อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับหม้อแปลงหลักและปัญหาในการทำงานของแก๊สเบา

1. บันทึกอุบัติเหตุ (วันที่ 19 มีนาคม 2019)

เมื่อเวลา 16:13 น. วันที่ 19 มีนาคม 2019 ระบบตรวจสอบหลังบ้านรายงานการกระทำของแก๊สเบาของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3 ตาม มาตรฐานปฏิบัติงานหม้อแปลงไฟฟ้า (DL/T572-2010) บุคลากรด้านการดำเนินการและบำรุงรักษา (O&M) ได้ตรวจสอบสภาพที่หน้างานของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3

การยืนยันที่หน้างาน: แผงควบคุมไม่ใช่ไฟฟ้า WBH ของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3 รายงานการกระทำของแก๊สเบาเฟส B ของตัวหม้อแปลง และการรีเซ็ตไม่ได้ผล บุคลากร O&M ได้ตรวจสอบตัวตรวจจับแก๊สเฟส B และกล่องเก็บตัวอย่างแก๊สของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3 และทำการทดสอบกระแสต่อพื้นของแกนเหล็กและคลิป

เมื่อเวลา 16:36 น. ระบบตรวจสอบหลังบ้านสถานีไฟฟ้ารายงานการกระทำของแก๊สหนักและการทริปของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3 พร้อมกับการลุกไหม้ของตัวหม้อแปลงเฟส B ระบบดับเพลิงโฟมสเปรย์ที่ติดตั้งประจำหม้อแปลงทำงานได้อย่างถูกต้อง (มีภาพสัญญาณ)

มาตรการสำหรับอุบัติเหตุนี้:

• สร้างแผนการปรับเปลี่ยนจากแก๊สเบาเป็นทริป: จัดทำแผนการปรับเปลี่ยนทางเทคนิค วางแผนการตัดไฟในอนาคต และชัดเจนถึงมาตรการ O&M ก่อนการปรับเปลี่ยน

• การตรวจสอบพิเศษและการปรับเปลี่ยนสำหรับหม้อแปลงที่ใช้งานอยู่: ทำการตรวจสอบเฉพาะเจาะจงบนหม้อแปลงที่กำลังทำงานตามสาเหตุของข้อผิดพลาด และสร้างมาตรการการปรับเปลี่ยน

2. กระบวนการจัดการสัญญาณเตือนแก๊สเบา

มาตรฐานปฏิบัติงานหม้อแปลงไฟฟ้า (DL/T572-2010) กำหนดให้ตัวตรวจจับแก๊สของหม้อแปลงไฟฟ้าต้องมีสองชุดติดต่อ: แก๊สเบาและแก๊สหนัก ในระหว่างการทำงานปกติ แก๊สเบาจะตั้งค่าเป็นโหมดเตือน และแก๊สหนักจะตั้งค่าเป็นโหมดทริป กระบวนการจัดการสัญญาณเตือนแก๊สเบาระยะเวลามาตรฐานคือดังนี้:

• เมื่อสัญญาณป้องกันแก๊สทำงาน ให้ตรวจสอบหม้อแปลงทันทีเพื่อกำหนดว่าเกิดจากการสะสมอากาศ การลดระดับน้ำมัน ความผิดพลาดของวงจรรอง หรือความผิดพลาดภายในหม้อแปลง

• หากมีแก๊สในตัวตรวจจับแก๊ส ให้บันทึกระมาณแก๊ส สำรวจสีและความสามารถในการเผาไหม้ของแก๊ส และเก็บตัวอย่างแก๊สและน้ำมันเพื่อการวิเคราะห์โครมาโตแกรม

• หากแก๊สในตัวตรวจจับไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่สามารถเผาไหม้ได้ และการวิเคราะห์โครมาโตแกรมระบุว่าเป็นอากาศ หม้อแปลงอาจดำเนินการต่อไปได้ และควรถอดออกข้อบกพร่องของการไหลเข้าของอากาศโดยเร็ว

• หากแก๊สมีความสามารถในการเผาไหม้ หรือผลการวิเคราะห์แก๊สที่ละลาย (DGA) ผิดปกติ ควรตัดสินใจอย่างรอบคอบว่าจะตัดไฟหม้อแปลงหรือไม่

