Kecelakaan Trafo Utama dan Masalah Operasi Gas Ringan

1. Catatan Kecelakaan (19 Maret 2019)

Pada pukul 16:13 tanggal 19 Maret 2019, latar belakang pemantauan melaporkan tindakan gas ringan pada trafo utama No. 3. Sesuai dengan Kode Operasi Trafo Listrik (DL/T572-2010), petugas operasi dan pemeliharaan (O&M) memeriksa kondisi di lapangan dari trafo utama No. 3.

Konfirmasi di lapangan: Panel perlindungan non-elektrik WBH dari trafo utama No. 3 melaporkan tindakan gas ringan Fase B pada badan trafo, dan reset tidak efektif. Petugas O&M memeriksa relai gas Fase B dan kotak pengambilan sampel gas dari trafo utama No. 3, serta melakukan uji arus tanah inti dan cekam badan trafo.

Pada pukul 16:36, latar belakang pemantauan stasiun melaporkan tindakan gas berat trip pada trafo utama No. 3, dengan Fase B badan terbakar. Sistem pemadam kebakaran busa semprot tetap trafo beroperasi dengan benar (gambar sinyal tersedia).

Tindakan untuk Kecelakaan Ini:

• Rancang rencana transformasi gas ringan menjadi trip: Organisir penyusunan skema transformasi teknis, atur rencana pemadaman listrik selanjutnya, dan jelasakan tindakan O&M sebelum transformasi.

• Inspeksi khusus dan transformasi untuk trafo yang sedang beroperasi: Lakukan inspeksi tertarget pada trafo yang beroperasi berdasarkan penyebab kerusakan, dan formulirkan tindakan transformasi.

2. Proses Penanganan Peringatan Gas Ringan

Kode Operasi Trafo Listrik (DL/T572-2010) menetapkan bahwa relai gas trafo harus dilengkapi dengan dua set kontak: gas ringan dan gas berat. Dalam operasi normal, gas ringan disetel ke mode peringatan, dan gas berat ke mode trip. Proses penanganan peringatan gas ringan trafo biasanya adalah sebagai berikut:

• Saat sinyal proteksi gas diaktifkan, segera periksa trafo untuk menentukan apakah disebabkan oleh akumulasi udara, penurunan level minyak, kerusakan sirkuit sekunder, atau kerusakan internal trafo.

• Jika ada gas di relai gas, catat volume gas, amati warna dan kemampuan terbakar gas, dan ambil sampel gas dan minyak untuk analisis kromatografi.

• Jika gas di relai tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan analisis kromatografi mengidentifikasinya sebagai udara, trafo dapat terus beroperasi, dan cacat masuk udara harus segera dihilangkan.

• Jika gas mudah terbakar atau hasil analisis gas terlarut (DGA) tidak normal, putuskan secara komprehensif apakah harus mematikan trafo.

Tindakan Anti-Kecelakaan Baru (9.2.3.6) menetapkan: "Jika trafo mengalami dua peringatan gas ringan berturut-turut dalam satu hari, segera ajukan pemadaman listrik untuk inspeksi; untuk trafo (reaktor) dengan struktur sirkulasi minyak tidak paksa dan tanpa perangkat pembuangan minyak dan injeksi nitrogen, ajukan pemadaman listrik segera saat peringatan gas ringan badan."

Trafo baru yang diperkenalkan atau yang menjalani perawatan minyak rentan terhadap peringatan gas ringan selama operasi awal. Trafo sirkulasi minyak paksa rentan terhadap masuk udara karena kebocoran minyak di area tekanan negatif; trafo dengan perangkat pembuangan minyak dan injeksi nitrogen mungkin memiliki gas terperangkap di pipa pembuangan minyak—kedua situasi ini dapat menyebabkan peringatan gas ringan. Sejumlah kecil gas biasanya dilepaskan selama operasi trafo, tetapi dua peringatan gas ringan berturut-turut dalam 24 jam menunjukkan potensi kerusakan serius.

3. Analisis Statistik Peringatan Gas Ringan Trafo

Kasus 1: Peringatan Gas Ringan di Gardu Induk (7 Juli 2015)

Fenomena Kerusakan: Latar belakang pemantauan gardu induk menampilkan "Alarm perlindungan non-elektrik badan trafo utama No. 3" dan "Peringatan gas ringan Fase C badan".Penyebab: Inspeksi di lapangan menemukan level minyak di relai gas Fase C trafo utama No. 3 rendah (volume gas melebihi 300ml; setelan peringatan gas ringan: 270±10ml) (Fase A dan B penuh). Berdasarkan hasil inspeksi dan rapat khusus, kerusakan disebabkan oleh benda asing logam, yang dipandang diperkenalkan selama transportasi/pemasangan (bukan dari manufaktur), karena pemantauan tidak bisa menutupi seluruh proses manufaktur.Penanganan: Trafo yang rusak ditarik dan diganti dengan fase cadangan. Workshop perbaikan dibangun di gardu induk untuk perbaikan di tempat oleh pabrikan; trafo yang diperbaiki disimpan sebagai fase cadangan.

