले को उसी दिन वेंट किया गया, और संकेत तुरंत रीसेट हो गया। रिले में गैस संचय की लंबी अवधि की निगरानी से कोई नई गैस नहीं मिली, जिससे पुष्टि हुई कि अलार्म लंबे समय तक वायु संचय के कारण हुआ था।

केस 4: चालू करने के दौरान हल्की गैस अलार्म

दोष की घटना: चालू करने के दौरान नंबर 3 मुख्य ट्रांसफॉर्मर के फेज सी की हल्की गैस अलार्म। कारण: ट्रांसफॉर्मर के तेल प्रवाह रिले से तेल का रिसाव; प्रतिस्थापन के बाद निर्माण इकाई द्वारा गैस को पूर्णतः वातित नहीं किया गया। ट्रांसफॉर्मर में एसिटिलीन का कोई पता नहीं चला। निपटान: ट्रांसफॉर्मर से गैस को वातित करना।

केस 5: एक कन्वर्टर स्टेशन पर हल्की गैस अलार्म (20 नवंबर, 2018)

दोष की घटना: 06:24:55 बजे, एक कन्वर्टर स्टेशन के OWS बैकग्राउंड ने "किसी एक ओर के कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के फेज बी की हल्की गैस अलार्म" की सूचना दी; 06:40:57 बजे, "किसी एक ओर के कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के फेज बी की भारी गैस सुरक्षा" की सूचना दी गई, और 01B/02B कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर सर्किट ब्रेकर तीन-फेज में ट्रिप हो गए। कारण: तेल संरक्षक ब्लैडर का फटना। तेल ब्लैडर में प्रवेश कर गया, और अचानक तापमान में गिरावट के कारण तेल से भरा ब्लैडर डूब गया, जिससे तेल पाइपलाइन अवरुद्ध हो गई और गैस फँस गई, जिससे गैस रिले क्रिया कर गया। ब्लैडर का फटना लंबे समय तक आरक्षित रहने और निम्न तापमान में त्वरित जूनी होने के कारण हुआ। निपटान: स्थान पर निरीक्षण ने ब्लैडर के फटने की पुष्टि की (संरक्षक में अधिकांश तेल ब्लैडर में प्रवेश कर गया था)। ब्लैडर को प्रतिस्थापित किया गया, और कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर को पुनः संचालन में लाया गया।

केस 6: एक विद्युत कंपनी में हल्की गैस अलार्म (2 जनवरी, 2017)

दोष की घटना: एक विद्युत कंपनी में डीसी द्विध्रुव ठंडी आरक्षित स्थिति में था; 20:37 बजे, पोल 1 YYC कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर की हल्की गैस अलार्म की सूचना दी गई, जिसके बाद 20:42 बजे भारी गैस ट्रिप हुआ। कारण: स्थान पर निरीक्षण से पोल 1 Y/Y C-फेज कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के नंबर 4 शीतलन चक्र तेल पंप से तेल का रिसाव पाया गया। पंप की विद्युत आपूर्ति को काटने और दोनों सिरों पर वाल्वों को बंद करने के बाद रिसाव रुक गया। मूल कारण पेंचों और पंप एंड कवर फ्लैंजों के खराब सामग्री गुणवत्ता के कारण गहन संक्षारण, पेंच का टूटना, पंप शरीर का फिसलना और विशाल तेल रिसाव था। निपटान: पोल 1 YYC कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के 4 डूबने वाले तेल पंपों को प्रतिस्थापित किया गया, तेल को पुनः भरा गया, और रखरखाव परीक्षण किए गए। समकालीन रूप से 13 अन्य कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मरों (जिनमें 2 आरक्षित भी शामिल हैं) में 52 डूबने वाले तेल पंपों के पेंच संरचना को प्रतिस्थापित या संशोधित किया गया।

