Glavni transformator Nesanice i Problemi s radom na plinu

1. Zapis o nesreći (19. ožujak 2019.)

U 16:13 sati 19. ožujka 2019., nadzorno okruženje prijavilo je rad s laganim plinom na glavnom transformatoru broj 3. U skladu s Pravilnikom o rukovanju električnim transformatorima (DL/T572-2010), osoblje za održavanje i eksploataciju (O&M) provjerilo je stanje na mjestu glavnog transformatora broj 3.

Potvrđeno na mjestu: Na ploči neelektrične zaštite WBH glavnog transformatora broj 3 prijavljen je rad s laganim plinom faze B tijela transformatora, a resetiranje bilo je neefektivno. O&M osoblje pregledalo je relé plina faze B i kutiju za uzorkovanje plina glavnog transformatora broj 3, te provedene su testove na struju zemljanja jezgre i stuba tijela transformatora.

U 16:36, nadzorno okruženje podstaničnice prijavilo je rad s jakim plinom i iskakanje glavnog transformatora broj 3, s vatrom u fazi B tijela. Sustav gasnog ugašenja transformatora s fiksnim penastim sprejemom aktivirao se točno (dostupni su snimci signala).

Mjere za ovu nesreću:

• Razviti plan preoblike s laganim na jak plin: Organizirati izradu tehničkih shema preoblike, organizirati planove isključivanja struje, te razjasniti mjere O&M prije preoblike.

• Posebna inspekcija i preoblika radnih transformatora: Provoditi ciljane inspekcije radnih transformatora temeljene na uzroku kvara, te formulirati mjere preoblike.

2. Postupak obrade alarma s laganim plinom

Pravilnik o rukovanju električnim transformatorima (DL/T572-2010) propisuje da relé plina transformatora trebaju biti opremljeni sa dvije skupine kontakata: lagani plin i jaki plin. Tijekom normalne operacije, lagani plin postavljen je na način alarmiranja, a jaki plin na način iskakanja. Tipičan postupak obrade alarma s laganim plinom transformatora jest sljedeći:

• Kada se aktivira signal zaštite plinom, odmah provjeriti transformator kako bi se utvrdilo je li uzrok akumulacija zraka, pad razine ulja, kvar sekundarnog kruga ili unutarnji kvar transformatora.

• Ako postoji plin u reléu plina, zabilježiti volumen plina, promatrati boju i spaljivost plina, te uzeti uzorke plina i ulja za analizu kromatografijom.

• Ako je plin u reléu bezbojan, bez mirisa, nespaljiv, i kromatografska analiza identificira ga kao zrak, transformator može nastaviti s radom, a nedostatak zračenja treba ispraviti odmah.

• Ako je plin spaljiv ili rezultat analize rastvorenog plina (DGA) anormalan, potrebno je kompjelativno procijeniti treba li isključiti transformator.

Novi protunesretni mjere (9.2.3.6) propisuju: "Ako transformator doživi dva uzastopna alarma s laganim plinom u roku od jednog dana, odmah zatražiti isključivanje struje za inspekciju; za transformatore (reaktore) bez prisilne cirkulacije ulja i bez uređaja za ispuštanje ulja i ubrizgavanje dušika, odmah zatražiti isključivanje struje za inspekciju kod alarma s laganim plinom tijela."

Novi upotrebljeni transformatori ili oni koji proizvode obradu ulja često pokazuju alarame s laganim plinom tijekom početne faze rada. Transformatori s prisilnom cirkulacijom ulja su osjetljivi na zračenje zbog curenja ulja u područjima s negativnim tlakom; transformatori s uređajima za ispuštanje ulja i ubrizgavanje dušika mogu imati plin zaprljan u cjevovodima za ispuštanje ulja - obje situacije mogu uzrokovati alarame s laganim plinom. Mali količina plina normalno se oslobađa tijekom rada transformatora, ali dva uzastopna alarma s laganim plinom u roku od 24 sata mogu ukazivati na potencijalne teške kvarove.

3. Statistička analiza alarma s laganim plinom transformatora

Slučaj 1: Alarm s laganim plinom u podstaničnici (7. srpanj 2015.)

Pojavljivanje kvara: Nadzorno okruženje podstaničnice prikazalo je "Alarm neelektrične zaštite tijela glavnog transformatora broj 3" i "Alarm s laganim plinom faze C tijela". Razlog: Pregled na mjestu otkrio je nisku razinu ulja u reléu plina faze C glavnog transformatora broj 3 (volumen plina premašio je 300 ml; postavka alarma s laganim plinom: 270±10 ml) (faze A i B bile su puno). Na temelju rezultata pregleda i posebnih sastanaka, kvar bio je uzrokovan metaličkim tuđim predmetima, kojima se smatralo da su uvedeni tijekom transporta/instalacije (ne iz proizvodnje), jer nadzor nije mogao pokriti cijeli proces proizvodnje. Radnje: Defektan transformator ispušten i zamijenjen rezervnim fazama. Za održavanje na mjestu izgrađena je radionica u podstaničnici, gdje je proizvođač obavio popravak; popravljeni transformator pohranjen kao rezervna faza.

