Негізгі трансформатордың авариялары және жарық газдың қызмет етудің проблемалары

1. Авариялық жазба (19 наурыз, 2019)

19 наурыз, 2019 жылы 16:13 саатында, көрсеткіш беті №3 негізгі трансформатордың жарық газ әрекетін хабарлады. Электр энергиясының трансформаторларының өңдеу коды (DL/T572-2010) бойынша, эксплуатация және техникалық қызметкерлер №3 негізгі трансформатордың орнындағы абалын тексерді.

Орнындағы растау: №3 негізгі трансформатордың WBH электрдік емес қорғау панелі B фазасының тіпті жарық газ әрекетін хабарлады, және қайта қою үшін әрекетті болмады. Эксплуатация және техникалық қызметкерлер №3 негізгі трансформатордың B фазасының газ реле және газ проба қутисын тексерді, трансформатордың магниттері мен қамшыларына земляное соединение токты өлшеді.

16:36 саатында, подстанцияның көрсеткіш беті №3 негізгі трансформатордың терең газ әрекетімен шектеу және B фазасының орнында оңтайсыздық шығуын хабарлады. Трансформатордың тұрақты пена жинау өндірісі тура жолмен қосылды (сигналдық суреттер бар).

Бұл аварияға қолданылатын әдістер:

• Жарық газтан шектеуге айналу планын құрастыру: Техникалық өңдеу схемаларын құрастыру, кейінгі жұмыс істемеу пландарын ұйымдастыру, өңдеуден бұрын ОТҚ әдістерін анықтау.

• Іске қосылған трансформаторлар үшін арналған тексеру және өңдеу: Кездескен қатаңыз түріне негізделген іске қосылған трансформаторлар үшін арналған бағытталған тексеру, өңдеу әдістерін құрастыру.

2. Жарық газ әрекетін өту процесі

Электр энергиясының трансформаторларының өңдеу коды (DL/T572-2010) бойынша, трансформаторлардың газ реле құрылғыларында екі жұмыс режимі болуы керек: жарық газ және терең газ. Нормаль жұмыс уақытында жарық газ сигнальды режимде, ал терең газ шектеу режимінде қосылады. Типтік трансформаторлардың жарық газ әрекетін өту процессі мынадай:

• Газ қорғау сигналы қосылғанда, трансформаторды тез өтінеміз, оның себептігін анықтаймыз: ауа нысаны, май құбысының төмендетілуі, екінші цикл қатынасы, немесе трансформатордың ішкі қатаңыздары.

• Егер газ реле құрылғысында газ бар болса, газдың көлемін жазып, газдың түсін және жылуын өлшеңіз, газ және май үлгілерін хроматографиялық талдау үшін жинаңыз.

• Егер реле құрылғысындағы газ бес түсі, жылуы жоқ және хроматографиялық талдау арқылы ауа деп анықталса, трансформатор ұзақтығын қолжетімді болуы мүмкін, бірақ ауа нысаны дефектісін тез өту керек.

• Егер газ жылуы болса немесе қатынған газдың талдау нәтижесі қатынасқа ие болса, трансформаторды тоқтату қажеттілігін толық бағалаңыз.

Жаңа Авариялық Әдістер (9.2.3.6) бойынша: "Егер трансформатор бір күнде екі рет жарық газ әрекетін қосса, тез өтінеміз үшін электр энергиясын тоқтату үшін өтінеміз; немесе (реакторлар) теріс басындағы май ағысу жүйесі жоқ және май сыйылдыру және азот іріту құрылғысы жоқ трансформаторлар үшін, трансформатордың денесінің жарық газ әрекетін қосқанда тез өтінеміз үшін электр энергиясын тоқтату үшін өтінеміз."

Жаңа қосылған трансформаторлар немесе май өңдеуі жүргізілгендері бастапқы жұмыс уақытында жарық газ әрекетін қосуға ыңғайлы. Теріс басындағы май ағысу трансформаторлары май ағысуынан ауа нысанына ыңғайлы; май сыйылдыру және азот іріту құрылғысы бар трансформаторлар май ағысу сызықтарында ауа/сұйық қалдықтарын ыңғайлауы мүмкін—бұл екеуі де жарық газ әрекетін қосуға ыңғайлы. Трансформаторлардың жұмыс уақытында аз мөлшерде газ шығуы нормал, бірақ 24 саат ішінде екі рет жарық газ әрекетін қосу қатаң қатаңыздарға көшетінін көрсетеді.

