Kecelakaan Penjana Utama dan Isu Operasi Gas Ringan

1. Rekod Kemalangan (19 Mac 2019)

Pada pukul 16:13 pada 19 Mac 2019, latar belakang pemantauan melaporkan tindakan gas ringan bagi transformer utama No. 3. Mengikut Kod Operasi untuk Transformer Kuasa (DL/T572-2010), kakitangan operasi dan penyelenggaraan (O&M) telah memeriksa keadaan sebenar transformer utama No. 3.

Pengesahan di tapak: Panel perlindungan bukan elektrik WBH bagi transformer utama No. 3 melaporkan tindakan gas ringan Fasa B badan transformer, dan reset tidak berkesan. Kakitangan O&M telah memeriksa relai gas Fasa B dan kotak sampel gas bagi transformer utama No. 3, serta mengadakan ujian arus bumi inti dan cengkeram badan transformer.

Pada pukul 16:36, latar belakang pemantauan substation melaporkan tindakan gas berat trip bagi transformer utama No. 3, dengan Fasa B badan transformer terbakar. Sistem pemadam api busa semburan tetap transformer berfungsi dengan betul (gambar sinyal tersedia).

Tindakan bagi Kemalangan Ini:

• Rancang pelan transformasi gas ringan ke trip: Organisir penyusunan skema transformasi teknikal, susun rancangan pemadaman kuasa seterusnya, dan jelasakan langkah-langkah O&M sebelum transformasi.

• Pemeriksaan khas dan transformasi bagi transformer yang sedang beroperasi: Lakukan pemeriksaan bertujuan pada transformer yang beroperasi berdasarkan sebab kerosakan, dan rumuskan langkah-langkah transformasi.

2. Proses Penanganan Amon Gas Ringan

Kod Operasi untuk Transformer Kuasa (DL/T572-2010) menetapkan bahawa relai gas transformer harus dilengkapi dengan dua set kontak: gas ringan dan gas berat. Dalam operasi normal, gas ringan ditetapkan dalam mod amaran, dan gas berat dalam mod trip. Proses penanganan biasa bagi amaran gas ringan transformer adalah seperti berikut:

• Apabila sinyal perlindungan gas diaktifkan, semak transformer dengan segera untuk menentukan sama ada disebabkan oleh pengumpulan udara, penurunan tahap minyak, kegagalan litar sekunder, atau kerosakan dalaman transformer.

• Jika gas wujud dalam relai gas, catat jumlah gas, perhatikan warna dan kebolehan pembakaran gas, dan ambil sampel gas dan minyak untuk analisis kromatografi.

• Jika gas dalam relai tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah dibakar, dan analisis kromatografi mengenalpastinya sebagai udara, transformer boleh meneruskan operasi, dan cacat masuk udara perlu dihapuskan dengan segera.

• Jika gas mudah dibakar atau hasil analisis gas terlarut (DGA) tidak normal, putuskan secara menyeluruh sama ada untuk mematikan transformer.

Ukur-Baku Anti-Kemalangan Baru (9.2.3.6) menetapkan: "Jika transformer mengalami dua amaran gas ringan berturut-turut dalam satu hari, segera lakukan permohonan untuk pemeriksaan pemadaman kuasa; bagi transformer (reaktor) dengan struktur sirkulasi minyak tidak dipaksa dan tanpa peranti pembuangan minyak dan injeksi nitrogen, lakukan permohonan pemadaman kuasa segera apabila amaran gas ringan badan transformer."

Transformer baru atau yang menjalani rawatan minyak lebih cenderung mengalami amaran gas ringan semasa operasi awal. Transformer sirkulasi minyak dipaksa lebih mudah mengalami masuk udara akibat kebocoran minyak di kawasan tekanan negatif; transformer dengan peranti pembuangan minyak dan injeksi nitrogen mungkin memiliki gas tertinggal dalam saluran pembuangan minyak—kedua-dua situasi ini boleh menyebabkan amaran gas ringan. Sejumlah kecil gas biasanya dikeluarkan semasa operasi transformer, tetapi dua amaran gas ringan berturut-turut dalam 24 jam menunjukkan potensi kerosakan serius.

3. Analisis Statistik Amon Gas Ringan Transformer

Kes 1: Amon Gas Ringan di Substation (7 Julai 2015)

Fenomena Kerosakan: Latar belakang pemantauan substation menunjukkan "Amon perlindungan bukan elektrik badan transformer utama No. 3" dan "Amon gas ringan Fasa C badan".Sebab: Pemeriksaan di tapak mendapati tahap minyak dalam relai gas Fasa C transformer utama No. 3 rendah (isi padu gas melebihi 300ml; set amaran gas ringan: 270±10ml) (Fasa A dan B penuh). Berdasarkan hasil pemeriksaan dan mesyuarat khas, kerosakan disebabkan oleh objek asing logam, yang dinilai dimasukkan semasa pengangkutan/pemasangan (bukan dari pembuatan), kerana pemantauan tidak dapat menjangkau seluruh proses pembuatan.Penyelesaian: Transformer yang rosak ditarik dan digantikan dengan fasa gantian. Bengkel penyelenggaraan dibina di substation untuk perbaikan di tapak oleh pembuat; transformer yang diperbaiki disimpan sebagai fasa gantian.