4. हल्की गैस को अलार्म या ट्रिप के लिए सेट करने की व्याख्या

4.1 गैस रिले का परिचय

गैस रिले ट्रांसफॉर्मर के आंतरिक दोषों के कारण तेल के विघटन या तेल के झोंकों से उत्पन्न गैस का पता लगाकर कार्य करते हैं, जिससे हल्की गैस (अलार्म) या भारी गैस (ट्रिप) संपर्क सक्रिय होते हैं।

• हल्की गैस: लघु दोषों को दर्शाती है (उदाहरण के लिए, अतिभार तापन, स्थानीय कोर तापन, चुंबकीय रिसाव के कारण टैंक का तापन)। विघटित गैस रिले के गैस संग्रह कक्ष में ऊपर उठती है, जिससे तेल का स्तर कम हो जाता है और हल्की गैस रीड स्विच सक्रिय होकर अलार्म भेजता है। तेल के स्तर के और अधिक गिरने से भारी गैस सक्रिय होती है।

• भारी गैस: गंभीर दोषों को दर्शाती है (उदाहरण के लिए, बुशिंग ग्राउंडिंग, आंतरिक टर्न शॉर्ट सर्किट)। तीव्र गैस उत्पादन के कारण तेल एक बैफल पर प्रहार करता है, जिससे एक चुंबक के माध्यम से भारी गैस रीड स्विच आकर्षित होता है और ट्रांसफॉर्मर को ट्रिप कर देता है।

4.2 हल्की गैस को अलार्म के लिए सेट करने के कारण

• UHV AC ट्रांसफॉर्मर: प्रत्येक मुख्य और वोल्टेज नियामक ट्रांसफॉर्मर में केवल एक गैस रिले होता है; बुशिंग राइजर्स गैस संग्रह पाइपों के माध्यम से शरीर रिले से जुड़े होते हैं। केवल एक हल्की गैस अलार्म संपर्क उपलब्ध है, जो सामान्य संचालन के तहत अलार्म मोड में सेट होता है (भारी गैस को ट्रिप के लिए)।

• कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर: 1 गैस रिले (सीमेंस प्रौद्योगिकी) या 7+ गैस रिले (एबीबी प्रौद्योगिकी) से सुसज्जित। हल्की गैस को सामान्य संचालन के तहत अलार्म मोड में सेट किया जाता है (भारी गैस को ट्रिप के लिए)।

कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के गैस रिले में केवल 1 या 2 हल्की गैस अलार्म संपर्क होते हैं, जो रिले जंक्शन बॉक्स में जल प्रवेश, तेल क्रोमैटोग्राफी से वाहक गैस के टैंक में प्रवेश या शरीर की खराब सीलिंग के कारण वायु प्रवेश के कारण गलत अलार्म के लिए प्रवण होते हैं। "तीन में से दो" गलत संचालन रोकने के उपाय उपलब्ध नहीं हैं। यदि हल्की गैस को ट्रिप के लिए सेट किया जाता है, तो गलत अलार्म के कारण डीसी एकल ध्रुव (एकल वाल्व समूह) ट्रिप हो सकता है, जिससे 1500MW या अधिक शक्ति की हानि हो सकती है और ग्रिड स्थिरता को खतरा हो सकता है। इसके अतिरिक्त, हल्की गैस भारी गैस सक्रिय होने से पहले लघु दोषों (उदाहरण के लिए, हल्का कोर/विद्युतरोधन तापन) के लिए प्रतिक्रिया का अवसर प्रदान करती है, जिससे उपकरण उपलब्धता में सुधार होता है। इसलिए, 18 प्रमुख ग्रिड दुर्घटना रोकथाम उपाय और विद्युत ट्रांसफॉर्मर संचालन का कोड (DL/T572-2010) में यह निर्दिष्ट किया गया है कि हल्की गैस को केवल अलार्म के लिए सेट किया जाना चाहिए।

गलत संचालन के मामले:

• 2003: एक कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के स्मूथिंग रिएक्टर गैस रिले में जल प्रवेश के कारण द्विध्रुवी अवरोध हुआ, जिससे 1281MW की शक्ति की हानि हुई।

• 2019: कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के गैस रिले के संपर्क परिपथ में दोष के कारण एक अस्थायी अवरोध हुआ।

4.3 UHV ट्रांसफॉर्मर के लिए हल्की गैस को ट्रिप के लिए संशोधित करने का प्रस्ताव

UHV ट्रांसफॉर्मर में अचानक दोषों के जोखिम को देखते हुए, जो कर्मियों की सुरक्षा के लिए खतरनाक हो सकते हैं, UHV ट्रांसफॉर्मर के लिए हल्की गैस क्रिया को अलार्म से ट्रिप के लिए बदलने का प्रस्ताव निम्नलिखित कारणों से दिया गया है:

• गंभीर दोषों में प्रारंभिक कार्यवाही: अचानक गंभीर दोषों के दौरान हल्की गैस भारी गैस से पहले सक्रिय हो सकती है। हल्की गैस पर ट्रिप करने से दोषपूर्ण ट्रांसफॉर्मर को त्वरित रूप से अलग किया जा सकता है, जिससे प्रमुख उपकरण क्षति या हताहतों को रोका जा सकता है। (उदाहरण के लिए, 2016: कई हल्की गैस अलार्म के बाद एक UHV शंट रिएक्टर विस्फोटित हो गया; 2017: कन्वर्टर ट्रांसफॉर्मर के बुशिंग दोष के दौरान हल्की गैस भारी गैस से 32 सेकंड पहले सक्रिय हुई।)

• ग्रिड दृढ़ता: शक्तिशाली बनाए गए विद्युत ग्रिड में एक वाल्व समूह या ट्रांसफॉर्मर के नुकसान को स्थिरता के मुद्दों के बिना सहन किया जा सकता है।

• गलत संचालन के जोखिम में कमी: गैर-विद्युत रिले के प्रबंधन में सुधार (उदाहरण के लिए, वर्षा कवर स्थापित करना, नियमित नमूना निरीक्षण करना, परिपथ विद्युतरोधन जांच करना) ने गलत अलार्म को काफी कम कर दिया है। आँकड़े दर्शाते हैं कि कन्वर्टर स्टेशनों (3 वर्ष) और उप-केंद्रों (5 वर्ष) में कोई भी गलत हल्की गैस क्रिया नहीं हुई है; 6 दर्ज क्रियाएँ निर्माण के दौरान गैस को वातित नहीं करने के कारण हुई थीं (उपकरण दोष नहीं)।

अस्थिर परिचालन के दौरान UHV ट्रांसफार्मरों के लिए संक्षिप्त उपाय: कनवर्टर ट्रांसफार्मर, मुख्य ट्रांसफार्मर और वोल्टेज-रेगुलेटिंग ट्रांसफार्मर के सभी लाइट गैस कंटैक्ट (बुशिंग राइजर, टैप चेंजर, बॉडी) को ट्रिप मोड पर सेट करें ताकि कर्मचारियों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

4.4 लाइट गैस से ट्रिप में परिवर्तन के लिए निष्पादन योजना

• कनवर्टर ट्रांसफार्मर: DC नियंत्रण एकल-सिस्टम विहीनीकरण के माध्यम से सॉफ्टवेयर को संशोधित करके लाइट गैस सिग्नलों को ट्रिप में बदलें। संशोधन के बाद ट्रिप परीक्षण की आवश्यकता नहीं होती (सिग्नल सर्किट्स वार्षिक रूप से सत्यापित होते हैं); योजित अवसरों के दौरान लागू करें (1 दिन)।

• AC ट्रांसफार्मर: संरक्षण पैनल पर वायरिंग को संशोधित करें और प्रसारण परीक्षण करें (1 दिन)।