3. Трансформаторлардың жарық газ әрекетін қосу статистикалық талдауы

Дәлел 1: Подстанциядағы жарық газ әрекеті (7 тамыз, 2015)

Қатаңыздың құбысы: Подстанцияның көрсеткіш беті "№3 негізгі трансформатордың денесінің электрдік емес қорғау әрекеті" және "B фазасының жарық газ әрекеті" деп хабарлады. Себеп: Орнындағы тексеру №3 негізгі трансформатордың B фазасының газ реле құрылғысындағы май құбысы төмен (газ көлемі 300мл-ден астам; жарық газ әрекетін қосу құбысы: 270±10мл) (A және B фазалары толық). Тексеру нәтижелеріне және арнайы сессияларға негізделген, қатаңыздың себебі металлдық жабық заттар болғаны, олар транспортировка/орнату кезінде енгізілген (жасау үшін емес), себебі мониторинг барлық жасау процессін қамтып өтпейді. Өту: қатаңыздың трансформаторы алынды және қолданбасынан фаза ауыстырылды. Подстанцияда техникалық қызмет кеңсесі құрылды, производительге арналған орнындағы өту үшін; өткізілген трансформатор қолданбасынан фаза ретінде сақталды.

Дәлел 2: Подстанциядағы жарық газ әрекеті (30 қыркүйек, 2015)

Қатаңыздың құбысы: Көрсеткіш беті "№2 негізгі трансформатордың C фазасының басындағы басындық әрекет", "теріс газ әрекетін қосу сигналы" және "жарық газ әрекетін қосу сигналы" деп хабарлады; электр қорғау әрекеті болмады. Себеп: Проект институты мен производитель арасындағы байланыс қатынасының қатынасынан, бушинг түбіндегі контакттік терминалдың басында өте жоғары күш болды; бушинг түбіндегі қызметтік құрылғының қызметтік құрылғысы слаб; бушинг түбіндегі май ағысу кондуита үстінде теріс басында ауа/сұйық қалдықтары енгізілді. Бушингтің жоғарғы напряжение құрылғысы және T-контакттың максималды горизонталдық аралығы 5.61м-ге жеткен, ол ұзақ мерзімде жаңартылған, терминал және қанағатты қозғалыс, қызметтік құрылғысының қызметтік құрылғысын жоғалтқан, және жоғарғы напряжение құрылғысының ішкі құбысына ауа/сұйық қалдықтары енгізілген. Өту: қатаңыздың трансформаторы алынды және қолданбасынан фаза ауыстырылды. 2016 жылы техникалық қызмет кеңсесі құрылғаннан кейін орнында өту жүргізілді, трансформатор қолданбасынан фаза ретінде сақталды.

Дәлел 3: Подстанциядағы жарық газ әрекеті (18 маусым, 2018)

Қатаңыздың құбысы: Подстанциядағы №1 негізгі трансформатордың A фазасының жарық газ әрекеті. Себеп: Май және газ үлгілерін өлшеу негізінде, жылуы жоқ газ және нормал май деректері анықталды. Ол күні газ реле құрылғысындағы газды шығарылды, сигнал тез қайта қосылды. Реле құрылғысындағы газдың ұзақтығын қадағалау негізінде, жаңа газ шығуы жоқ, ол әрекетін ұзақтығында ауа нысанына ыңғайлауына ыңғайлы деп анықталды.

Жағдай 4: Іске қосу кезіндегі жеңіл газ туралы хабарлама

Ақаулық құбылысы: №3 негізгі трансформатордың С фазасы бойынша жеңіл газ туралы хабарламасы іске қосу кезінде берілді. Себебі: Трансформатордың май ағысы релеcінен май ағуы; орнату ұйымы релені алмастырғаннан кейін газды толық шығара алмады. Трансформаторда ацетилен анықталмады. Шешімі: Трансформатордан газды шығару.

