Főátalakító katasztrófák és könnyűgáz-működési problémák

1. Balesetjegyzék (2019. március 19.)

2019. március 19-én 16:13-kor a figyelőháttérben jelentkezett a 3. főtranzformátor enyhe gázmozgása. A Tranzformátorok üzemeltetési szabályzata (DL/T572-2010) értelmében az üzemeltetési és karbantartási (O&M) személyzet megvizsgálta a 3. főtranzformátor helyi állapotát.

Helyszíni megerősítés: A 3. főtranzformátor WBH nem-elektromos védelmi táblája jelentse B fázisú enyhe gázmozgást, a visszaállítás nem volt hatásos. Az O&M személyzet megvizsgálta a 3. főtranzformátor B fázisú gázrelét és gázmintavételi dobozát, valamint tesztelte a tranzformátor testének mag- és kerékfogásának áramát.

16:36-kor a telepháttérben jelentkezett a 3. főtranzformátor nehéz gázmozgásából eredő kiváltás, B fázisban tűz keletkezett. A tranzformátor rögzített habrasprózsolt tűzoltó rendszer helyesen aktiválódott (jelzési képek elérhetők).

Ezen balesetre vonatkozó intézkedések:

• Enyhe gázról trip-re alakító terv kidolgozása: Technikai átalakítási tervek összeállítása, következő energiamegszüntetési tervek meghatározása, valamint az átalakítás előtti O&M intézkedések meghatározása.

• Szolgálatban álló tranzformátorok speciális ellenőrzése és átalakítása: A hibakiváltó okok alapján célzott ellenőrzést végeznek a működő tranzformátorokon, és átalakítási intézkedéseket dolgoznak ki.

2. Enyhe gázriasztás kezelési folyamata

A Tranzformátorok üzemeltetési szabályzata (DL/T572-2010) előírja, hogy a tranzformátor gázreléje két kapcsolóval legyen ellátva: enyhe gáz és nehéz gáz. Normál működés esetén az enyhe gáz riasztási módban, a nehéz gáz kiváltási módban van beállítva. A tranzformátor enyhe gázriasztás tipikus kezelési folyamata a következő:

• Amennyiben a gázvédelmi jelzés aktiválódik, azonnal meg kell vizsgálni a tranzformátort, hogy a légszennyezés, olajszint-csökkenés, másodlagos kör zavar, vagy belső tranzformátorhiba okozta-e a problémát.

• Ha gáz van a gázrelében, fel kell jegyezni a gáz mennyiségét, megfigyelni a gáz színét és lángolását, és mintavételt kell készíteni gáz- és olajminta chromatográfiai elemzésre.

• Ha a relében lévő gáz színtelen, illatos, nem lángol, és a chromatográfiai elemzés szerint levegő, a tranzformátor továbbra is működhet, és a levegőbeviteli hiba gyorsan orvosolandó.

• Ha a gáz lángoló vagy a oldódó gáz elemzés (DGA) eredménye anomális, teljesen meg kell ítélkezni, hogy a tranzformátor leállítása szükséges-e.

Az új Anti-Baleseti Intézkedések (9.2.3.6) előírják: "Ha egy tranzformátor napon belül két egymást követő enyhe gázriasztást ad, azonnal energiaellátási ellenőrzést kell kérni; nem-kényszerített olajcirkulációs szerkezetű, nincs olajleválasztó és nitrogénbefecskendező eszköz tranzformátorok (reaktorkomponensek) esetén azonnal energiaellátási ellenőrzést kell kérni a test enyhe gázriasztásánál."

Az újonnan üzembe helyezett tranzformátorok vagy az olajkezelés alatt állók gyakran enyhe gázriasztást adnak az első működési időszakban. A kényszerített olajcirkulációs tranzformátorok könnyen levegőt vesznek fel a negatív nyomás területeken található olajszivárgás miatt; a tranzformátorok, amelyek olajleválasztó és nitrogénbefecskendező eszközzel rendelkeznek, gázt vehetnek fel az olajleválasztó csövekben – mindkét esetben enyhe gázriasztás léphet fel. A tranzformátor működése során normálisan kis mennyiségű gáz jelenik meg, de 24 órán belül két egymást követő enyhe gázriasztás súlyos hibára utalhat.

