Glavne transformatorne nesreće i problemi sa radom na svetlostima plinova

1. Zapisnik o nesreći (19. mart 2019)

Dana 19. marta 2019. u 16:13 sati, nadzorna ploča je izveštavala o delovanju lege plinove na glavnom transformatoru broj 3. U skladu sa Pravilnikom o eksploataciji transformatora napona (DL/T572-2010), osoblje za održavanje i rad (O&M) proverilo je stanje na mestu glavnog transformatora broj 3.

Potvrđeno na mestu: Panele WBH neelektrične zaštite glavnog transformatora broj 3 su izveštavale o delovanju lege plinove faze B tela transformatora, a resetovanje nije bilo efektivno. O&M osoblje je proverilo releji plina faze B i kutiju za uzimanje uzoraka plina glavnog transformatora broj 3, kao i provodilo testove na tok struje zemljenja jezgra i ograda tela transformatora.

U 16:36, nadzorna ploča podstacione je izveštavala o delovanju teške plinove i isključivanju glavnog transformatora broj 3, s požarom tela faze B. Sistem fiksnog penjanja plinova za gašenje požara transformatora se ispravno aktivirao (dostupne su signalne slike).

Mere za ovaj nesrećni slučaj:

• Izrada plana za transformaciju lega plinove u trip: Organizacija izrade tehničkih rešenja za transformaciju, određivanje planova za kasnije isključivanje struje i utvrđivanje O&M mera pre transformacije.

• Posebna inspekcija i transformacija za radne transformatore: Provođenje ciljanih inspekcija radnih transformatora na osnovu uzroka kvara, i formulisanje meri za transformaciju.

2. Postupak obrade alarma leve plinove

Pravilnik o eksploataciji transformatora napona (DL/T572-2010) navodi da relé plina transformatora treba da imaju dva seta kontakata: lega plinove i teška plinova. Tokom normalne operacije, lega plinove postavlja se na način alarmiranja, a teška plinova na način isključivanja. Tipičan postupak obrade alarma leve plinove transformatora je sledeći:

• Kada se aktivira signal zaštite plinovima, odmah proveriti transformator kako bi se utvrdilo da li je uzrok akumulacija vazduha, pad nivoa ulja, greška u sekundarnom krugu ili interne greške transformatora.

• Ako postoji plin u releju plina, snimiti zapreminu plina, promatrati boju i gorivost plina, i uzeti uzorke plina i ulja za hromatografsku analizu.

• Ako je plin u releju beles, bez mirisa, nesagorevljiv, i ako hromatografska analiza identifikuje plin kao vazduh, transformator može nastaviti sa radom, a defekt upuscanja vazduha treba ispraviti odmah.

• Ako je plin sagorevljiv ili rezultat analize rastvorenih gasova (DGA) abnormalan, potrebno je kompletan sud o tome da li treba isključiti transformator.

Novi Protivnesrećni Mere (9.2.3.6) stipuliraju: "Ako transformator doživi dva uzastopna alarma leve plinove unutar jednog dana, odmah podneti zahtev za isključivanje struje i inspekciju; za transformatore (reaktore) sa strukturom bez prisilne cirkulacije ulja i bez uređaja za ispuštanje ulja i ubrizgavanje azota, odmah podneti zahtev za isključivanje struje i inspekciju pri alarmu leve plinove tela."

Transformatori koji su novi ili oni koji su podlišeni obradi ulja, često pokazuju alarme leve plinove tokom inicijalne faze rada. Transformatori sa prisilnom cirkulacijom ulja su podložni upuscanju vazduha zbog propadanja ulja u zonama negativnog pritiska; transformatori sa uređajima za ispuštanje ulja i ubrizgavanje azota mogu imati plin zaključen u cevima za ispuštanje ulja - obe situacije mogu dovesti do alarma leve plinove. Malo plina obično se emituje tokom rada transformatora, ali dva uzastopna alarma leve plinove unutar 24 sata ukazuju na potencijalnu tešku grešku.

3. Statistička analiza alarma leve plinove transformatora

Slučaj 1: Alarm leve plinove na podstaciji (7. juli 2015)

Fenomen kvara: Nadzorna ploča podstacije prikazivala "Alarm neelektrične zaštite tela glavnog transformatora broj 3" i "Alarm leve plinove faze C tela".Uzrok: Na mestu je provereno da nivo ulja u releju plina faze C glavnog transformatora broj 3 bio nizak (zapremina plina premašila 300ml; podešenje alarma leve plinove: 270±10ml) (faze A i B bile su puna). Na osnovu rezultata provere i specijalnih sastanaka, utvrđeno je da je kvar uzrokovan metaličkim tuđim predmetom, koji je verovatno uveden tokom transporta/instalacije (ne tokom proizvodnje), jer nadzor ne može da obuhvati ceo proces proizvodnje.Akcija: Defektan transformator je skinut i zamenjen rezervnim fazom. Izgrađena je radionica za održavanje na podstaciji za odradu popravka na mestu od strane proizvođača; popravljeni transformator je skladišten kao rezervna faza.