Slučaj 2: Alarm s laganim plinom u podstaničnici (30. rujan 2015.)

Pojavljivanje kvara: Nadzorno okruženje prijavilo je "Alarm pritisnog vala faze C glavnog transformatora broj 2", "signal iskakanja s jakim plinom" i "signal alarma s laganim plinom"; nisu se dogodile akcije električne zaštite. Razlog: Komunikacijski propusti između dizajnerskog instituta i proizvođača doveli su do prekomjernog stresa na vrhu terminala buše; buša imala je slabu projektiranu zatvorenost; zona s negativnim tlakom na vrhu vodiča buše uzrokovala je zračenje i vodeni zahvat nakon propusta zatvorenosti. Maksimalni horizontalni pomak između T-spojnog vodiča i visokonaponske buše dosegnuo je 5,61 m, što je dovelo do dugotrajnog lateralnog napona, deformacije terminala i poklopca, propusta zatvorenosti i unutarnjeg iskretanja u visokonaponskom vijaku zbog zračenja i vodenog zahvata. Radnje: Defektan transformator ispušten i zamijenjen rezervnom fazom. Popravak na mjestu završen je 2016. godine nakon izgradnje radionice za održavanje, a transformator pohranjen kao rezervna faza.

Slučaj 3: Alarm s laganim plinom u podstaničnici (18. lipanj 2018.)

Pojavljivanje kvara: Alarm s laganim plinom faze A glavnog transformatora broj 1 u podstaničnici. Razlog: Testovi uzorka ulja i plina pokazali su nespaljivi plin i normalne podatke o ulju. Relé plina istočen je istog dana, a signal je odmah resetiran. Dugotrajno praćenje akumulacije plina u reléu pokazalo je da nema novog plina, potvrđujući da je alarm uzrokovan dugotrajnim zračenjem.

Slučaj 4: Alarm za lagani plin tijekom komisije

Pojavljivanje greške: Alarm za lagani plin faze C glavnog transformatora broj 3 tijekom komisije. Razlog: Ispuštanje ulja iz prelaza struja transformatora; izvođač ne dovršio potpuno ispuštanje plina nakon zamjene. U transformatoru nije otkriven acetilen. Obrada: Ispuštanje plina iz transformatora.

Slučaj 5: Alarm za lagani plin u pretvorbenoj postaji (20. studenoga 2018.)

Pojavljivanje greške: U 06:24:55, OWS pozadina pretvorbenog postaja prijavila "Alarm za lagani plin faze B pretvorbenog transformatora na određenoj strani"; u 06:40:57, prijavljen je "Težak gasni zaštitni mehanizam faze B pretvorbenog transformatora na određenoj strani", i prekidaci 01B/02B pretvorbenog transformatora su se prekidali tri faze. Razlog: Pucanje mješunca rezervoara s uljem. Ulje je ušlo u mješunce, a nagli pad temperature uzrokovao je da mješunce puno ulja ponori, blokirajući uljnu cijev i zatvarajući plin, što je dovelo do djelovanja plinske relice. Mješunce je puknuo zbog dugotrajnog stanja na čekanju i ubrzano starenje na niskim temperaturama. Obrada: Inspekcija na mjestu potvrdila je pucanje mješunce (većina ulja u rezervoaru upala u mješunce). Mješunce je zamijenjen, a pretvorbeni transformator je nastavio s radom.

Slučaj 6: Alarm za lagani plin u elektrane (2. siječnja 2017.)

Pojavljivanje greške: DC bipolarna bila je u hladnom čekanju u elektrani; u 20:37, prijavljen je alarm za lagani plin transformatora YYC Pola 1, a zatim težak gasni prekid u 20:42. Razlog: Inspekcija na mjestu otkrila je ispuštanje ulja iz četvrtog čimbenika hlađenja ulja Pola 1 Y/Y C-faze pretvorbenog transformatora. Ispuštanje je prestalo nakon odspajanja napajača čimbenika i zatvaranja ventila na obje strane. Glavni razlog bio je loša kvaliteta materijala vijaka i flanša kraja čimbenika, što je dovelo do ozbiljnog korozije, loma vijaka, klizanja tijela čimbenika i velikog ispuštanja ulja. Obrada: Zamijenjena su 4 potopliva ulja čimbenika pretvorbenog transformatora Pola 1 YYC, dodato ulje, i provedeni su održavajući testovi. Suhodno su zamijenjena ili promijenjena struktura vijaka 52 potopliva ulja čimbenika u 13 drugih pretvorbenih transformatora (uključujući 2 rezervne).

4. Objasnjenje postavljanja laganog plina na alarm ili prekid

4.1 Uvod u plinske rele

Plinske rele funkcioniraju otkrivanjem plina generiranih dekompozicijom ulja ili talasima ulja uzrokovanim unutarnjim greškama transformatora, pokrećući kontakti za lagani plin (alarm) ili težak plin (prekid).