Kasus 2: Peringatan Gas Ringan di Gardu Induk (30 September 2015)

Fenomena Kerusakan: Latar belakang pemantauan melaporkan "Alarm lonjakan tekanan Fase C trafo utama No. 2", "sinyal trip gas berat", dan "sinyal peringatan gas ringan"; tidak ada tindakan perlindungan listrik yang terjadi.Penyebab: Kesalahan komunikasi antara institut desain dan pabrikan menyebabkan stres berlebihan pada terminal atas bushing; bushing memiliki desain segel lemah; zona tekanan negatif di bagian atas saluran penghantar arus bushing menyebabkan masuk udara/air setelah kegagalan segel. Penyimpangan horizontal maksimum antara konektor T-lead dan bushing tegangan tinggi mencapai 5,61m, menyebabkan tegangan lateral jangka panjang, deformasi terminal dan tutup, kegagalan segel, dan pelepasan internal di gulungan tegangan tinggi karena masuk udara/air.Penanganan: Trafo yang rusak ditarik dan diganti dengan fase cadangan. Perbaikan di tempat diselesaikan pada tahun 2016 setelah pembangunan workshop perbaikan, dan trafo disimpan sebagai fase cadangan.

Kasus 3: Peringatan Gas Ringan di Gardu Induk (18 Juni 2018)

Fenomena Kerusakan: Peringatan gas ringan Fase A trafo utama No. 1 di gardu induk.Penyebab: Uji sampel minyak dan gas menunjukkan gas tidak mudah terbakar dan data minyak normal. Relai gas dikuras pada hari yang sama, dan sinyal reset segera. Pelacakan jangka panjang akumulasi gas di relai tidak menunjukkan gas baru, mengkonfirmasi peringatan disebabkan oleh akumulasi udara jangka panjang.

Kasus 4: Alarm Gas Ringan Selama Komisi

Fenomena Kegagalan: Alarm gas ringan fase C pada trafo utama No. 3 selama komisi.Cause: Kebocoran minyak dari relai aliran minyak trafo; pihak kontraktor gagal mengeluarkan gas sepenuhnya setelah penggantian. Tidak terdeteksi adanya asetilena dalam trafo.Tindakan: Keluarkan gas dari trafo.

Kasus 5: Alarm Gas Ringan di Stasiun Konverter (20 November 2018)

Fenomena Kegagalan: Pada pukul 06:24:55, latar belakang OWS stasiun konverter melaporkan "Alarm gas ringan fase B pada trafo konverter sisi tertentu"; pada pukul 06:40:57, "Perlindungan gas berat fase B pada trafo konverter sisi tertentu" dilaporkan, dan pemutus sirkuit trafo konverter 01B/02B trip tiga fasa.Cause: Ruptur kantong penyimpanan minyak. Minyak masuk ke kantong, dan penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kantong yang dipenuhi minyak tenggelam, memblokir pipa minyak dan menahan gas, menyebabkan aksi relai gas. Kantong rusak akibat standby jangka panjang dan penuaan dipercepat pada suhu rendah.Tindakan: Inspeksi lapangan mengkonfirmasi sobekan kantong (sebagian besar minyak dalam penyimpanan telah masuk ke kantong). Kantong diganti, dan trafo konverter kembali beroperasi.

Kasus 6: Alarm Gas Ringan di Perusahaan Listrik (2 Januari 2017)

Fenomena Kegagalan: Bipolar DC berada dalam siaga dingin di perusahaan listrik; pada pukul 20:37, alarm gas ringan trafo konverter YYC Pole 1 dilaporkan, diikuti oleh trip gas berat pada pukul 20:42.Cause: Inspeksi lapangan menemukan kebocoran minyak dari pompa minyak siklus pendinginan No. 4 trafo konverter fase C Y/Y Pole 1. Kebocoran berhenti setelah memutus daya pompa dan menutup katup di kedua ujung. Penyebab utamanya adalah kualitas bahan baut dan flensa ujung pompa yang buruk, menyebabkan korosi parah, patah baut, geser badan pompa, dan kebocoran minyak besar-besaran.Tindakan: Mengganti 4 pompa minyak submersibel trafo konverter Pole 1 YYC, mengisi ulang minyak, dan melakukan uji pemeliharaan. Sementara itu mengganti atau memodifikasi struktur baut 52 pompa minyak submersibel di 13 trafo konverter lainnya (termasuk 2 cadangan).

4. Penjelasan tentang Pengaturan Gas Ringan ke Alarm atau Trip

4.1 Pendahuluan tentang Relai Gas

Relai gas bekerja dengan mendeteksi gas yang dihasilkan dari dekomposisi minyak atau lonjakan minyak yang disebabkan oleh gangguan internal trafo, memicu kontak gas ringan (alarm) atau gas berat (trip).