มาตรการป้องกันอุบัติเหตุใหม่ (9.2.3.6) ระบุว่า: "หากหม้อแปลงประสบกับสัญญาณเตือนแก๊สเบาสองครั้งติดต่อกันภายในหนึ่งวัน ให้ขอตัดไฟเพื่อตรวจสอบทันที; สำหรับหม้อแปลง (หรือรีแอคเตอร์) ที่มีโครงสร้างไม่บังคับการไหลเวียนของน้ำมันและไม่มีอุปกรณ์ระบายน้ำมันและฉีดน้ำยาไนโตรเจน ให้ขอตัดไฟเพื่อตรวจสอบทันทีเมื่อมีสัญญาณเตือนแก๊สเบาของตัวหม้อแปลง"

หม้อแปลงที่เพิ่งนำมาใช้งานหรือผ่านการบำบัดน้ำมันมักจะมีสัญญาณเตือนแก๊สเบาในช่วงแรกของการทำงาน หม้อแปลงที่มีการไหลเวียนของน้ำมันแบบบังคับมักจะมีอากาศเข้าเนื่องจากน้ำมันรั่วในพื้นที่แรงดันลบ; หม้อแปลงที่มีอุปกรณ์ระบายน้ำมันและฉีดน้ำยาไนโตรเจนอาจมีแก๊สสะสมในท่อระบายน้ำมัน—ทั้งสองกรณีนี้สามารถทำให้เกิดสัญญาณเตือนแก๊สเบา ปริมาณแก๊สน้อยๆ ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการทำงานของหม้อแปลงเป็นเรื่องปกติ แต่การมีสัญญาณเตือนแก๊สเบาสองครั้งติดต่อกันภายใน 24 ชั่วโมงแสดงถึงความผิดปกติที่อาจร้ายแรง

3. การวิเคราะห์สถิติสัญญาณเตือนแก๊สเบาของหม้อแปลง

กรณีศึกษา 1: สัญญาณเตือนแก๊สเบาที่สถานีไฟฟ้า (วันที่ 7 กรกฎาคม 2015)

อาการเสีย: ระบบตรวจสอบหลังบ้านสถานีไฟฟ้าแสดง "สัญญาณเตือนป้องกันไม่ใช่ไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3" และ "สัญญาณเตือนแก๊สเบาเฟส C ของตัวหม้อแปลง" สาเหตุ: การตรวจสอบที่หน้างานพบว่าระดับน้ำมันในตัวตรวจจับแก๊สเฟส C ของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 3 ต่ำ (ปริมาณแก๊สมากกว่า 300 มล.; การตั้งค่าสัญญาณเตือนแก๊สเบา: 270±10 มล.) (เฟส A และ B เต็ม) ตามผลการตรวจสอบและการประชุมเฉพาะเจาะจง สาเหตุของความเสียหายเกิดจากวัตถุแปลกปลอมที่เป็นโลหะ ซึ่งคาดว่าถูกนำเข้ามาในระหว่างการขนส่ง/ติดตั้ง (ไม่ได้มาจากกระบวนการผลิต) เนื่องจากระบบตรวจสอบไม่สามารถครอบคลุมกระบวนการผลิตทั้งหมด การจัดการ: ถอนหม้อแปลงที่เสียหายออกและแทนที่ด้วยเฟสสำรอง สร้างห้องซ่อมบำรุงที่สถานีไฟฟ้าเพื่อให้ผู้ผลิตทำการซ่อมแซมที่หน้างาน; หม้อแปลงที่ซ่อมแซมแล้วถูกเก็บไว้เป็นเฟสสำรอง

กรณีศึกษา 2: สัญญาณเตือนแก๊สเบาที่สถานีไฟฟ้า (วันที่ 30 กันยายน 2015)

อาการเสีย: ระบบตรวจสอบหลังบ้านรายงาน "สัญญาณเตือนแรงดันพุ่งเฟส C ของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 2" "สัญญาณทริปแก๊สหนัก" และ "สัญญาณเตือนแก๊สเบา" ไม่มีการทำงานของระบบป้องกันไฟฟ้า สาเหตุ: ความไม่เข้าใจระหว่างสถาบันออกแบบและผู้ผลิตทำให้มีความเครียดมากเกินไปที่ปลายเทอร์มินัลของบูชชิ่ง บูชชิ่งมีการออกแบบการปิดผนึกที่อ่อนแอ พื้นที่แรงดันลบด้านบนของท่อพากระแสน้ำมันของบูชชิ่งทำให้มีการดูดอากาศ/น้ำหลังจากที่การปิดผนึกล้มเหลว ความแตกต่างแนวนอนสูงสุดระหว่างตัวเชื่อมต่อ T และบูชชิ่งแรงดันสูงถึง 5.61 เมตร ทำให้มีแรงดึงด้านข้างระยะยาว การบิดเบี้ยวของเทอร์มินัลและฝาปิด การปิดผนึกล้มเหลว และการปล่อยประจุภายในวงจรแรงดันสูงเนื่องจากการดูดอากาศ/น้ำ การจัดการ: ถอนหม้อแปลงที่เสียหายออกและแทนที่ด้วยเฟสสำรอง ซ่อมแซมที่หน้างานเสร็จสิ้นในปี 2016 หลังจากสร้างห้องซ่อมบำรุง และหม้อแปลงถูกเก็บไว้เป็นเฟสสำรอง