3. Tranzformátor enyhe gázriasztás statisztikai elemzése

Esétan 1: Enyhe gázriasztás egy telepen (2015. július 7.)

Hiba jelensége: A telep háttértárból jelentkezett a "3. főtranzformátor test nem-elektromos védelem riasztása" és a "C fázisú enyhe gázriasztás". Ok: A helyszíni ellenőrzés során a 3. főtranzformátor C fázisú gázreléjének olajszintje alacsony volt (a gáz mennyisége 300 ml-nél nagyobb; enyhe gázriasztás beállítása: 270±10 ml) (A és B fázisok tele voltak). Az ellenőrzés eredményei és a speciális találkozók alapján a hiba fém idegen testekkel volt okozva, amelyeket a szállítás/telepítés során (nem a gyártás során) vezettek be, mivel a figyelés nem tudta lefedni a teljes gyártási folyamatot. Kezelés: A hibás tranzformátort levették, és helyettesítették tartalék fázissal. A telepen karbantartási műhelyt építettek, ahol a gyártó helyszíni javítást végzett, a javított tranzformátort tartalék fázisként tárolták.

Esétan 2: Enyhe gázriasztás egy telepen (2015. szeptember 30.)

Hiba jelensége: A telep háttértárból jelentkezett a "#2 főtranzformátor C fázisú nyomásugrás riasztása", "nehéz gáz kiváltási jelzés" és "enyhe gázriasztási jelzés"; nincsenek elektromos védelmi akciók. Ok: A tervezőiroda és a gyártó közötti kommunikációs hiány miatt a szívattyúszer fejlécén túl nagy stressz jelentkezett; a szívattyúszer gyenge szegélyezési tervezésével; a szívattyúszer vezetőcsőjének tetején lévő negatív nyomás régióban a szegélyhiba miatt levegő/víz befektetés történt. A vezető T-összekötő és a magasfeszültségi szívattyúszer közötti maximális vízszintes eltérés 5,61 méterig ért, ami hosszú távú oldalsó feszültség, a fejléc és a fedő torzulását, a szegélyhiba, és a magasfeszültségi tekercs belső diszperczióját okozta a levegő/víz befektetés miatt. Kezelés: A hibás tranzformátort levették, és helyettesítették tartalék fázissal. 2016-ban, a karbantartási műhely felépítése után a helyszíni javítás befejeződött, és a tranzformátort tartalék fázisként tárolták.

Esétan 3: Enyhe gázriasztás egy telepen (2018. június 18.)

Hiba jelensége: #1 főtranzformátor A fázisú enyhe gázriasztás egy telepen. Ok: Olaj- és gázmintavételi tesztek nem lángoló gáz és normál olajadatokat mutattak. Ugyanazon a napon a gázrelét kihúzták, és a jelzés azonnal visszaállt. A gázrelében halmozódó gáz hosszú távú követéséből nem derült fel új gáz, így a riasztás hosszú távú levegőgyűjtés miatt indult.

Eszerint: Fényes Gáz Riasztás Belső Ellenőrzés Alatt

Hiba jelensége: A 3. főtranszformátor C fázisának fényes gáz riasztása belső ellenőrzés alatt. Oka: Olajszivárgás a transzformátor olajfolyam-reléjéből; az építőegység nem teljesen szívta le a gázt a cserélenyű után. Az etilen nem észlelhető volt a transzformátorban. Kezelés: A transzformátorból történő gáz szívás.

Eszerint: Fényes Gáz Riasztás Átalakítóállomáson (2018. november 20.)