Kes 2: Amon Gas Ringan di Substation (30 September 2015)

Fenomena Kerosakan: Latar belakang pemantauan melaporkan "Amon lonjakan tekanan Fasa C transformer utama #2", "sinyal trip gas berat", dan "sinyal amon gas ringan"; tiada tindakan perlindungan elektrik berlaku.Sebab: Jurang komunikasi antara institut reka bentuk dan pembuat menyebabkan tekanan berlebihan pada terminal atas bushing; bushing mempunyai reka bentuk segel lemah; zon tekanan negatif di atas saluran konduktor bawaan arus bushing menyebabkan penghirupan udara/air selepas kegagalan segel. Penyimpangan horizontal maksimum antara T-connector lead dan bushing tegangan tinggi mencapai 5.61m, menyebabkan ketegangan lateral jangka panjang, deformasi terminal dan tutup, kegagalan segel, dan pelepasan dalaman dalam lilitan tegangan tinggi akibat penghirupan udara/air.Penyelesaian: Transformer yang rosak ditarik dan digantikan dengan fasa gantian. Perbaikan di tapak diselesaikan pada tahun 2016 setelah pembinaan bengkel penyelenggaraan, dan transformer disimpan sebagai fasa gantian.

Kes 3: Amon Gas Ringan di Substation (18 Jun 2018)

Fenomena Kerosakan: Amon gas ringan Fasa A transformer utama #1 di substation.Sebab: Ujian sampel minyak dan gas menunjukkan gas tidak mudah dibakar dan data minyak normal. Relai gas telah ditebang pada hari yang sama, dan sinyal dikembalikan dengan segera. Pengesanan jangka panjang pengumpulan gas dalam relai tidak menunjukkan gas baru, mengesahkan amaran disebabkan oleh pengumpulan udara jangka panjang.

Kes 4: Peringatan Gas Ringan Semasa Komisen

Fenomena Kerosakan: Peringatan gas ringan fasa C bagi transformator utama No. 3 semasa komisen. Sebab: Bocor minyak dari reley aliran minyak transformator; unit pembina gagal mengeluarkan gas sepenuhnya selepas penggantian. Tidak dikesan etena dalam transformator. Penyelesaian: Keluarkan gas dari transformator.

Kes 5: Peringatan Gas Ringan di Stesen Pengubah (20 November 2018)

Fenomena Kerosakan: Pada 06:24:55, latar belakang OWS stesen pengubah melaporkan "Peringatan gas ringan fasa B transformator pengubah pada sisi tertentu"; pada 06:40:57, "Perlindungan gas berat fasa B transformator pengubah pada sisi tertentu" dilaporkan, dan pemutus litar transformator pengubah 01B/02B terputus tiga fasa. Sebab: Pecah kandung pengekalan minyak. Minyak masuk ke kandung, dan penurunan suhu mendadak menyebabkan kandung yang dipenuhi minyak tenggelam, menyekat paip minyak dan mengekang gas, menyebabkan reley gas bertindak. Kandung pecah disebabkan oleh siaga panjang dan penuaan yang dipercepat pada suhu rendah. Penyelesaian: Pemeriksaan di tapak mengesahkan sobakan kandung (kebanyakan minyak dalam pengekalan telah masuk ke kandung). Kandung digantikan, dan transformator pengubah meneruskan operasi.

Kes 6: Peringatan Gas Ringan di Syarikat Kuasa (2 Januari 2017)

Fenomena Kerosakan: Bipolar DC berada dalam siaga sejuk di syarikat kuasa; pada 20:37, peringatan gas ringan transformator pengubah YYC Kutub 1 dilaporkan, diikuti dengan perjalanan gas berat pada 20:42. Sebab: Pemeriksaan di tapak mendapati bocor minyak dari pam minyak siklus pendinginan No. 4 kutub 1 Y/Y fasa C. Bocor berhenti setelah memutuskan kuasa pam dan menutup klep di kedua-dua hujung. Punca utama adalah kualiti bahan baut dan flensa hujung pam yang buruk, menyebabkan korosi yang teruk, patah baut, selipan badan pam, dan bocor minyak yang banyak. Penyelesaian: Gantikan 4 pam minyak submersible transformator pengubah YYC Kutub 1, isi semula minyak, dan lakukan ujian penyelenggaraan. Segera gantikan atau ubah struktur baut 52 pam minyak submersible dalam 13 transformator pengubah lain (termasuk 2 simpanan).

4. Penjelasan tentang Set Peringatan atau Perjalanan Gas Ringan

4.1 Pengenalan kepada Reley Gas

Reley gas beroperasi dengan mendeteksi gas yang dihasilkan daripada pemisahan minyak atau goncangan minyak akibat kerosakan dalaman transformator, memicu kontak gas ringan (peringatan) atau gas berat (perjalanan).

