تحلیل رسیدگی به حوادث در خطوط انتقال
تحلیل مدیریت خطاهای خط انتقال
به عنوان یک مولفه اساسی شبکه برق، خطوط انتقال به طور گسترده و فراوان توزیع شده‌اند و غالباً در شرایط جغرافیایی و آب و هوایی متنوع قرار دارند که آنها را به شدت مستعد خطا می‌سازد. علل شایع شامل ولتاژ بالا، قوس الکتریکی ناشی از آلودگی، آسیب به عایق، نفوذ درختان و خسارت خارجی است. سقوط خط یکی از متداول‌ترین خطاها در عملیات نیروگاه‌ها و زیرстанسیون‌ها است که انواع خطا شامل خرابی تک‌فاز-به-زمین، دو فاز-به-زمین، دو فاز و کوتاه‌شدن سه‌فازی است. در میان این‌ها، خرابی تک‌فاز-به-زمین متداول‌ترین نوع خطا است که بیش از ۹۵٪ خطاهای خط را شامل می‌شود.
۱. تحلیل خطاهای خط انتقال
خطاها می‌توانند به دو دسته دائمی و موقت تقسیم شوند:
خطاهای دائمی معمولاً به دلیل عیوب تجهیزات یا شکست عایق‌ها ایجاد می‌شوند که خطا تا زمان تعمیر پابرجاست.
خطاهای موقت از قوس الکتریکی عایق‌ها، تخلیه سطحی به دلیل مه یا برف، مواد معلق در هوا، شاخه‌های درخت یا تماس حیوانات ناشی می‌شوند که ممکن است پس از مدت کوتاهی خود به خود رفع شوند.
آمار نشان می‌دهد که خطاهای موقت ۷۰٪–۸۰٪ خطاهای خط را تشکیل می‌دهند و متداول‌ترین نوع خطا هستند.
۱.۱ علل اصلی سقوط خط
(۱) سقوط دکل: معمولاً در طوفان‌ها یا بادهای شدیدی مشابه tornadolike رخ می‌دهد که بادهای شدید باعث خرابی ساختاری یا سقوط دکل‌های انتقال می‌شوند.
(۲) سقوط ناشی از صاعقه: در طوفان‌های رعد و برق، ضربه مستقیم صاعقه یا ولتاژهای القایی باعث قوس الکتریکی روی خط می‌شود، یکی از علل اصلی سقوط است.
(۳) خسارت خارجی: شامل ساخت‌وساز غیرقانونی، انباشت مواد، حفاری، سنگ‌برداری، کاشت درخت، الحاق غیرمجاز و دزدی از تأسیسات برق در محدوده حق ترانزیت، که همه آنها امنیت خط را تهدید می‌کنند.
(۴) یخ‌زدن هادی و سیم زمین: در زمستان، تجمع یخ بار مکانیکی را افزایش می‌دهد و سیم‌های هادی را منحنی می‌کند. یخ‌زدن شدید می‌تواند تجهیزات را خراب کند، رشته‌های عایق را بشکند یا حتی باعث سقوط دکل یا شکست سیم هادی شود که منجر به سقوط می‌شود.
(۵) پرواز هادی: وقتی که باد عمودی بر سیم‌های هادی که به دلیل یخ غیر دایره‌ای شده‌اند می‌وزد، نیروهای آیرودینامیکی ممکن است ارتعاشات خود-تحریکی با دامنه بالا و فرکانس پایین (معروف به پرواز) ایجاد کنند. پرواز می‌تواند منجر به کوتاه‌شدن دو فاز شود، به ویژه در خطوط عمودی.
(۶) قوس الکتریکی ناشی از پرندگان: در مناطق با جمعیت پرنده بالا، قرار گرفتن گله‌های پرنده بر روی دکل‌ها ممکن است منجر به تخلیه کوثای آنها روی رشته‌های عایق شود که باعث کاهش قدرت عایق می‌شود. در شرایط مرطوب (باران، مه)، این می‌تواند باعث قوس الکتریکی و خرابی تک‌فاز-به-زمین شود.