Hiba jelensége: 06:24:55-kor egy átalakítóállomás OWS háttérben jelentett "Egy adott oldalú átalakítótranszformátor B fázisának fényes gáz riasztása"; 06:40:57-kor jelentette "Egy adott oldalú átalakítótranszformátor B fázisának súlyos gáz védelme", és a 01B/02B átalakítótranszformátor átmenetek hármasan kikapcsoltak. Oka: Az olajtartály gumihabja megsérült. Az olaj bekerült a gumihabba, és a hirtelen hőmérséklet-csökkenés miatt a gumihab elmerült, blokkolva az olajvezetéket, és fogva a gázt, ami a gázrelé működését eredményezte. A gumihab megragadása a hosszú állapot miatt és a mély hőmérsékleten gyorsuló öregedés miatt történt. Kezelés: A helyszíni ellenőrzés megerősítette a gumihab sérülését (a tartály legtöbb olaja a gumihabba került). A gumihabot cseréltek, és az átalakítótranszformátor újra üzembe hozták.

Eszerint: Fényes Gáz Riasztás Egy Villamosenergia-szolgáltatóknál (2017. január 2.)

Hiba jelensége: A DC bikusz a villamosenergia-szolgáltatóknál hideg váróállapotban volt; 20:37-kor jelentették a 1. pólus YYC átalakítótranszformátorának fényes gáz riasztását, majd 20:42-kor következett a súlyos gáz kikapcsolása. Oka: A helyszíni ellenőrzés olajszivárgást talált a 1. pólus Y/Y C fázisú átalakítótranszformátor 4. hűtőciklus olajpumpján. A szivárgás megállt a pumpa energiaforrásának leválasztása és a két végén lévő csapok bezárása után. Az oka rossz minőségű csavarkészleteknek és pumpaszárnyfalaknak, amelyek súlyos korroziónak, csavarromlásnak, pumpatest csúszásának és nagy mennyiségű olajszivárgásnak vezettek. Kezelés: A 1. pólus YYC átalakítótranszformátor 4 merülő olajpumpjának cseréje, olajfeltöltés és karbantartási tesztelés. Szinkronban 52 merülő olajpump csavarstruktúrájának cseréje vagy módosítása 13 másik átalakítótranszformátorban (beleértve 2 tartalékot).

4. A Fényes Gáz Beállításának Magyarázata Riasztásra vagy Kikapcsolásra

4.1 Bevezetés a Gázrelékbe

A gázrelék működése a transzformátor belső hibái által keletkező gáz vagy olajhullámok detektálásával történik, amely aktiválja a fényes gáz (riasztás) vagy súlyos gáz (kikapcsolás) kapcsolókat.

• Fényes Gáz: Enyhe hibákat tükrözi (pl. túlméretezési hőt, helyi maghőt, magnesiskiállításból eredő tartály hőt). A felbomló gáz felhalmozódik a relé gázgyűjtő kamrájában, ami csökkenti az olajszintet, és aktiválja a fényes gáz rézüveget, hogy riasztást küldjön. További olajszint-csökkenés súlyos gáz aktiválását eredményezi.

• Súlyos Gáz: Súlyos hibákat tükrözi (pl. csőbefogás, kerék közötti rövidzárt zárlat). A gyors gáztermelés eltolja az olajt, ami ütközik a baleseti falakkal, és a súlyos gáz rézüveget vonzza a mágnes segítségével, hogy kikapcsolja a transzformátort.

4.2 Okai a Fényes Gáz Riasztás Beállításához

• UHV AC Transzformátorok: Minden fő- és feszültség-rendszerrel rendelkező transzformátor csak egy gázrelével rendelkezik; a csőbefogó emelők a testreléhez csatlakoztatva vannak gázgyűjtő csövekkel. Csak egy fényes gáz riasztási kapcsoló áll rendelkezésre, amely normális működés esetén riasztási módban van beállítva (súlyos gáz kikapcsoláshoz).

• Átalakítótranszformátorok: 1 gázrelével (Siemens technológia) vagy 7+ gázrelével (ABB technológia) felszereltek. A fényes gáz normális működés esetén riasztási módban van beállítva (súlyos gáz kikapcsoláshoz).