• Gas Ringan: Merefleksikan kerosakan minor (contohnya, pemanasan beban berlebihan, pemanasan inti tempatan, pemanasan tangki dari kebocoran magnet). Gas yang terurai naik ke ruang pengumpulan gas reley, menurunkan paras minyak dan mengaktifkan switch rana gas ringan untuk mengirim peringatan. Penurunan paras minyak yang lebih lanjut memicu gas berat.

• Gas Berat: Merefleksikan kerosakan serius (contohnya, grounding bushing, hubungan pendek antara putaran). Pembentukan gas yang cepat mendorong minyak untuk menumbuk baffle, menarik switch rana gas berat melalui magnet untuk memutuskan transformator.

4.2 Sebab-sebab Set Peringatan Gas Ringan

• Transformator AC UHV: Setiap transformator utama dan penyesuai volt hanya mempunyai satu reley gas; riser bushing disambungkan ke reley badan melalui paip pengumpulan gas. Hanya ada satu kontak peringatan gas ringan, ditetapkan ke mod peringatan semasa operasi biasa (gas berat untuk perjalanan).

• Transformator Pengubah: Dilengkapi dengan 1 reley gas (teknologi Siemens) atau 7+ reley gas (teknologi ABB). Gas ringan ditetapkan ke mod peringatan (gas berat untuk perjalanan) semasa operasi biasa.

Reley gas transformator pengubah hanya mempunyai 1 atau 2 kontak peringatan gas ringan, mudah terhadap peringatan palsu disebabkan oleh masuk air ke kotak sambungan reley, gas pembawa dari kromatografi minyak memasuki tangki, atau masuk udara akibat penyegelan badan yang buruk. Tiada langkah-langkah anti-misoperation "dua-dari-tiga". Jika gas ringan ditetapkan untuk perjalanan, peringatan palsu boleh menyebabkan perjalanan monopole DC (kelompok katup tunggal), kehilangan 1500MW atau lebih tenaga dan mengancam kestabilan grid. Selain itu, gas ringan memberikan jendela respons untuk kerosakan minor (contohnya, pemanasan inti/insulasi ringan) sebelum aktivasi gas berat, meningkatkan ketersediaan peralatan. Oleh itu, 18 Langkah Anti-Kecelakaan Grid Utama dan Kod Operasi Transformator Kuasa (DL/T572-2010) menetapkan gas ringan hanya boleh ditetapkan ke mod peringatan.

Kes Kesalahan Operasi:

• 2003: Masuk air ke reley gas reaktor pemulus transformator pengubah menyebabkan blok bipolar, kehilangan 1281MW.

• 2019: Terjadi gangguan sementara disebabkan oleh kerosakan dalam litar kontak reley gas transformator pengubah.

4.3 Cadangan untuk Mengubah Gas Ringan ke Perjalanan untuk Transformator UHV

Mengingat risiko kerosakan tiba-tiba pada transformator UHV yang mengancam keselamatan pekerja, dicadangkan untuk mengubah tindakan gas ringan dari peringatan ke perjalanan untuk transformator UHV, berdasarkan sebab-sebab berikut:

• Tindakan Awal dalam Kerosakan Serius: Gas ringan mungkin aktif sebelum gas berat semasa kerosakan tiba-tiba yang serius. Perjalanan pada gas ringan dapat dengan cepat mengasingkan transformator yang rosak, mencegah kerosakan peralatan utama atau kematian. (contohnya, 2016: Reaktor shunt UHV meledak selepas beberapa peringatan gas ringan; 2017: Gas ringan aktif 32 saat sebelum gas berat semasa kerosakan bushing transformator pengubah.)

• Kekuatan Grid: Grid kuasa yang diperkuat boleh menangani kehilangan satu kelompok katup atau transformator tanpa isu kestabilan.

• Pengurangan Risiko Kesalahan Operasi: Pengurusan yang ditingkatkan untuk reley non-elektrikal (contohnya, memasang tudung hujan, pemeriksaan sampel berkala, pemeriksaan isolasi litar) telah mengurangi secara signifikan peringatan palsu. Statistik menunjukkan tiada tindakan gas ringan palsu di stesen pengubah (3 tahun) dan stesen (5 tahun); 6 tindakan yang direkodkan disebabkan oleh gas yang tidak dikeluarkan semasa pembinaan (bukan kerosakan peralatan).

Langkah Sementara: Semasa operasi tidak stabil pemancar tegangan ultra tinggi, tetapkan semua kontak gas ringan (peningkatan selang, perubahan tap, badan) bagi pemancar penukar, transformer utama, dan transformer penyesuaian voltan ke mod trip untuk memastikan keselamatan pekerja dan peralatan.

4.4 Pelan Pelaksanaan Pengubahsuaian Gas Ringan ke Mod Trip

• Pemancar Penukar: Ubah perisian melalui pengunduran sistem kawalan DC tunggal untuk mengubah isyarat gas ringan kepada mod trip. Tiada ujian trip diperlukan selepas pengubahsuaian (litar isyarat disahkan setiap tahun); laksanakan semasa gangguan yang dirancang (1 hari).

• Transformer AC: Ubah kabel pada panel perlindungan dan lakukan ujian transmisi (1 hari).