• Lagan plin: Reflektira manje greške (npr., preopterećenje zagrijavanja, lokalno zagrijavanje željezne jezgre, zagrijavanje spremnika od magnetskih propusti). Dekomponirani plin se penje u sobu za prikupljanje plina rele, snižava razine ulja i aktivira kontakt lagani plin da pošalje alarm. Daljnji pad razine ulja pokreće težak plin.

• Težak plin: Reflektira ozbiljne greške (npr., zemljenje bušilice, međusobni kratak spoj). Brzo generiranje plina gurne ulje da udari na pregradu, privlačeći kontakt težak plin putem magnetskog uređaja da prekine transformator.

4.2 Razlozi za postavljanje laganog plina na alarm

• UHV AC Transformatori: Svaki glavni i regulirajući transformator ima samo jednu plinsku relu; podignuti bušilice povezuju tijelo rele s cijevima za prikupljanje plina. Dostupan je samo jedan kontakt za alarm laganog plina, postavljen na način da radi u modu alarma (težak plin za prekid) tijekom normalnog rada.

• Pretvorbeni transformatori: Oprijeđeni su sa 1 plinskom relom (tehnologija Siemens) ili 7+ plinskim relama (tehnologija ABB). Lagan plin je postavljen na mod alarm (težak plin za prekid) tijekom normalnog rada.

Pretvorbeni transformatori imaju samo 1 ili 2 kontakta za alarm laganog plina, koji su podložni lažnim alarmima uzrokovanim ulaskom vode u kutije s vezama rele, nosačem plina iz hromatografije ulja koji ulazi u spremnik, ili ulazom zraka zbog lošeg zatvaranja tijela. Nisu dostupne mjere za sprečavanje pogrešnog rada "dva od tri". Ako bi se lagan plin postavio na prekid, lažni alarmi bi mogli uzrokovati prekid DC monopola (jedna grupa ventilatorskih sustava), gubitak od 1500MW ili više snage i prijetiti stabilnosti mreže. Također, lagan plin pruža prozor za reagiranje na manje greške (npr., blago zagrijavanje željezne jezgre/izolacije) prije aktiviranja težkog plina, poboljšavajući raspoloživost opreme. Stoga, 18 glavnih protu-nesretničkih mjera i Pravilnik o radu električnih transformatora (DL/T572-2010) propisuju da lagan plin smije biti postavljen samo na alarm.

Primjeri pogrešnog rada:

• 2003: Ulazak vode u plinsku relu glačačkog reaktora pretvorbenog transformatora uzrokovao je blokadu bipolara, gubitak od 1281MW.

• 2019: Došlo je do privremenog prekida uslijed greške u kontaktnom krugu plinske rele pretvorbenog transformatora.

4.3 Predlog za promjenu laganog plina na prekid za UHV transformatore

Uzimajući u obzir rizik od iznenadnih grešaka UHV transformatora koji prijeti sigurnosti osoba, predlaže se promjena djelovanja laganog plina s alarma na prekid za UHV transformatore, iz sljedećih razloga:

• Rani intervencija pri ozbiljnim greškama: Lagan plin može se aktivirati prije težkog plina tijekom iznenadnih ozbiljnih grešaka. Prekid na laganim plinom može brzo izolirati defektan transformator, spriječiti velike oštećenja opreme ili životne gubitke. (npr., 2016: UHV šuntovni reaktor eksplodirao nakon više alarma laganog plina; 2017: Lagan plin se aktivirao 32 sekundi prije težkog plina tijekom greške bušilice pretvorbenog transformatora.)

• Ostao čvrst mreže: Jačana mreža može tolerirati gubitak jedne grupe ventilatorskih sustava ili transformatora bez problema s stabilnošću.

• Smanjen rizik od pogrešnog rada: Unaprijeđeno upravljanje neelektričnim releima (npr., instalacija kišnih poklopaca, redovita kontrola uzoraka, provjera izolacije kruga) značajno je smanjilo lažne alarmove. Statistika pokazuje da nema lažnih akcija laganog plina u pretvorbenim postajama (3 godine) i pretvorbenim postajama (5 godina); 6 zabilježenih akcija uzrokovanih su neispuštenim plinom tijekom izgradnje (a ne greškama opreme).

Privremena mjera: Tijekom nestabilnog rada UHV transformatora, postavite sve kontakte laganih plinova (izvodnice izolatora, promjenjivač naponnih stupnjeva, tijelo) pretvorbnih transformatora, glavnih transformatora i naponskih regulirnih transformatora u način prekida kako biste osigurali sigurnost osoblja i opreme.

4.4 Plan implementacije modifikacije prekida laganim plinovima

• Pretvorbeni transformatori: Modificirajte softver putem povlačenja pojedinačnog DC sustava kako biste promijenili signale laganih plinova u prekid. Nakon modificacije nije potreban testiranje prekida (šaržne krugove provjeravaju se godišnje); provedite tijekom planiranih isključivanja (1 dan).

• AC transformatori: Modificirajte žice na zaštitnim pločama i provedite testove prijenosa (1 dan).