تحليل التعامل مع الحوادث في خطوط النقل الكهربائي

تحليل معالجة أعطال خطوط النقل

كعنصر أساسي في شبكة الكهرباء، تكون خطوط النقل موزعة بشكل واسع ومعروضة لظروف جغرافية ومناخية متنوعة، مما يجعلها عرضة للأعطال. تتضمن الأسباب الشائعة زيادة الجهد، وميض التلوث، وتلف العزل، والأشجار المجاورة، والأضرار الخارجية. يعتبر انقطاع الخط من أكثر الأعطال شيوعًا في عمليات محطات الطاقة والتوزيع، ويضم أنواع الأعطال مثل الفاز الواحد إلى الأرض، والفازين إلى الأرض، والفازين، والقصيرة الثلاثية. من بين هذه، تعتبر أعطال الفاز الواحد إلى الأرض الأكثر شيوعًا، حيث تشكل أكثر من 95٪ من جميع أعطال الخطوط.

1. تحليل أعطال خطوط النقل

يمكن تصنيف الأعطال كمؤقتة أو دائمة:

• الأعطال الدائمة عادة ما تنتج عن عيوب في المعدات أو أجهزة العزل المكسورة، حيث يستمر العطل حتى يتم إصلاحه.

• الأعطال المؤقتة تنشأ من ميوعة العوازل، وإطلاقات السطح بسبب الضباب أو الثلوج، وأتربة الرياح، وأغصان الأشجار، أو الاتصال بالحيوانات، والتي قد تزول بمفردها بعد فترة قصيرة.
  تشير الإحصائيات إلى أن الأعطال المؤقتة تمثل 70٪-80٪ من جميع أعطال الخطوط، مما يجعلها الأكثر شيوعًا.

1.1 الأسباب الرئيسية لانقطاع الخط

(1) انهيار البرج: يحدث عادة خلال الأحوال الجوية القاسية مثل العواصف أو الرياح الدوامية، حيث تسبب الرياح العالية فشل الهيكل أو انهيار أبراج النقل.

(2) الانقطاع الناتج عن الصواعق: أثناء العواصف الرعدية، يمكن أن تسبب الصواعق المباشرة أو الجهد الزائد المستند إلى الصواعق ميوعة على الخطوط، وهو أحد الأسباب الرئيسية للانقطاع.

(3) الأضرار الخارجية: تشمل البناء غير القانوني، وتكدس المواد، والحفر، واستخراج الحجارة، وزراعة الأشجار، والإضافات غير المصرح بها، وسرقة مرافق الطاقة داخل المسار المخصص لها، وكلها تشكل تهديدًا لأمان الخط.

(4) تجمد الموصلات والأرضيات: في الشتاء، يزيد تراكم الجليد من الحمل الميكانيكي، مما يتسبب في تغيير هبوط الموصل. يمكن أن يتسبب التجمد الشديد في تلف الأجهزة، وكسر سلاسل العوازل، أو حتى انهيار البرج أو كسر الموصل، مما يؤدي إلى الانقطاع.

(5) رقصة الموصل: عندما تهب الرياح الأفقية عبر الموصلات التي أصبحت غير دائرية بسبب الجليد، قد تسبب القوى الهوائية اهتزازات ذات تردد منخفض وذروة عالية ذاتية التحفيز - المعروفة باسم الرقصة. يمكن أن تسبب الرقصة قصيرة دائرية بين الفازين، خاصة في الخطوط المرتبة بشكل عمودي.

(6) ميوعة الطيور: في المناطق ذات الكثافة العالية للطيور، قد تتجمع الطيور على أذرع أبراج النقل وتترك فضلات على سلاسل العوازل، مما يقلل من قوة العزل. تحت ظروف الرطوبة (المطر، الضباب)، يمكن أن تؤدي إلى ميوعة وأعطال الفاز الواحد إلى الأرض.

(7) ميوعة التلوث: يترسب الفحم الصناعي والملوثات الناتجة عن العادم على سطوح العوازل، مما يقلل من أداء العزل. تحت ظروف الرطوبة (الضباب، المطر، الندى)، يمكن أن تؤدي إلى ميوعة وانقطاع الخط.

1.2 تحليل حوادث انقطاع الخط

(1) الأعطال الدائمة: إذا استوفت حماية الوصلة المتسلسلة المتطلبات الأساسية الأربعة (التخصيص، السرعة، الحساسية، والموثوقية) وكان للمفتاح الكهربائي قدرة كافية على القطع، فإن استقرار النظام لا يتأثر بشكل كبير. في هذه الحالات، يمكن محاولة إعادة التشغيل القسري (إرسال قوي)، مع توقع أن تقوم أنظمة الحماية بعزل الخط المعطل بشكل صحيح. أظهرت سنوات الخبرة العملية أنه لم تكن هناك حالات فشلت فيها المحاولات القوية أدت إلى انقطاع متسلسل أو توسع الحادث.

(2) الاتصال بالأجسام الغريبة: غالبًا ما يؤدي إلى انقطاع خيوط الموصل. إذا كان عدد الخيوط المنقطعة قليلًا، يمكن للخط الاستمرار في العمل لفترة تحت تحميل مراقب.

(3) الصواعق: في بعض الأحيان، بسبب وقت الاستعادة الطويل للعزل، قد يكون تأخير إعادة التشغيل غير كافٍ، مما يؤدي إلى فشل إعادة التشغيل. ومع ذلك، تشير الخبرة العملية والإحصائيات إلى أن الأضرار الناتجة عن الصواعق غالباً ما تكون طفيفة، وأن نسبة نجاح إعادة التشغيل القسري تظل عالية.

