Ana Dönüşüm Trafosu Kazaları ve Hafif Gaz İşlevi Sorunları

1. Kazı Kaydı (19 Mart 2019)

19 Mart 2019 tarihinde saat 16:13'te, izleme arka planı No. 3 ana transformatörde hafif gaz eylemi bildirdi. Elektrik Transformatörleri İşletme Kılavuzu (DL/T572-2010) gereğince, işletme ve bakım (O&M) personeli No. 3 ana transformatörün mevcut durumunu inceledi.

Mekan doğrulaması: No. 3 ana transformatörün WBH elektriksiz koruma paneli, transformatör gövdesinin Faz B'de hafif gaz eylemi olduğunu bildirdi ve sıfırlama etkisiz kaldı. O&M personeli No. 3 ana transformatörün Faz B gaz rölesi ve gaz örnekleme kutusunu inceledi ve transformatör gövdesinin çekirdek ve klem gürültüsü akımını test etti.

Saat 16:36'da, alt merkez izleme arka planı No. 3 ana transformatörde ağır gaz eylemi sebebiyle atlamayı bildirdi, Faz B gövdesi yandı. Transformatörün sabit köpük püskürtme yangın söndürme sistemi doğru bir şekilde aktive oldu (sinyal resimleri mevcut).

Bu Kazı için Alınan Önlemler:

• Hafif gazdan atlamaya dönüştürme planı geliştirme: Teknik dönüşüm şemalarının derlenmesini organize etmek, sonraki güç kesinti planlarını düzenlemek ve dönüşüm öncesi O&M önlemlerini belirlemek.

• Hizmetteki transformatörler için özel inceleme ve dönüşüm: Arızanın nedenine dayalı olarak faaliyet gösteren transformatörler üzerinde hedefe yönelik incelemeler yapmak ve dönüşüm önlemleri oluşturmak.

2. Hafif Gaz Uyarısı İşleme Süreci

Elektrik Transformatörleri İşletme Kılavuzu (DL/T572-2010), transformatör gaz rölelerinin hafif gaz ve ağır gaz olmak üzere iki set temasına sahip olması gerektiğini belirtir. Normal işlem sırasında, hafif gaz uyarı moduna, ağır gaz ise atlama moduna ayarlanır. Transformatör hafif gaz uyarısı için tipik işleme süreci şu şekildedir:

• Gaz koruma sinyali aktive olduğunda, hemen transformatörü inceleyin ve havanın birikmesi, yağ seviyesinin düşmesi, ikincil devre arızası veya transformatörün iç hatası nedeniyle oluşup oluşmadığını belirleyin.

• Gaz rölesinde gaz varsa, gaz miktarını kaydedin, gaz rengini ve yanıcılığını gözlemleyin ve kromatografik analiz için gaz ve yağ örnekleri toplayın.

• Röledeki gaz renksiz, kokusuz, yanıcı değil ve kromatografik analiz onu hava olarak tanımlıyorsa, transformatör işlemeye devam edebilir ve hava giriş hatası hemen giderilmelidir.

• Eğer gaz yanıcıysa veya çözünmüş gaz analizi (DGA) sonucu anormalse, transformatörün kapandırılıp kapandırılmayacağını kapsamlı olarak değerlendirin.

Yeni Kazı Önleme Önlemleri (9.2.3.6) belirtiyor ki: "Bir transformatör bir gün içinde ardışık iki hafif gaz uyarısı alırsa, hemen güç kesintisi incelemesi talep edilmelidir; zorla yağ döngüsü yapılmayan ve yağ boşaltma ve azot enjeksiyon cihazı olmayan transformatörler (reaktörler) için, gövdenin hafif gaz uyarısı üzerine hemen güç kesintisi incelemesi talep edilmelidir."

Yeni komisyon edilen transformatörler veya yağ işlemi geçiren transformatörler, ilk işletim sırasında hafif gaz uyarısına daha yatkındır. Zorla yağ döngüsü transformatörleri, negatif basınç bölgelerinde yağ sızıntısı nedeniyle hava alımına yatkındır; yağ boşaltma ve azot enjeksiyon cihazı olan transformatörler, yağ boşaltma borularında gazın takılı kalmasına neden olabilir—bu iki senaryo da hafif gaz uyarısına neden olabilir. Transformatör işlemi sırasında normalde az miktarda gaz salınır, ancak 24 saat içinde ardışık iki hafif gaz uyarısı potansiyel ciddi hataların işaretini verir.

