چرا گراند کردن MVDC باعث خرابی سیستم می‌شود

تجزیه و تحلیل و رفع عیوب خرابی زمین‌گذاری سیستم‌های مستقیم در زیرстанسیون‌ها

هنگامی که خرابی زمین‌گذاری سیستم مستقیم رخ می‌دهد، می‌توان آن را به چهار دسته تقسیم کرد: زمین‌گذاری نقطه‌ای، زمین‌گذاری چند نقطه‌ای، حلقه‌ای شدن زمین‌گذاری یا کاهش عایق. زمین‌گذاری نقطه‌ای نیز به دو نوع تقسیم می‌شود: زمین‌گذاری قطب مثبت و قطب منفی. زمین‌گذاری قطب مثبت ممکن است باعث عملکرد غیرصحیح دستگاه‌های محافظ و اتوماتیک شود، در حالی که زمین‌گذاری قطب منفی ممکن است باعث عدم عملکرد (مانند دستگاه‌های محافظ یا قطع‌کننده) شود. هر زمان که هرگونه خرابی زمین‌گذاری وجود داشته باشد، مسیر جدیدی برای زمین‌گذاری ایجاد می‌شود؛ لذا باید آن را به سرعت رفع کرد. در غیر این صورت، اگر زمین‌گذاری دوم یا بیشتری رخ دهد، ممکن است باعث خرابی‌های جدی یا حوادث شود.

در شرایط عادی، مقاومت عایقی قطب مثبت و منفی سیستم مستقیم به زمین ۹۹۹ کیلوامپر است. اما وقتی تجهیزات خارجی مرطوب می‌شوند، مقاومت عایقی سیستم مستقیم کاهش می‌یابد. حد آستانه هشدار برای سیستم مستقیم ۲۲۰ ولت معمولاً ۲۵ کیلوامپر و برای سیستم ۱۱۰ ولت ۱۵ کیلوامپر است. شرکت نگهداری هوپی اهمیت بالایی به خطرات پنهان زمین‌گذاری می‌دهد و استاندارد هشدار را بالا برده است: هشدار زمانی صادر می‌شود که عایقی به ۴۰ کیلوامپر برای سیستم‌های ۲۲۰ ولت و ۲۵ کیلوامپر برای سیستم‌های ۱۱۰ ولت کاهش یابد. این امر اجازه می‌دهد تا خطرات قبل از تبدیل شدن کاهش عایقی به خرابی کامل زمین‌گذاری رفع شوند.

اخیراً، به دلیل وضعیت آب و هوایی وخیم طولانی مدت و فصل باران بلند مدت با رطوبت بالا، شش زیرستانسیون ۵۰۰ کیلوولت در استان با درجه‌های مختلفی از کاهش عایقی مستقیم یا زمین‌گذاری مستقیم روبرو شده‌اند:

• انشی و آنفو: عایقی به ۴۰ کیلوامپر کاهش یافت

• شوآنگه: زمین‌گذاری قطب مثبت

• جیانگشیا: زمین‌گذاری قطب مثبت

• جونشان: کاهش کلی عایقی

• شیان نو شان: کاهش عایقی، قطب منفی به زمین ۱۸ کیلوامپر

• شینلونگ: زمین‌گذاری قطب مثبت

تجزیه و تحلیل موارد اخیر مشکلات عایقی سیستم مستقیم:

(۱) زیرستانسیون‌های ۵۰۰ کیلوولت انشی و آنفو:
دستگاه‌های نظارتی عایقی مستقیم نشان دادند که عایقی به ۴۰ کیلوامپر کاهش یافته است. پس از مشاهده، عایقی به محدوده قابل قبول بازگشت. بر اساس تجربیات گذشته، علت محتمل ورود رطوبت به رله حرارتی در داخل جعبه‌های مکانیزم قطع‌کننده خارجی بود.

(۲) زیرستانسیون ۵۰۰ کیلوولت جیانگشیا:
بعد از خرابی زمین‌گذاری مستقیم، کارکنان نگهداری ثانویه دستگاه نظارتی عایقی را بررسی کردند و هیچ سیگنال ناهماهنگی نیافتند. اندازه‌گیری ولتاژ در محل نشان داد که ولتاژ قطب مثبت به زمین صفر ولت است. با استفاده از تشخیص‌دهنده زمین‌گذاری مستقیم، خرابی به تماس رطوبت‌خورده در رله چگالی کابین کنترل تغییرات خط ۲ ردیف ۲ پیوندی شناسایی شد. پس از حذف تماس خراب، عایقی سیستم مستقیم به حالت عادی بازگشت.

چالش‌های رفع خرابی زمین‌گذاری مستقیم:
شناسایی و رفع خرابی‌های زمین‌گذاری مستقیم دشوار است. خرابی‌ها اغلب با تغییرات آب و هوایی تکرار می‌شوند و نقاط خرابی مشخص کردن آنها دشوار است. زمین‌گذاری چند نقطه‌ای نیز ممکن است رخ دهد. بیشتر خرابی‌های اخیر به دلیل کاهش عایقی در تماس‌ها یا کابل‌های تجهیزات خارجی بوده‌اند. عوامل مؤثر شامل فرسودگی اجزا با کاهش عایقی و باران‌های طولانی مدت که باعث ورود رطوبت یا خرابی تجهیزات می‌شود.