• Gas Ringan: Mencerminkan kerusakan minor (mis., pemanasan overload, pemanasan inti lokal, pemanasan tangki dari kebocoran magnet). Gas yang terdekomposisi naik ke ruang kumpul gas relai, menurunkan tingkat minyak, dan mengaktifkan saklar reed gas ringan untuk mengirim alarm. Penurunan lebih lanjut tingkat minyak memicu gas berat.

• Gas Berat: Mencerminkan kerusakan parah (mis., grounding bushing, hubungan singkat antar putaran). Pembentukan gas cepat mendorong minyak untuk menabrak pembatas, menarik saklar reed gas berat melalui magnet untuk trip trafo.

4.2 Alasan Pengaturan Gas Ringan ke Alarm

• Trafo AC UHV: Setiap trafo utama dan trafo pengatur tegangan hanya memiliki satu relai gas; riser bushing terhubung ke relai badan melalui pipa kumpul gas. Hanya tersedia satu kontak alarm gas ringan, diatur ke mode alarm dalam operasi normal (gas berat untuk trip).

• Trafo Konverter: Dilengkapi dengan 1 relai gas (teknologi Siemens) atau 7+ relai gas (teknologi ABB). Gas ringan diatur ke mode alarm (gas berat untuk trip) dalam operasi normal.

Relai gas trafo konverter hanya memiliki 1 atau 2 kontak alarm gas ringan, rentan terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh masuknya air ke kotak sambungan relai, gas pembawa dari kromatografi minyak masuk ke tangki, atau masuknya udara karena penyegelan badan yang buruk. Tidak ada tindakan anti-misoperation "dua dari tiga". Jika gas ringan diatur ke trip, alarm palsu dapat menyebabkan trip monopolar DC (satu grup katup), kehilangan 1500MW atau lebih daya, dan mengancam stabilitas jaringan. Selain itu, gas ringan memberikan jendela respons untuk kerusakan minor (mis., pemanasan inti/insulasi ringan) sebelum aktivasi gas berat, meningkatkan ketersediaan peralatan. Oleh karena itu, 18 Tindakan Anti-Kecelakaan Jaringan Besar dan Kode Operasi Trafo Daya (DL/T572-2010) menetapkan bahwa gas ringan hanya boleh diatur ke alarm.

Kasus Operasi Salah:

• 2003: Masuknya air ke relai gas reaktor penghalus trafo konverter menyebabkan blok bipolar, kehilangan 1281MW.

• 2019: Terjadi pemadaman sementara akibat kerusakan pada sirkuit kontak relai gas trafo konverter.

4.3 Usulan untuk Mengubah Gas Ringan ke Trip untuk Trafo UHV

Mengingat risiko kegagalan tiba-tiba pada trafo UHV yang mengancam keselamatan personel, diusulkan untuk mengubah tindakan gas ringan dari alarm menjadi trip untuk trafo UHV, dengan alasan berikut:

• Tindakan Dini pada Kerusakan Parah: Gas ringan mungkin aktif sebelum gas berat selama kegagalan tiba-tiba yang parah. Trip pada gas ringan dapat dengan cepat mengisolasi trafo yang bermasalah, mencegah kerusakan peralatan besar atau korban jiwa. (mis., 2016: Reaktor shunt UHV meledak setelah beberapa alarm gas ringan; 2017: Gas ringan aktif 32 detik sebelum gas berat selama kerusakan bushing trafo konverter.)

• Ketahanan Jaringan: Jaringan listrik yang diperkuat dapat menoleransi hilangnya satu grup katup atau trafo tanpa masalah stabilitas.

• Pengurangan Risiko Operasi Salah: Manajemen yang ditingkatkan dari relai non-elektrik (mis., pemasangan penutup hujan, inspeksi sampel berkala, pemeriksaan isolasi sirkuit) telah secara signifikan mengurangi alarm palsu. Statistik menunjukkan tidak ada tindakan gas ringan palsu di stasiun konverter (3 tahun) dan gardu induk (5 tahun); 6 tindakan yang tercatat disebabkan oleh gas yang tidak dikeluarkan selama konstruksi (bukan kerusakan peralatan).

Tindakan Sementara: Selama operasi tidak stabil transformator UHV, atur semua kontak gas ringan (riser bushing, pengubah tap, body) dari transformator konverter, transformator utama, dan transformator penyetel tegangan ke mode trip untuk memastikan keselamatan personil dan peralatan.

4.4 Rencana Implementasi Modifikasi Gas Ringan ke Trip

• Transformator Konverter: Modifikasi perangkat lunak melalui penarikan sistem kontrol DC tunggal untuk mengubah sinyal gas ringan menjadi trip. Tidak diperlukan uji trip setelah modifikasi (sirkuit sinyal diverifikasi setiap tahun); laksanakan selama pemadaman yang direncanakan (1 hari).

• Transformator AC: Modifikasi kabel pada panel perlindungan dan lakukan uji transmisi (1 hari).