3. Transformatör Hafif Gaz Uyarılarının İstatistiksel Analizi

Örnek 1: Bir Alt Merkezde Hafif Gaz Uyarısı (7 Temmuz 2015)

Arıza Sembptomları: Alt merkez izleme arka planı, "No. 3 ana transformatör gövdesi elektriksiz koruma uyarısı" ve "gövdenin Faz C hafif gaz uyarısı" mesajlarını gösterdi.Neden: Mekan incelemesi, No. 3 ana transformatörün Faz C gaz rölesinde yağ seviyesinin düşük olduğunu (gaz hacmi 300ml'yi aştı; hafif gaz uyarı ayarı: 270±10ml) (Faz A ve B doluydu) ortaya çıkardı. Inceleme sonuçlarına ve özel toplantıya dayanarak, hatanın taşıma/kurulum sırasında (üretimden değil) girilmiş metal yabancı cisimlerden kaynaklandığı tespit edildi, çünkü izleme tüm üretim sürecini kapsayamıyordu.İşleme: Hatalı transformatör çıkarıldı ve yerine bir bekleme fazı getirildi. Alt merkezde bir bakım atölyesi kuruldu ve üretici tarafından mekan onarımda bulundu; onarılmış transformatör, bekleme fazı olarak depolandı.

Örnek 2: Bir Alt Merkezde Hafif Gaz Uyarısı (30 Eylül 2015)

Arıza Sembptomları: İzleme arka planı, "#2 ana transformatörün Faz C basınç ani artışı uyarısı", "ağır gaz atlatma sinyali" ve "hafif gaz uyarı sinyali" mesajlarını bildirdi; herhangi bir elektrik koruma eylemi gerçekleşmedi.Neden: Tasarım institute ile üretici arasındaki iletişim eksikliği, yüksek gerilim borusu üst terminalinde aşırı stres yaratmış; yüksek gerilim borusu zayıf mühendislik tasarımına sahipti; yüksek gerilim borusu akım borusu üstündeki negatif basınç bölgesi, mühendislik başarısızlığından sonra hava/su alımına neden olmuştu. Yüksek gerilim borusu ile T-bağ arasında maksimum yatay uzaklık 5.61m'ye ulaşmıştı, bu da uzun süreli yatay çekme, terminal ve kapağın deformasyonu, mühendislik başarısızlığı ve hava/su alımından dolayı yüksek gerilim sarımındaki dahili deşarj sonucu olmuştur.İşleme: Hatalı transformatör çıkarıldı ve yerine bir bekleme fazı getirildi. 2016 yılında bir bakım atölyesi kurulduktan sonra mekan onarımda tamamlandı ve transformatör, bekleme fazı olarak depolandı.

Örnek 3: Bir Alt Merkezde Hafif Gaz Uyarısı (18 Haziran 2018)

Arıza Sembptomları: Bir alt merkezde #1 ana transformatörün Faz A hafif gaz uyarısı.Neden: Yağ ve gaz örnekleme testleri yanıcı olmayan gaz ve normal yağ verilerini gösterdi. Aynı gün gaz rölesi açıldı ve sinyal hemen sıfırlandı. Röledeki gaz birikiminin uzun vadeli takibi, yeni gaz olmadığını doğruladı ve uyarı, uzun vadeli hava birikimi sonucu olduğu tespit edildi.

Vaka 4: Komisyonda Hafif Gaz Uyarısı

Arıza Göstergesi: Komisyon sırasında 3. ana transformatörün C fazında hafif gaz uyarısı.Cause: Transformatörün yağ akış rölelerinden yağ sızıntısı; inşaat birimi, değiştirme sonrası gazı tamamen boşaltmadı. Transformatörde asetilen tespit edilmedi.İşlem: Transformatörden gazı boşaltın.