Жағдай 5: Түрлендіргіш станциясында жеңіл газ туралы хабарлама (2018 жылғы 20 қараша)

Ақаулық құбылысы: 06:24:55-те түрлендіргіш станциясының OWS артқы планы «белгілі бір жағындағы түрлендіргіш трансформаторының В фазасы бойынша жеңіл газ туралы хабарламасы» деп хабарлады; 06:40:57-де «белгілі бір жағындағы түрлендіргіш трансформаторының В фазасы бойынша ауыр газ қорғанысы» хабарланды және 01B/02B түрлендіргіш трансформаторының қосқыштары үш фазалы тізбекте өшірілді. Себебі: Май сақтағыштың баллондарының жарылуы. Май баллонға енді, соның салдарынан температураның қатты төмендеуі маймен толтырылған баллондың батуына әкелді, бұл май құбырын бітелуіне және газдың қағазға жиналуына себеп болды, нәтижесінде газ релесі істеді. Баллонның жарылуы ұзақ уақыт бойы резервте тұруы мен төмен температурада қарқындылаған қартаюы салдарынан болды. Шешімі: Жер бетіндегі тексеру баллонның жарылуын (сақтағыштағы көпшілік май баллонға енген) растады. Баллон ауыстырылды және түрлендіргіш трансформаторы жұмысын қайта бастады.

Жағдай 6: Электр энергиясы компаниясында жеңіл газ туралы хабарлама (2017 жылғы 2 қаңтар)

Ақаулық құбылысы: Электр энергиясы компаниясында тұрақты ток екі полюсті желі суық резервте тұрды; 20:37-де 1-ші полюстің YYC түрлендіргіш трансформаторы бойынша жеңіл газ туралы хабарлама берілді, одан кейін 20:42-де ауыр газ бойынша өшіру әрекеті орын алды. Себебі: Жер бетіндегі тексеру 1-ші полюстің Y/Y C-фазасы түрлендіргіш трансформаторының №4 салқындату циклы май сорғысынан май ағуын анықтады. Сорғының қуатын өшіру және екі жағындағы крандарды жабу арқылы май ағуы тоқтатылды. Негізгі себеп — болттар мен сорғының ұшындағы фланецтердің материал сапасы төмен болуы, ол қатты коррозияға, болттардың сынғанына, сорғы корпусының сырғануына және көптеген май ағуына әкелді. Шешімі: 1-ші полюстің YYC түрлендіргіш трансформаторының 4 суға батырылатын май сорғысы ауыстырылды, май қайта толтырылды және жөндеу сынақтары жүргізілді. Қосымша 13 басқа түрлендіргіш трансформаторындағы (оның ішінде 2 резервтегі) 52 суға батырылатын май сорғысының болт құрылымы бір уақытта ауыстырылды немесе өзгертілді.

4. Жеңіл газдың хабарлама немесе өшіруге орнатылуы туралы түсіндірме

4.1 Газ релелері туралы кіріспе

Газ релелері трансформатордың ішкі ақауларынан майдың ыдырауы немесе май ағысынан пайда болған газды анықтау арқылы жұмыс істейді және жеңіл газ (хабарлама) немесе ауыр газ (өшіру) контакттарын іске қосады.

• Жеңіл газ: Оңай ақауларды (мысалы, асыра жүктеу кезіндегі қызу, жергілікті магниттік өзекшелердің қызуы, магниттік ағыс арқылы бактың қызуы) көрсетеді. Ыдыраған газ реленің газ жинау камерасына көтеріледі, май деңгейін төмендетеді және жеңіл газ үшін қолданылатын герконды қосады, нәтижесінде хабарлама беріледі. Май деңгейінің әрі қарай төмендеуі ауыр газды іске қосады.

• Ауыр газ: Ауыр ақауларды (мысалы, изоляторлардың жерге қосылуы, орамалар арасындағы қысқа тұйықталу) көрсетеді. Тез газ түзілуі майдың батырғышқа соғылуына әкеледі, бұл магнит арқылы ауыр газ үшін қолданылатын герконды тартады және трансформаторды өшіреді.

4.2 Жеңіл газдың хабарлама режиміне орнатылуының себептері

• ЖОЖ АК трансформаторлары: Әрбір негізгі және кернеуді реттейтін трансформаторда бір ғана газ релесі бар; изоляторлардың көтергіштері газ жинау құбырлары арқылы корпус релесіне қосылады. Бір ғана жеңіл газ хабарламасы контакттары ғана бар, ол қалыпты жұмыс кезінде хабарлама режиміне орнатылған (ауыр газ — өшіруге).

• Түрлендіргіш трансформаторлары: 1 газ релесі (Siemens технологиясы) немесе 7+ газ релесі (ABB технологиясы) орнатылған. Жеңіл газ қалыпты жұмыс кезінде хабарлама режиміне (ауыр газ — өшіруге) орнатылған.