กรณีศึกษา 3: สัญญาณเตือนแก๊สเบาที่สถานีไฟฟ้า (วันที่ 18 มิถุนายน 2018)

อาการเสีย: สัญญาณเตือนแก๊สเบาเฟส A ของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักหมายเลข 1 ที่สถานีไฟฟ้า สาเหตุ: การทดสอบตัวอย่างน้ำมันและแก๊สแสดงว่าแก๊สไม่สามารถเผาไหม้ได้ และข้อมูลน้ำมันปกติ ตัวตรวจจับแก๊สได้ถูกระบายในวันเดียวกัน และสัญญาณรีเซ็ตทันที การติดตามการสะสมแก๊สในตัวตรวจจับระยะยาวไม่พบแก๊สใหม่ ยืนยันว่าสัญญาณเตือนเกิดจากการสะสมอากาศระยะยาว

กรณีที่ 4: สัญญาณเตือนแก๊สเบาในระหว่างการทดสอบ

อาการขัดข้อง: สัญญาณเตือนแก๊สเบาเฟส C ของหม้อแปลงหลักหมายเลข 3 ในระหว่างการทดสอบสาเหตุ: มีการรั่วไหลของน้ำมันจากเรลิย์การไหลของน้ำมันหม้อแปลง; หน่วยงานก่อสร้างไม่ได้ระบายแก๊สอย่างสมบูรณ์หลังจากการเปลี่ยน การตรวจสอบไม่พบเอธิลีนในหม้อแปลงการจัดการ: ระบายแก๊สออกจากหม้อแปลง

กรณีที่ 5: สัญญาณเตือนแก๊สเบาที่สถานีแปลงไฟฟ้า (วันที่ 20 พฤศจิกายน 2561)

อาการขัดข้อง: เวลา 06:24:55 ระบบ OWS ของสถานีแปลงไฟฟ้ารายงาน "สัญญาณเตือนแก๊สเบาเฟส B ของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าด้านหนึ่ง" เวลา 06:40:57 รายงาน "การป้องกันแก๊สหนักเฟส B ของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าด้านหนึ่ง" และวงจรตัดไฟของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้า 01B/02B กระโดดสามเฟสสาเหตุ: ถุงลมเก็บน้ำมันแตก น้ำมันเข้าไปในถุงลมและอุณหภูมิลดลงอย่างกะทันหันทำให้ถุงลมที่เต็มน้ำมันจมลง ปิดกั้นท่อทางน้ำมันและกักเก็บแก๊ส ทำให้เรลิย์แก๊สทำงาน ถุงลมแตกเนื่องจากการสำรองยาวนานและการเสื่อมสภาพเร็วในอุณหภูมิต่ำการจัดการ: การตรวจสอบที่ไซต์ยืนยันว่าถุงลมฉีก (น้ำมันส่วนใหญ่ในถังเก็บน้ำมันได้เข้าไปในถุงลม) ถุงลมถูกเปลี่ยนใหม่และหม้อแปลงแปลงไฟฟ้ากลับมาทำงาน

กรณีที่ 6: สัญญาณเตือนแก๊สเบาที่บริษัทพลังงาน (วันที่ 2 มกราคม 2560)