Az átalakítótranszformátor gázreléi csak 1 vagy 2 fényes gáz riasztási kapcsolóval rendelkeznek, amelyek hibás riasztásokra hajlamosak a relé dobozok vízbejutása, a gázolaj-kromatográfiai viszonylatból származó gáz bejutása a tartályba, vagy a rossz testszigeteltség miatti levegő bejutása miatt. Nincs "háromból kettő" anti-hibás működési intézkedés. Ha a fényes gáz kikapcsolási módba van állítva, a hibás riasztások DC monopól (egyetlen változó csoport) kikapcsolását okozhatják, ami 1500MW-nál több energiát veszít, és fenyegeti a hálózat stabilitását. Ezenkívül a fényes gáz egy reakcióidőt biztosít enyhe hibák (pl. enyhe mag/hitel hőt) esetén, mielőtt a súlyos gáz aktiválódna, ami javítja a berendezések rendelkezésre állását. Így az 18 Fő Hálózati Anti-Baleseti Intézkedés és a Villamosenergia-transzformátorok Működési Irányelvei (DL/T572-2010) előírják, hogy a fényes gáz csak riasztási módban állítható be. Hibás Működési Esetek:

• 2003: A vízbejutás egy átalakítótranszformátor simítóreaktor gázreléjében kétoldali blokkolást okozott, ami 1281MW-t vesztett el.

• 2019: Egy ideiglenes kikapcsolás történt a gázrelé kontaktcirkulációjának hibája miatt.

4.3 Javaslat a Fényes Gáz Kikapcsolási Módra Való Váltására UHV Transzformátoroknál

Mivel a UHV transzformátorok váratlan hibái fenyegetik a személyzet biztonságát, javasoljuk, hogy a UHV transzformátorok fényes gáz működését riasztási módra állítsák át, a következő okokból:

• Korai Működés Súlyos Hibák Esetén: A fényes gáz aktiválódhat a súlyos gáz előtt váratlan súlyos hibák esetén. A fényes gáz kikapcsolása gyorsan elkülönítheti a hibás transzformátort, megelőzve a nagyobb berendezési károkat vagy emberi baleseteket. (pl. 2016: Egy UHV párhuzamos reaktor robbant ki többszörös fényes gáz riasztás után; 2017: A fényes gáz 32 másodperccel korábban aktiválódott, mint a súlyos gáz egy átalakítótranszformátor csőbefogói hibanál.)

• Hálózat Erőssége: A megerősített hálózat képes tolerálni egy változó csoport vagy transzformátor elvesztését anélkül, hogy stabilitási problémák merülnek fel.

• Csökkentett Hibás Működési Kockázat: A nem-elektromos relék fejlesztett kezelése (pl. esővédelem telepítése, rendszeres mintavételezés, környezeti izolációs ellenőrzések) jelentősen csökkentette a hibás riasztásokat. A statisztikák szerint nincs hibás fényes gáz működés az átalakítóállomásokon (3 év) és a tápegységeken (5 év); 6 rögzített esetet az építési során nem szívott le gáz okozta (nem berendezési hiba).

Átmeneti intézkedés: Az UHV transzformátorok instabil működése esetén állítsa be az átalakító transzformátorok, főtranszformátorok és feszültség-szabályozó transzformátorok (izolátor-felület, kapcsoló, szekció) összes könnyűgáz jeladatát trip módra, hogy biztosítsa a személyzet és a berendezések biztonságát.

4.4 A Könnyűgáz Trip Módosítás Implementálási Terv

• Átalakító Transzformátorok: Módosítsa a szoftvert DC-irányítási egyrendszeres kivonással, hogy a könnyűgáz jeleket trip módba állítsa. A módosítás után nincs szükség trip-próbára (a jelkörök évente ellenőrizhetők); hajtsa végre tervezett leállások során (1 nap).

• AC Transzformátorok: Módosítsa a vezetékeket a védőpanelen, és végezzen továbbítási teszteket (1 nap).