Түрлендіргіш трансформаторларының газ релелерінде бір немесе екі жеңіл газ хабарламасы контакттары ғана бар, олар реле қосылым қорабына су енуі, май хроматографиясынан тасымалдаушы газдың резервуарға кіруі немесе корпустың нашар герметизациясынан ауа кіруі салдарынан жалған хабарламаларға бейім. «Үштен екеуі» қателіктерді болдырмау шаралары қол жетімді емес. Егер жеңіл газ өшіруге орнатылса, жалған хабарламалар тұрақты ток бір полюсті (бір вентильді топ) өшіруге әкелуі мүмкін, бұл 1500 МВт немесе одан да көп қуаттың жоғалуына және желінің тұрақтылығына қауіп төндіреді. Сонымен қатар, жеңіл газ ауыр газ іске қосылмас бұрын оңай ақауларға (мысалы, оңай өзекше/изоляция қызуы) жауап беру терезесін ұсынады, бұл жабдықтың қолжетімділігін арттырады. Сондықтан «18 негізгі желілік аварияларға қарсы шаралар» және «Электр энергиясы трансформаторларын пайдалану ережелері» (DL/T572-2010) жеңіл газдың тек хабарлама режиміне ғана орнатылуын белгілейді.

Жалған іске қосылу жағдайлары:

• 2003 жылы: Түрлендіргіш трансформаторының салқындату реакторының газ релесіне су енуі екі полюсті блоктауға әкелді, 1281 МВт қуат жоғалды.

• 2019 жылы: Түрлендіргіш трансформаторының газ релесінің контакт тізбегіндегі ақаулық салдарынан уақытша өшіру орын алды.

4.3 ЖОЖ трансформаторлары үшін жеңіл газды өшіруге орнату ұсынысы

ЖОЖ трансформаторларындағы қауіпті ақаулар адамдардың қауіпсіздігіне қауіп төндіруі мүмкін болғандықтан, ЖОЖ трансформаторлары үшін жеңіл газ іс-әрекетін хабарламадан өшіруге ауыстыру ұсынылады, себебі:

• Ауыр ақаулар кезіндегі ерте іс-әрекет: Қауіпті ақаулар кезінде жеңіл газ ауыр газдан бұрын іске қосылуы мүмкін. Жеңіл газ бойынша өшіру ақаулы трансформаторды тез-тез изоляциялап, ірі жабдық зақымдануын немесе адамдардың зардап шегуін болдырмауға мүмкіндік береді. (мысалы, 2016 жылы: ЖОЖ параллель реакторы бірнеше жеңіл газ хабарламаларынан кейін жарылды; 2017 жылы: Түрлендіргіш трансформаторының изоляторындағы ақау кезінде жеңіл газ ауыр газдан 32 секунд бұрын іске қосылды.)

• Желінің тұрақтылығы: Күшейтілген электр желісі бір вентильді топ немесе трансформатордың жоғалуын желінің тұрақтылығына әсер етпей қабылдай алады.

• Жалған іске қосылу қаупінің азайтуы: Электрлік емес релелердің басқарылуын жақсарту (мысалы, жаңбырдан қорғағыштарды орнату, регулярлық сынамаларды алу, тізбектің изоляциясын тексеру) жалған хабарламаларды қатты азайтты. Статистика бойынша түрлендіргіш станцияларында (3 жыл) және тарату станцияларында (5 жыл) жеңіл газ бойынша жалған іске қосылулар болған жоқ; 6 рет тіркелген іске қосылулар құрылыс кезінде газды шығара алмауға байланысты болды (жабдық ақауы емес).

Қызметкерлер мен жабдықтардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін UHV трансформаторларының стабилді емес жұмысы уақытында конверторлық трансформаторлар, негізгі трансформаторлар және басын өзгерту трансформаторларының барлық жарық газ байланыстарын (кожухтар, деңгей айналдырушы, корпус) трип режиміне қою керек.

4.4 Жарық газ сигналдарын трипке өзгерту планы

• Конверторлық трансформаторлар: DC басқару жүйесінің бір системасын шығару арқылы бағдарламалық қамтамасыз ету өзгертуімен жарық газ сигналдарын трипке өзгерту. Өзгерістен кейін трип тестін жүргізу қажет емес (сигнал цептері жыл сайын тексеріледі); планды қозғалыс іске қосу уақытында (1 күн) жүзеге асырылады.

• AC трансформаторлар: Қорғау панелдеріндегі жолаушылық өзгерту және өнімділікті тексеру (1 күн).