อาการขัดข้อง: ระบบสองขั้วตรงอยู่ในภาวะพร้อมใช้งานที่บริษัทพลังงาน; เวลา 20:37 รายงานสัญญาณเตือนแก๊สเบาของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าโพล 1 YYC ตามด้วยการกระโดดของแก๊สหนักเวลา 20:42สาเหตุ: การตรวจสอบที่ไซต์พบว่าน้ำมันรั่วจากปั๊มน้ำมันวงจรเย็นหมายเลข 4 ของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าเฟส Y/Y C ของโพล 1 การรั่วไหลหยุดลงหลังจากตัดไฟปั๊มและปิดวาล์วทั้งสองด้าน สาเหตุหลักคือคุณภาพวัสดุของสลักเกลียวและฝาครอบปลายปั๊มไม่ดี ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง สลักเกลียวหัก ตัวปั๊มเลื่อนและมีการรั่วน้ำมันอย่างมากการจัดการ: เปลี่ยนปั๊มน้ำมันใต้น้ำ 4 ตัวของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าโพล 1 YYC เติมน้ำมันและทำการทดสอบบำรุงรักษา ปรับเปลี่ยนโครงสร้างสลักเกลียวของปั๊มน้ำมันใต้น้ำ 52 ตัวในหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าอื่นๆ 13 ตัว (รวมถึง 2 ตัวสำรอง)

4. คำอธิบายเกี่ยวกับการตั้งค่าสัญญาณเตือนหรือการกระโดดของแก๊สเบา

4.1 แนะนำเรลิย์แก๊ส

เรลิย์แก๊สทำงานโดยการตรวจจับแก๊สที่เกิดจากการสลายตัวของน้ำมันหรือการพุ่งขึ้นของน้ำมันที่เกิดจากความผิดปกติภายในหม้อแปลง ซึ่งจะกระตุ้นสัญญาณเตือนแก๊สเบา (สัญญาณเตือน) หรือแก๊สหนัก (การกระโดด)

• แก๊สเบา: สะท้อนความผิดปกติเล็กน้อย (เช่น การทำความร้อนเกิน, การทำความร้อนเฉพาะส่วนของแกน, การทำความร้อนของถังจากแม่เหล็กรั่ว) แก๊สที่สลายตัวลอยขึ้นไปในช่องเก็บแก๊สของเรลิย์ ลดระดับน้ำมันและเปิดสวิตช์รีดสัญญาณเตือน ถ้าระดับน้ำมันลดลงมากขึ้นจะกระตุ้นสัญญาณแก๊สหนัก

• แก๊สหนัก: สะท้อนความผิดปกติรุนแรง (เช่น การต่อพื้นของบุชชิ่ง, การลัดวงจรระหว่างขดลวด) การผลิตแก๊สอย่างรวดเร็วทำให้น้ำมันกระทบกับแผงกั้น ดึงสวิตช์รีดสัญญาณแก๊สหนักผ่านแม่เหล็กเพื่อกระโดดหม้อแปลง

4.2 เหตุผลในการตั้งค่าสัญญาณเตือนแก๊สเบา

• หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง UHV: แต่ละหม้อแปลงหลักและหม้อแปลงปรับแรงดันมีเรลิย์แก๊สเพียงตัวเดียว ท่อขึ้นสูงของบุชชิ่งเชื่อมต่อกับเรลิย์ของตัวถังผ่านท่อเก็บแก๊ส มีเพียงสัญญาณเตือนแก๊สเบาตัวเดียว ตั้งค่าเป็นโหมดสัญญาณเตือนภายใต้การดำเนินงานปกติ (แก๊สหนักกระโดด)

• หม้อแปลงแปลงไฟฟ้า: ติดตั้งเรลิย์แก๊ส 1 ตัว (เทคโนโลยี Siemens) หรือ 7+ ตัว (เทคโนโลยี ABB) แก๊สเบาตั้งค่าเป็นโหมดสัญญาณเตือน (แก๊สหนักกระโดด) ภายใต้การดำเนินงานปกติ

เรลิย์แก๊สของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้ามีเพียงสัญญาณเตือนแก๊สเบา 1 หรือ 2 ตัว อาจเกิดการเตือนเท็จจากน้ำเข้าในกล่องต่อวงจรเรลิย์ แก๊สพาหะจากโครมาโตกราฟีน้ำมันเข้าถัง หรือการดูดน้ำอากาศเนื่องจากการปิดผนึกตัวถังไม่ดี ไม่มีมาตรการป้องกันการปฏิบัติการผิดพลาดแบบ "สองจากสาม" หากตั้งค่าแก๊สเบาให้กระโดด การเตือนเท็จอาจทำให้ระบบสองขั้วตรง (กลุ่มวาล์วเดียว) กระโดด ทำให้สูญเสียกำลัง 1500MW หรือมากกว่าและคุกคามความมั่นคงของระบบไฟฟ้า นอกจากนี้ แก๊สเบาให้หน้าต่างการตอบสนองสำหรับความผิดปกติเล็กน้อย (เช่น การทำความร้อนของแกน/ฉนวนอย่างอ่อนโยน) ก่อนที่แก๊สหนักจะทำงาน ทำให้เพิ่มความพร้อมใช้งานของอุปกรณ์ ดังนั้น มาตรการป้องกันอุบัติเหตุหลัก 18 ประการและรหัสการดำเนินงานของหม้อแปลงไฟฟ้า (DL/T572-2010) กำหนดให้แก๊สเบาต้องตั้งค่าเป็นสัญญาณเตือนเท่านั้น