Slučaj 2: Alarm leve plinove na podstaciji (30. septembar 2015)

Fenomen kvara: Nadzorna ploča je izveštavala o "Alarmu pritisna talasa faze C glavnog transformatora #2", "signalu tripa teške plinove" i "signalu alarma leve plinove"; nisu se desile akcije električne zaštite.Uzrok: Komunikacijske greške između projektantog instituta i proizvođača doveli su do previše stresa na vrhu terminala bušila; bušilo je imalo slabo dizajnirano zatvaranje; zona negativnog pritiska na vrhu cevi za nosenje struje bušila dovodi do upuscanja vazduha/vode nakon neuspelosti zatvaranja. Maksimalno horizontalno odstupanje između T-konektora voda i visokonaponskog bušila dostignuo je 5.61m, što je dovelo do dugotrajnog lateralnog naprezanja, deformacije terminala i poklopca, neuspelosti zatvaranja i internog ispaljivanja u visokonaponskom vinčanju zbog upuscanja vazduha/vode.Akcija: Defektan transformator je skinut i zamenjen rezervnom fazom. Popravci su završeni na mestu 2016. godine nakon izgradnje radionice za održavanje, a transformator je skladišten kao rezervna faza.

Slučaj 3: Alarm leve plinove na podstaciji (18. jun 2018)

Fenomen kvara: Alarm leve plinove faze A glavnog transformatora #1 na podstaciji.Uzrok: Testovi uzorka ulja i plina pokazali su nesagorevljiv plin i normalne podatke o ulju. Isti dan relej plina je ventiliran, a signal je odmah resetovan. Dugotrajno praćenje akumulacije plina u releju nije pokazalo novi plin, potvrdi se da je alarm izazvan dugotrajnom akumulacijom vazduha.

Slučaj 4: Alarm za lagani plin tokom komisije

Pojavljivanje greške: Alarm za lagani plin faze C glavnog transformatora broj 3 tokom komisije. Uzrok: Izleak nafti iz reléa strujanja nafta na transformatoru; izvođač ne ispunio potpuno ventilaciju plina nakon zamene. Acetilen nije otkriven u transformatoru. Obrada: Ventilacija plina iz transformatora.

Slučaj 5: Alarm za lagani plin na pretvorackoj stanici (20. novembar 2018)

Pojavljivanje greške: U 06:24:55, OWS pozadina na pretvorackoj stanici prijavila "Alarm za lagani plin faze B pretvorackog transformatora na određenoj strani"; u 06:40:57, "Štita od težkog plina faze B pretvorackog transformatora na određenoj strani" je prijavljena, i prekidaci 01B/02B pretvorackog transformatora su prekidali tri faze. Uzrok: Pucanje mehura rezervoara nafta. Nafta je unutrašnjost mehura, a naglo spustanje temperature dovelo do toga da se mehur pun naftom spustio, blokirajući naftni ciev, što je dovelo do zadržavanja plina i aktiviranja reléa za plin. Mehur je pukao zbog dugog stajanja na čekanju i ubrzano staranje na niskim temperaturama. Obrada: Lokalna inspekcija potvrdila pucanje mehura (većina nafta u rezervoaru ulazila je u mehur). Mehur je zamenjen, a pretvoracki transformator je ponovo uključen.

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

Pojavljivanje greške: DC bipolar bio je u hladnom stajanju u elektrani; u 20:37, prijavljen alarm za lagani plin pretvorackog transformatora Pol 1 YYC, a zatim u 20:42 prekid za težki plin. Uzrok: Lokalna inspekcija otkrila izleak nafta iz četvrtog čiklusa hlađenja naftnog pumpa Pol 1 Y/Y C-faza pretvorackog transformatora. Izleak je zaustavljen nakon isključivanja napajača pumpa i zatvaranja ventila na oba kraja. Primarni uzrok bio je loša kvalitet materijala boltova i flansova pumpa, što je dovelo do intenzivne korozije, preloma boltova, klizanja tela pumpa i velikog izleka nafta. Obrada: Zamenjene su 4 potopljavane naftne pumpa Pol 1 YYC pretvorackog transformatora, ispunjena nafta, i sprovedeni održavajući testovi. Sinhrono su zamenjene ili modifikovane boltove 52 potopljavane naftne pumpa u 13 drugih pretvorackih transformatora (uključujući 2 rezervne).

4. Objasnjenje postavljanja laganog plina na alarm ili prekid

4.1 Uvod u reléa za plin

Reléa za plin rade detektovanjem plina generisanog dekompozicijom nafta ili talasima nafta uzrokovanim internim greškama transformatora, aktivirajući kontakt za lagani plin (alarm) ili težki plin (prekid).