بهبود توانایی واکنش به خرابی‌های زمین‌گذاری مستقیم:
برای رفع مؤثر خرابی‌ها، نیاز به همکاری متعادل، روش‌های استاندارد و یکپارچه‌سازی سیستم‌های عملیات و نگهداری (O&M) است:

• رویه‌های ایمنی:
  قبل از رفع خرابی زمین‌گذاری مستقیم، تمامی کارکنان از مناطق مرتبط خارج شوند، به ویژه کسانی که روی مدارهای ثانویه کار می‌کنند. حداقل دو کارکن باید در موقعیت شناسایی و تعمیر خرابی حضور داشته باشند. از خرابی‌های کوتاه‌مداری یا زمین‌گذاری اضافی مستقیم جلوگیری کنید. اقدامات ایمنی را اعمال کنید تا از عملکرد نادرست محافظان جلوگیری شود.

• استراتژی شناسایی خرابی:
  با اصول: ابتدا تشخیص میکروپروسسوری، سپس دستی؛ ابتدا خارجی، سپس داخلی؛ ابتدا ثانویه، سپس اولیه؛ ابتدا سیگنال، سپس کنترل. ابتدا از دستگاه نظارتی عایقی مستقیم برای شناسایی خرابی استفاده کنید. اگر داده‌ها دقیق نیستند، به بررسی دستی ادامه دهید.

• پروتکل واکنش سریع:
  کارکنان O&M باید فوراً پیام‌های هشدار و سیگنال‌های ناهماهنگ از دستگاه نظارتی عایقی جمع‌آوری کنند. تیم‌های ثانویه باید فوراً تعمیرات اضطراری را سازماندهی کنند. اگر دستگاه به درستی مدار خراب را شناسایی کند، تغذیه آن را قطع کنید و مشاهده کنید که آیا عایقی بازگشته است یا خیر. اگر نه، از تشخیص‌دهنده زمین‌گذاری مستقیم برای اسکن تمام مدارهای مستقیم استفاده کنید، مدارهای مشکوک را شناسایی کنید و با قطع تغذیه آنها تست کنید.

• ایزوله کردن دقیق خرابی:
  پس از شناسایی مدار خراب، از طرح‌ها برای شناسایی نقاط احتمالی زمین‌گذاری استفاده کنید. با قطع نقاط مشکوک آزمایش کنید. پس از تأیید، از عایقی قابل اعتماد برای ایزوله کردن استفاده کنید. با تیم‌های تجهیزات اولیه به خوبی هماهنگ کنید تا خرابی را به سرعت رفع کنید.

اجراءات پیشگیرانه برای کاهش خرابی‌های زمین‌گذاری مستقیم:

• بهبود محیط‌های عملیاتی. در مناطقی که کنترل دمایی کافی نیست، کولر نصب کنید. جعبه‌های پایانه، جعبه‌های مکانیزم قطع‌کننده و جعبه‌های قطع‌کننده خارجی را به درستی ببندید. مطمئن شوید که درب‌های کابین ضد باران هستند.

• در طول بازرسی‌های منظم یا نصب ترانسفورماتورها، به دقت بررسی کنید که آیا رله‌های گازی، رله‌های جریان روغن، گیج‌های سطح روغن، دماسنج‌ها و دستگاه‌های رها کننده فشار دارای پناه‌های باران مناسب هستند. اطمینان حاصل کنید که جعبه‌های سیم‌کشی به درستی نصب شده‌اند، دارای باندهای تنگی هستند و کابل‌های ثانویه به درستی راه‌اندازی شده و آسیب ندیده‌اند.

• از توقف‌های برنامه‌ریزی شده برای تعویض اجزای ثانویه آسیب‌پذیر خارجی که معمولاً تحت عملیات یا به طور مداوم تغذیه می‌شوند استفاده کنید.

• عیوب طراحی یا کیفیت کار بد را رفع کنید. مطمئن شوید که مدارهای ثانویه در هنگام راه‌اندازی کامل هستند—پره‌های پارازیتی، حلقه‌ها یا تقاطع‌ها را اجتناب کنید. در حین بازرسی‌های محافظ و دستگاه‌های اتوماتیک به پاکسازی و حذف گرد و غبار توجه کنید.

• برای به‌روزرسانی‌های فنی یا ساخت‌وساز جدید، به طور دقیق به طرح‌های طراحی پایبند باشید. بازنگری دقیق طرح‌های پیش از ساخت انجام دهید. از ترکیب بخش‌های I/II مستقیم، ترکیب AC/DC و پره‌های پارازیتی که می‌توانند باعث ناهماهنگی‌های سیستم مستقیم شوند جلوگیری کنید.

• نگهداری، عملیات و بازرسی سیستم‌های مستقیم، توزیع‌کننده‌های مستقیم و دستگاه‌های نظارتی عایقی را در تمام زیرستانسیون‌ها تقویت کنید. مطمئن شوید که دستگاه‌های نظارتی به درستی مکان‌های زمین‌گذاری را نشان می‌دهند، این امر به کارکنان نگهداری اجازه می‌دهد تا خرابی‌ها را به سرعت ایزوله کنند.