Vaka 5: Dönüştürücü İstasyonunda Hafif Gaz Uyarısı (20 Kasım 2018)

Arıza Göstergesi: 06:24:55'te bir dönüştürücü istasyonunun OWS arka planı, "Belirli bir tarafındaki dönüştürücü transformatörünün B fazında hafif gaz uyarısı" bildirdi; 06:40:57'de, "Belirli bir tarafındaki dönüştürücü transformatörünün B fazında ağır gaz koruması" bildirildi ve 01B/02B dönüştürücü transformatörü devre kesicileri üç fazda atıldı.Sebebi: Yağ rezervuar balonu çöküşü. Yağ balona girdi ve ani sıcaklık düşüşü, yağ dolu balonun batmasına neden oldu, bu da yağ borusunu tıkadı ve gazı kapladı, bu da gaz rölesinin harekete geçmesine neden oldu. Balon, uzun süre bekletme ve düşük sıcaklıklarda hızlandırılmış yaşlanma sonucu çatladı.İşlem: Sahildeki inceleme, balonun yırtıldığını (rezervuardaki çoğu yağ balona girmişti) doğruladı. Balon değiştirildi ve dönüştürücü transformatörü işlemeye devam etti.

Vaka 6: Elektrik Şirketinde Hafif Gaz Uyarısı (2 Ocak 2017)

Arıza Göstergesi: Bir elektrik şirketinde DC çift kutup soğuk beklemedeydi; 20:37'de, Pol 1 YYC dönüştürücü transformatöründe hafif gaz uyarısı bildirildi, ardından 20:42'de ağır gaz hatası oluştu.Sebebi: Sahildeki inceleme, Pol 1 Y/Y C faz dönüştürücü transformatörünün 4. soğutma döngüsü yağ pompasından yağ sızıntısı olduğunu gösterdi. Pompa gücünü kesip her iki uçtaki valfleri kapatınca sızıntı durdu. Kök sebep, cıvataların ve pompa uc kapak flanşlarının kötü malzeme kalitesiydi, bu da ciddi bir aşınmaya, cıvata kırılmasına, pompa vücut kaymasına ve büyük miktarda yağ sızmasına neden oldu.İşlem: Pol 1 YYC dönüştürücü transformatörünün 4 dalga altında petrol pompasını değiştirdi, yağı yeniden doldurdu ve bakım testleri yaptı. Senkronize olarak, diğer 13 dönüştürücü transformatörde (2 yedek dahil) 52 dalga altında petrol pompasının cıvata yapısını değiştirdi veya düzenledi.

4. Hafif Gaz Uyarısı veya Hatası Ayarlaması Açıklaması

4.1 Gaz Röleleri Tanıtımı

Gaz röleleri, yağ parçalanmasından veya iç transformatör arızalarından kaynaklanan yağ salınımından üretilen gazı tespit ederek, hafif gaz (uyarı) veya ağır gaz (hatası) kontağını tetikler.

• Hafif Gaz: Küçük arızaları yansıtır (örneğin, aşırı yük ısınması, yerel çekirdek ısınması, manyetik sızıntıdan kaynaklanan tank ısınması). Parçalanan gaz, rölenin gaz toplama odasına yükselir, yağ seviyesini düşürür ve hafif gaz reed anahtarını uyarı göndermek için aktive eder. Daha fazla yağ seviyesi düşüşü, ağır gazı tetikler.

• Ağır Gaz: Ciddi arızaları yansıtır (örneğin, izolatör topraklama, bobin arası kısa devre). Hızlı gaz üretimi, yağın bir bariyeri vurmaya zorlar, ağır gaz reed anahtarını bir mıknatıs aracılığıyla çekerek transformatörü hatalı kılar.

4.2 Hafif Gaz Uyarısı Ayarlama Sebepleri

• UHVT AC Transformatörleri: Her ana ve voltaj ayarlayıcı transformatörde sadece bir gaz rölesi bulunur; izolatör yükselticiler, gaz toplama boruları aracılığıyla gövde rölesine bağlanır. Sadece bir hafif gaz uyarısı kontağı mevcuttur, normal işletim koşullarında uyarı moduna ayarlanır (ağır gaz hatası için).

• Dönüştürücü Transformatörleri: 1 gaz rölesi (Siemens teknolojisi) veya 7+ gaz rölesi (ABB teknolojisi) ile donatılır. Normal işletim koşullarında hafif gaz uyarı moduna (ağır gaz hatası için) ayarlanır.