กรณีการปฏิบัติการผิดพลาด:

• ปี 2003: น้ำเข้าในเรลิย์แก๊สของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้าที่เรียบทำให้ระบบสองขั้วถูกบล็อก ทำให้สูญเสียกำลัง 1281MW

• ปี 2019: เกิดการหยุดทำงานชั่วคราวเนื่องจากความผิดปกติในวงจรต่อของเรลิย์แก๊สของหม้อแปลงแปลงไฟฟ้า

4.3 ข้อเสนอในการปรับเปลี่ยนการกระโดดของแก๊สเบาสำหรับหม้อแปลง UHV

เนื่องจากความเสี่ยงของการเกิดความผิดปกติอย่างกะทันหันในหม้อแปลง UHV ที่อาจคุกคามความปลอดภัยของบุคลากร จึงมีข้อเสนอให้เปลี่ยนการทำงานของแก๊สเบาจากสัญญาณเตือนเป็นการกระโดดสำหรับหม้อแปลง UHV โดยมีเหตุผลดังนี้:

• การดำเนินการเร็วในความผิดปกติรุนแรง: แก๊สเบาอาจทำงานก่อนแก๊สหนักในระหว่างความผิดปกติอย่างกะทันหัน การกระโดดด้วยแก๊สเบาสามารถแยกหม้อแปลงที่ผิดปกติออกอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันความเสียหายอุปกรณ์อย่างรุนแรงหรือการบาดเจ็บ (เช่น ปี 2016: หม้อแปลงร่วมแรงสูงระเบิดหลังจากสัญญาณเตือนแก๊สเบาหลายครั้ง ปี 2017: แก๊สเบาทำงาน 32 วินาทีก่อนแก๊สหนักในระหว่างความผิดปกติของบุชชิ่งหม้อแปลงแปลงไฟฟ้า)

• ความแข็งแกร่งของระบบไฟฟ้า: ระบบไฟฟ้าที่ได้รับการเสริมสามารถทนทานต่อการสูญเสียกลุ่มวาล์วหรือหม้อแปลงหนึ่งตัวโดยไม่กระทบความมั่นคง

• ลดความเสี่ยงของการปฏิบัติการผิดพลาด: การบริหารจัดการเรลิย์ที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่ดีขึ้น (เช่น การติดตั้งฝาป้องกันฝน การตรวจสอบตัวอย่างประจำ การตรวจสอบฉนวนวงจร) ได้ลดการเตือนเท็จลงอย่างมาก สถิติแสดงว่าไม่มีการเตือนเท็จของแก๊สเบาในสถานีแปลงไฟฟ้า (3 ปี) และสถานีไฟฟ้า (5 ปี) 6 ครั้งที่บันทึกไว้เกิดจากการไม่ระบายแก๊สในระหว่างการก่อสร้าง (ไม่ใช่ความผิดปกติของอุปกรณ์)

มาตรการชั่วคราว: ในระหว่างการทำงานที่ไม่เสถียรของหม้อแปลงแรงดันสูงมาก (UHV) ให้ตั้งค่าทุกตัวต่อแก๊สเบา (bushing risers, tap changer, body) ของหม้อแปลงคอนเวอร์เตอร์ หม้อแปลงหลัก และหม้อแปลงปรับแรงดันเป็นโหมดทริป เพื่อความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์

4.4 แผนการดำเนินงานในการแก้ไขสัญญาณแก๊สเบาเป็นทริป

• หม้อแปลงคอนเวอร์เตอร์: แก้ไขซอฟต์แวร์ผ่านการถอนระบบควบคุมกระแสตรงแบบเดี่ยวเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแก๊สเบาเป็นทริป ไม่จำเป็นต้องทดสอบทริปหลังจากการแก้ไข (วงจรสัญญาณได้รับการตรวจสอบประจำปี); ดำเนินการในช่วงหยุดทำงานตามแผน (1 วัน)

• หม้อแปลงไฟฟ้าสลับ: แก้ไขสายบนแผงป้องกันและทำการทดสอบการส่งผ่าน (1 วัน)