(۷) قوس الکتریکی ناشی از آلودگی: ذرات خاکستر صنعتی و آلودگی‌های فضایی روی سطح عایق‌ها تجمع می‌یابند و عملکرد عایق را کاهش می‌دهند. در شرایط مرطوب (مه، باران، ریزش)، این می‌تواند باعث قوس الکتریکی و سقوط خط شود.
۱.۲ تحلیل حوادث سقوط خط
(۱) خطاهای دائمی: در صورتی که حفاظت مداری چهار نیاز کلیدی (انتخابی، سرعت، حساسیت و قابلیت اطمینان) را برآورده کند و قطع‌کننده‌ها ظرفیت کافی برای قطع داشته باشند، ثبات سیستم معمولاً به شدت تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد. در چنین مواردی، می‌توان تلاش برای تغذیه مجدد (ارسال قوی) انجام داد و از سیستم‌های حفاظتی انتظار می‌رود که خط خراب شده را به درستی جدا کنند. سال‌ها تجربه عملیاتی نشان داده است که هیچ موردی وجود ندارد که تلاش‌های ناموفق برای تغذیه مجدد منجر به خاموشی‌های پی در پی یا گسترش حوادث شده باشد.
(۲) تماس با جسم خارجی: معمولاً منجر به شکست رشته‌های هادی می‌شود. اگر فقط چند رشته شکسته شده باشند، خط معمولاً می‌تواند تحت بار کنترل‌شده برای مدتی ادامه دهد.
(۳) ضربه صاعقه: گاهی اوقات، به دلیل زمان بازیابی عایق طولانی، تأخیر زمانی بسته‌بازی ممکن است کافی نباشد که منجر به بسته‌بازی ناموفق شود. با این حال، تجربه عملیاتی و آمار نشان می‌دهد که خسارت ناشی از صاعقه معمولاً کم است و میزان موفقیت تلاش برای تغذیه مجدد بالا است.
(۴) بسته‌بازی ناموفق پس از سقوط پی در پی: علت می‌تواند از طریق ضبط عملکرد حفاظتی و تحلیل فنی شناسایی شود. پس از تأیید، قطع‌کننده‌ای که نتوانسته بسته‌بازی کند می‌تواند به صورت دستی باز شود و سپس تلاش برای تغذیه مجدد خط انجام شود.
۲. روش‌های عمومی مدیریت خطاهای خط
(۱) اگر خطای موقتی رخ دهد و قطع‌کننده‌ای سقوط کند و موفق به بسته‌بازی شود، کارکنان عملیاتی باید زمان را ثبت کنند، عملکرد حفاظتی خط و ضبط‌کننده‌های خطا را بررسی و مستند کنند، تأیید کنند که تجهیزات داخلی خراب نشده‌اند و گزارش به مرکز کنترل دهند.
(۲) برای خطوط مجهز به دستگاه‌های همزمان‌سازی، اگر قطع‌کننده‌ای سقوط کند و ولتاژ خط تحت شرایط همزمان‌سازی قابل قبول تأیید شود، کارکنان محلی می‌توانند بدون انتظار دستورات مرکز کنترل، همزمان‌سازی و اتصال مجدد انجام دهند و سپس گزارش به مرکز کنترل دهند.
(۳) اگر سقوط پی در پی به دلیل خرابی قطع‌کننده یا حفاظتی رخ دهد، کارکنان عملیاتی باید نقطه خرابی را شناسایی و جدا کنند قبل از تغذیه مجدد. تا زمانی که علت شناسایی شده و خرابی جدا شود، بسته‌بازی مجدداً ممنوع است تا از گسترش بیشتر جلوگیری شود.