(4) فشل إعادة التشغيل بعد انقطاع متسلسل: يمكن تحديد السبب من خلال سجلات أفعال الحماية والتحليل الفني. بمجرد التأكيد، يمكن فتح المفتاح الذي فشل في الانقطاع يدويًا، ثم محاولة إعادة التشغيل القسري للخط.

2. الإجراءات العامة لمعالجة أعطال الخط

(1) إذا حدث عطل مؤقت وأدى إلى انقطاع المفتاح الكهربائي وإعادة التشغيل بنجاح، يجب على الموظفين تسجيل الوقت، وفحص وتوثيق أفعال حماية الخط وتسجيلات الأعطال، والتحقق من عدم وجود تلف في المعدات الداخلية، والإبلاغ إلى مركز التحكم.

(2) بالنسبة للخطوط المجهزة بأجهزة التزامن، إذا حدث انقطاع المفتاح الكهربائي وتم تأكيد وجود جهد على الخط تحت شروط تزامن مقبولة، يمكن للموظفين على الموقع تنفيذ التزامن وإعادة الاتصال دون الانتظار لأوامر مركز التحكم، ثم الإبلاغ إلى مركز التحكم.

(3) إذا أدى فشل المفتاح الكهربائي أو نظام الحماية إلى انقطاع متسلسل، يجب على الموظفين تحديد والعزل نقطة العطل قبل إعادة التشغيل. يُمنع إعادة التشغيل تمامًا حتى يتم تحديد السبب والعزل، لمنع التوسع الأكبر.

(4) إذا حدث انقطاع المفتاح الكهربائي أثناء صيانة نظام الحماية (مع تشغيل الخط)، وعدم وجود سجلات للأعطال ولا انقطاع على الجانب الآخر، يجب وقف جميع الأعمال في الدائرة الثانوية على الفور. يجب التحقيق في السبب والإبلاغ إلى مركز التحكم، وبعد اتخاذ الإجراءات المناسبة، يمكن محاولة إعادة التشغيل الاختباري (ربما بسبب عدم إزالة قنوات الحماية أو الاتصال العرضي).

(5) بعد معالجة العطل، يجب على الموظفين تسجيل سجلات الحوادث التفصيلية، وعدة انقطاعات المفتاح الكهربائي، وإعداد تقرير شامل على أساس سجلات الانقطاع، وأفعال الحماية والأجهزة التلقائية، وسجلات الأحداث، وتسجيلات الأعطال، ومخرجات حماية المعالج الدقيق.

(6) عند حدوث انقطاع الخط، يجب على الموظفين تحديد فورًا:

• أي حمايات أو أجهزة تلقائية تعمل؛

• هل نجح المفتاح الكهربائي في إعادة التشغيل؛

• هل كان الانقطاع فازًا واحدًا أو عدة فازات، وأي فاز؛

• هل ما زال الجهد موجودًا على الخط؛

• هل يوجد تسجيل للأعطال؛

• هل كانت طبعات الأحداث، والإشارات المركزية، ومؤشرات لوحة الحماية صحيحة؛

• هل أصدرت حماية المعالج الدقيق تقريرًا؛

• تفتيش الموقع لموقع المفتاح الكهربائي الفعلي ولجميع معدات الجانب الخطي للبحث عن علامات القصيرة الدائرية، والتوصيل بالأرض، والميوعة، وكسر الموصلات، وكسر البورسلين، والانفجارات، أو رذاذ الزيت - بغض النظر عن إعادة التشغيل.

(7) إذا تسبب العطل في انقطاع المفتاح الكهربائي وإعادة التشغيل الفاشلة، يجب على الموظفين تسجيل الوقت، وإعادة ضبط الإنذارات، وفحص وتوثيق أفعال الحماية وتسجيلات الأعطال، والتأكد من عدم وجود تلف في معدات المصنع، وضبط مفتاح التحكم بالمفتاح الكهربائي في وضع "بعد الانقطاع"، وتسجيل عدد الانقطاعات. يمكن أن تشمل الإجراءات اللاحقة:

• بالنسبة للخطوط الحرجة أو الفترات الخاصة (مثل تأمين التغذية الكهربائية الكبرى)، بعد فحص بصري للمفتاح الكهربائي لا يكشف عن أي شذوذ، تعطيل إعادة التشغيل ومحاولة إعادة التشغيل القسري مرة واحدة؛

• تحت الظروف العادية، يجب على وحدة صيانة الخط فحص الأقسام الرئيسية (مثل التقاطعات فوق الطرق، والسكك الحديدية، والجسور، والأنهار، والمناطق السكنية) للتأكد من عدم وجود شذوذ. بعد تعطيل إعادة التشغيل، محاولة إعادة التشغيل الاختباري. إذا فشلت إعادة التشغيل القسري، يمكن تطبيق تصعيد التوتر تدريجي إذا سمحت الظروف بذلك؛

• إذا كان العطل مصحوبًا بعلامات واضحة (مثل الحريق، والانفجار)، يحظر إعادة التشغيل القسري الفوري. يجب فحص المعدات أولاً. بعد إعادة التشغيل الناجحة، يجب السيطرة على تيار الخط وإخطار وحدة الصيانة فورًا لفحص الخط والحصول على بيانات العطل بسرعة؛

• بالنسبة للخطوط ذات مصدر واحد للحمل، إذا حدث انقطاع وإعادة التشغيل الفاشلة، يمكن للموظفين على الموقع محاولة إعادة التشغيل القسري مرة واحدة فورًا دون الانتظار لأوامر مركز التحكم، ثم الإبلاغ إلى مركز التحكم.