• Lagani plin: Reflektuje manje greške (npr., preopterećenje zagrevanja, lokalno zagrevanje jezgra, zagrevanje rezervoara magnetskim uticajem). Dekomponirani plin se penje u sobu za sakupljanje plina reléa, snižujući nivo nafta i aktivirajući kontakt za lagani plin da šalje alarm. Dalji pad nivoa nafta aktivira težki plin.

• Težki plin: Reflektuje teže greške (npr., zemljanje preslužbenika, kratak spoj između navojnih vrsta). Brzo generisanje plina gurne naftu da udari u barijeru, privlačeći kontakt za težki plin magnetom da prekine transformator.

4.2 Razlozi za postavljanje laganog plina na alarm

• UHV AC Transformatori: Svaki glavni i regenerativni transformator ima samo jednu reléu za plin; podignuti preslužbenici povezani sa telom reléa putem cevi za sakupljanje plina. Takođe, dostupan je samo jedan kontakt za alarm laganih plinova, postavljen na režim alarma u normalnim uslovima (težki plin prekid).

• Pretvoracki transformatori: Oprijedjeni sa 1 reléom za plin (tehnologija Siemens) ili 7+ reléa za plin (tehnologija ABB). Lagani plin je postavljen na režim alarma (težki plin prekid) u normalnim uslovima.

Reléa za plin pretvorackih transformatora imaju samo 1 ili 2 kontakta za alarm laganih plinova, osjetljivi na lažne alarmove uzrokovane ulaskom vode u kutije za spojeve reléa, nosačem plina iz naftne kromatografije koji ulazi u rezervoar, ili ulaskom zraka zbog lošeg zatvaranja tela. Nema mera protiv lažnih radnji "dva od tri". Ako bi se lagani plin postavio na prekid, lažni alarmpi mogu dovesti do prekida DC monopola (jedne grupe ventila), gubeći 1500MW ili više moći i prijeti stabilnosti mreže. Takođe, lagani plin pruža prozor za reagovanje na manje greške (npr., blago zagrevanje jezgra/izolacije) pre aktivacije težkog plina, poboljšavajući raspoloživost opreme. Stoga, 18 Glavnih Mera Protiv Nezgoda u Mreži i Pravilnik o Radu Električnih Transformatora (DL/T572-2010) predviđaju da lagani plin treba postaviti samo na alarm.

Slučajevi lažnih radnji:

• 2003: Ulazak vode u reléu za plin izgladjivačnog reaktora pretvorackog transformatora dovelo do blokiranja bipolara, gubeći 1281MW.

• 2019: Došlo je do privremenog prekida zbog greške u kolu za kontakt reléa za plin pretvorackog transformatora.

4.3 Predlog za izmenu laganog plina na prekid za UHV transformatore

Zbog rizika od iznenadnih grešaka u UHV transformatorima koje prijeti bezbednosti osoba, predlaže se da se akcija laganog plina promeni sa alarm na prekid za UHV transformatore, iz sledećih razloga:

• Rani reagovanje na teže greške: Lagani plin može biti aktiviran pre težkog plina tokom iznenadnih težih grešaka. Prekid na laganim plinovima može brzo izolovati grešku transformatora, sprečavajući velike oštećenja opreme ili ljudskih žrtava. (npr., 2016: UHV shunt reaktor eksplodirao nakon više alarma za lagane plinove; 2017: Lagani plin aktiviran 32 sekundi pre težkog plina tokom greške preslužbenika pretvorackog transformatora.)

• Izdržljivost mreže: Jačana mreža može tolerirati gubitak jedne grupe ventila ili transformatora bez problema sa stabilnošću.

• Smanjen rizik od lažnih radnji: Unapređena upravljanje neelektričnim reléima (npr., instalacija kišnih pokrivača, redovna uzorkovanja, provere izolacije kola) značajno smanjila lažne alarmove. Statistika pokazuje da nema lažnih radnji laganog plina na pretvorackim stanicama (3 godine) i pretvorackim stanicama (5 godina); 6 zabeleženih radnji bile su uzrokovane neventiliranim plinom tokom konstrukcije (ne greške opreme).

Privremena mera: Tokom nestabilnog rada UHV transformatora, podešavaju se svi kontakti za lagani plin (izvodnice čevi, promenljiv predel, telo) konverterskih transformatora, glavnih transformatora i transformatora za regulaciju napona na režim prekida kako bi se osigurala sigurnost osoblja i opreme.

4.4 Plan implementacije modifikacije prekida od laganog plina

• Konverterski transformatori: Modifikujte softver putem povlačenja jednog sistema DC kontrole kako biste promenili signale laganog plina u prekid. Nakon modifikacije nije potrebno vršiti testiranje prekida (kola signala su verifikovana godišnje); implementirati tokom planiranih isključivanja (1 dan).

• AC transformatori: Modifikujte vezu na panelima za zaštitu i izvršite testove prenosa (1 dan).