(۴) اگر قطع‌کننده‌ای در حین نگهداری حفاظتی (با خط تغذیه شده) سقوط کند، بدون ضبط خطا و بدون سقوط در طرف مقابل، تمام کارهای مدار ثانویه باید فوراً متوقف شود. علت باید بررسی شود، گزارش به مرکز کنترل داده شود و پس از اتخاذ تدابیر مناسب، می‌توان تلاش برای تغذیه مجدد آزمایشی انجام داد (ممکن است به دلیل عدم حذف کانال‌های حفاظتی یا تماس تصادفی).
(۵) پس از مدیریت خطا، کارکنان باید گزارش‌های دقیق حوادث، تعداد سقوط‌های قطع‌کننده را ثبت کنند و گزارش جامع محلی بر اساس ضبط‌های سقوط، عملکرد حفاظتی و دستگاه‌های خودکار، گزارش‌های حوادث، ضبط‌های خطا و چاپ‌های حفاظتی میکروپروسسوری تهیه کنند.
(۶) پس از سقوط خط، کارکنان باید فوراً تعیین کنند:
چه حفاظت‌ها یا دستگاه‌های خودکاری عمل کرده‌اند؛
آیا قطع‌کننده موفق به بسته‌بازی شده است؛
آیا سقوط تک‌فاز یا چند فاز بوده و کدام فاز؛
آیا ولتاژ روی خط باقی مانده است؛
آیا ضبط خطا موجود است؛
آیا چاپ‌های حوادث، سیگنال‌های مرکزی و نشانی‌های پنل حفاظتی صحیح هستند؛
آیا حفاظتی میکروپروسسوری گزارش تولید کرده است؛
بازرسی محلی موقعیت فعلی قطع‌کننده و تمام تجهیزات خط برای علائم کوتاه‌شدن، زمین‌شدن، قوس الکتریکی، شکست سیم، شکست سرامیک، انفجار یا پاشیدن روغن—صرف نظر از اینکه بسته‌بازی اتفاق افتاده یا نه.
(۷) اگر خطا باعث سقوط قطع‌کننده شود و بسته‌بازی موفق نباشد، کارکنان عملیاتی باید زمان را ثبت کنند، هشدارها را ریست کنند، عملکرد حفاظتی و ضبط‌کننده‌های خطا را بررسی و مستند کنند، تأیید کنند که تجهیزات نیروگاه خراب نشده‌اند، دستگیره کنترل قطع‌کننده را به وضعیت "پس از سقوط" تنظیم کنند و تعداد سقوط‌ها را ثبت کنند. اقدامات بعدی ممکن است شامل:
برای خطوط مهم یا دوره‌های خاص (مثلاً تأمین برق مهم)، پس از بازرسی بصری قطع‌کننده که هیچ ناهماهنگی وجود ندارد، بسته‌بازی را غیرفعال کرده و یک تلاش برای تغذیه مجدد انجام دهند؛
در شرایط عادی، واحد نگهداری خط باید بخش‌های کلیدی (مثلاً عبور از جاده‌ها، راه‌آهن، پل‌ها، رودخانه‌ها، مناطق مسکونی) را بررسی کند تا تأیید کند که هیچ ناهماهنگی وجود ندارد. پس از غیرفعال کردن بسته‌بازی، تلاش برای تغذیه مجدد آزمایشی انجام دهد. اگر تلاش برای تغذیه مجدد ناموفق باشد، در صورت امکان می‌توان افزایش تدریجی ولتاژ را اعمال کرد؛
اگر خطا با علائم واضح (مثلاً آتش‌سوزی، انفجار) همراه باشد، تلاش فوری برای تغذیه مجدد ممنوع است. ابتدا تجهیزات باید بررسی شوند. پس از موفقیت در تغذیه مجدد، جریان خط باید کنترل شود و واحد نگهداری بلافاصله از خط برای بررسی و دریافت داده‌های خطا اطلاع داده شود؛
برای خطوط تغذیه‌یک‌منبع، اگر سقوط رخ دهد و بسته‌بازی موفق نباشد، کارکنان محلی می‌توانند فوراً یک تلاش برای تغذیه مجدد انجام دهند بدون انتظار دستورات مرکز کنترل و سپس گزارش به مرکز کنترل دهند.