Dönüştürücü transformatör gaz röleleri, sadece 1 veya 2 hafif gaz uyarı kontağına sahiptir, bu kontaklar, röle kutularına su girişi, yağ kromatografisinden gelen taşıyıcı gazın tanka girmesi veya gövdeyi kötü izolasyon nedeniyle hava alması gibi durumlarda yanlış uyarıya neden olabilir. "Üçten ikisi" yanlış operasyon önleme tedavisi yoktur. Eğer hafif gaz hata moduna ayarlanırsa, yanlış uyarılar, DC tek kutbu (tek valf grubu) hatalarına neden olabilir, 1500MW veya daha fazla güç kaybedilebilir ve şebeke istikrarına zarar verebilir. Ayrıca, hafif gaz, ağır gaz aktivasyonundan önce küçük arızalar (örneğin, hafif çekirdek / yalıtım ısınması) için tepki pencereleri sağlar, bu da ekipman kullanılabilirliğini artırır. Bu nedenle, 18 Büyük Şebeke Kaza Önleme Tedavisi ve Elektrik Transformatörleri İşletme Kılavuzu (DL/T572-2010), hafif gazın sadece uyarı moduna ayarlanması gerektiğini belirtir.

Yanlış İşlem Vakaları:

• 2003: Dönüştürücü transformatörün düzleştirici reaktör gaz rölesine su girişi, bipolar blokaj neden oldu, 1281MW kayboldu.

• 2019: Dönüştürücü transformatör gaz rölesinin kontakt devresindeki bir arıza, geçici bir kesintiye neden oldu.

4.3 UHVT Transformatörleri için Hafif Gaz Uyarısını Hata Moduna Değiştirme Önerisi

UHVT transformatörlerinde aniden ortaya çıkan arızaların personel güvenliği tehdit etme riski göz önüne alındığında, UHVT transformatörleri için hafif gaz eylemini uyarıdan hataya çevirmek önerilmektedir, aşağıdaki sebeplerle:

• Ciddi Arızalarda Erken Eylem: Ani ciddi arızalar sırasında hafif gaz, ağır gazdan önce harekete geçebilir. Hafif gaz üzerinde hata yapmak, arızalı transformatörü hızlıca izole ederek, büyük ekipman hasarını veya ölümcül olayları önleyebilir. (örneğin, 2016: Birden fazla hafif gaz uyarısı sonrasında UHVT yan tümseği patladı; 2017: Dönüştürücü transformatör izolatör arızası sırasında hafif gaz, ağır gazdan 32 saniye önce aktive oldu.)

• Şebeke Dayanıklılığı: Güçlendirilmiş şebeke, bir valf grubu veya transformatör kaybına rağmen istikrar sorunu yaşamadan dayanabilir.

• Yanlış İşlem Riskinin Azalması: Elektrik dışı rölelerin yönetiminin geliştirilmesi (örneğin, yağmur kaplarının kurulumu, düzenli örnek alma incelemeleri, devre yalıtım kontrolü) yanlış uyarıları önemli ölçüde azaltmıştır. İstatistiksel verilere göre, dönüştürücü istasyonlarında (3 yıl) ve alt istasyonlarda (5 yıl) yanlış hafif gaz eylemi kaydedilmemiştir; 6 kaydedilen eylem, inşaat sırasında gazın boşaltılmaması (ekipman arızası değil) nedeniyledir.

Geçici Önlem: UHV transformatörlerin istikrarsız çalışmasında, dönüştürücü transformatörlerin, ana transformatörlerin ve gerilim ayarlayıcı transformatörlerin tüm hafif gaz kontaklarını (kablosuz yükselticiler, şalt değiştirici, gövde) personel ve ekipman güvenliği sağlamak için tetikleme moduna ayarlayın.

4.4 Hafif Gaz Tetikleme Değişikliğinin Uygulanması Planı

• Dönüştürücü Transformatörler: DC kontrol tek-sistem çekilişi yoluyla yazılımı değiştirerek hafif gaz sinyallerini tetikleme moduna çevirin. Değişiklikten sonra bir tetikleme testi gerekli değildir (sinyal devreleri yıllık olarak doğrulanır); planlı kesintiler sırasında uygulayın (1 gün).

• AC Transformatörler: Koruma panellerindeki kablolamayı değiştirin ve iletim testleri yapın (1 gün).