Analisi della Gestione degli Incidenti nelle Linee di Trasmissione

Analisi della gestione dei guasti delle linee di trasmissione

Come componente fondamentale della rete elettrica, le linee di trasmissione sono ampiamente distribuite e numerose, spesso esposte a diverse condizioni geografiche e climatiche, il che le rende altamente suscettibili ai guasti. Le cause comuni includono sovratensioni, flashover dovuti a inquinamento, danni all'isolamento, intrusione degli alberi e danni esterni. Il trip (interruzione) delle linee è uno dei guasti più frequenti nelle operazioni di centrali elettriche e stazioni di trasformazione, con tipi di guasto che comprendono cortocircuiti monofase-terra, bifase-terra, bifase e trifase. Tra questi, i guasti monofase-terra sono i più comuni, rappresentando oltre il 95% di tutti i guasti delle linee.

1. Analisi dei guasti delle linee di trasmissione

I guasti possono essere classificati come transitori o permanenti:

• I guasti permanenti sono solitamente causati da difetti dell'equipaggiamento o isolatori rotti, dove il guasto persiste fino alla riparazione.

• I guasti transitori derivano da flashover degli isolatori, scariche superficiali dovute a nebbia o neve, detriti portati dal vento, rami di alberi o contatti con animali, che possono auto-ripristinarsi dopo un breve periodo.
  Le statistiche mostrano che i guasti transitori rappresentano il 70%-80% di tutti i guasti delle linee, rendendoli i più frequenti.

1.1 Cause principali del trip delle linee

(1) Crollo di torri: Solitamente si verifica durante condizioni meteorologiche severe come tempeste o venti simili a tornado, dove venti forti causano fallimenti strutturali o crolli delle torri di trasmissione.

(2) Trip indotto da fulmini: Durante i temporali, colpi di fulmine diretti o sovratensioni indotte possono causare flashover sulle linee, una delle cause principali del trip.

(3) Danni esterni: Includono costruzioni illegali, accumuli di materiali, scavi, estrazione di pietre, piantumazione di alberi, attacchi non autorizzati e furto di impianti all'interno della fascia di servizio, tutti i quali minacciano la sicurezza delle linee.

(4) Ghiacciatura dei conduttori e dei cavi di terra: In inverno, l'accumulo di ghiaccio aumenta il carico meccanico, alterando la flessione dei conduttori. La ghiacciatura severa può danneggiare l'hardware, rompere le catene di isolatori o persino causare il crollo delle torri o la rottura dei conduttori, portando al trip.

(5) Galoppata dei conduttori: Quando i venti orizzontali soffiano sui conduttori resi non circolari dal ghiaccio, le forze aerodinamiche possono indurre oscillazioni autoeccitate ad alta ampiezza e bassa frequenza, note come galoppata. La galoppata può causare cortocircuiti bifase, specialmente in linee disposte verticalmente.

(6) Flashover dovuti agli uccelli: In aree con popolazioni di uccelli elevate, stormi che si posano sui bracci delle torri possono depositare escrementi sulle catene di isolatori, riducendo la resistenza all'isolamento. In condizioni umide (pioggia, nebbia), ciò può portare a flashover e guasti monofase-terra.

(7) Flashover dovuto all'inquinamento: I residui industriali e gli inquinanti di scarico si depositano sulle superfici degli isolatori, degradando le prestazioni di isolamento. In condizioni umide (nebbia, pioggia, rugiada), ciò può innescare flashover e trip delle linee.

1.2 Analisi degli incidenti di trip delle linee

(1) Guasti permanenti: Se la protezione relè soddisfa i quattro requisiti chiave (selettività, velocità, sensibilità e affidabilità) e gli interruttori hanno capacità di interruzione sufficiente, la stabilità del sistema non viene generalmente gravemente compromessa. In tali casi, può essere tentato un riacconto forzato, con i sistemi di protezione che dovrebbero correttamente isolare la linea guasta. Anni di esperienza operativa hanno dimostrato che non ci sono stati casi in cui i riacconti forzati falliti abbiano portato a interruzioni a cascata o all'espansione degli incidenti.

(2) Contatto con oggetti estranei: Spesso causa la rottura di fili dei conduttori. Se solo pochi fili sono rotti, la linea può generalmente continuare a funzionare per un periodo sotto carico controllato.

(3) Colpi di fulmine: A volte, a causa di un lungo tempo di recupero dell'isolamento, il ritardo di ricomposizione potrebbe non essere sufficiente, portando a una ricomposizione non riuscita. Tuttavia, l'esperienza operativa e le statistiche indicano che i danni causati dai fulmini sono spesso minimi e il tasso di successo del riacconto forzato rimane alto.

(4) Fallimento della ricomposizione dopo un trip a cascata: La causa può essere identificata attraverso i registri delle azioni di protezione e l'analisi tecnica. Una volta confermata, l'interruttore che non ha agito può essere aperto manualmente, seguito da un riacconto forzato della linea.

2. Procedure generali per la gestione dei guasti delle linee

(1) Se si verifica un guasto transitorio e l'interruttore trippa e ricompone con successo, il personale operativo deve registrare l'ora, controllare e documentare l'operazione della protezione della linea e dei registratori di guasti, verificare l'assenza di danni interni all'equipaggiamento e riferire al centro di controllo.

(2) Per le linee dotate di dispositivi di sincronizzazione, se un interruttore trippa e la tensione sulla linea è confermata in condizioni di sincronizzazione accettabili, il personale in loco può eseguire la sincronizzazione e la riconnessione senza attendere ordini dal centro di controllo, poi riferire al centro di controllo.

(3) Se un trip a cascata è causato da un guasto dell'interruttore o della protezione, il personale operativo deve identificare e isolare il punto di guasto prima di riaccontare. È rigorosamente vietato riaccontare fino a quando non viene identificata la causa e isolato il guasto, per prevenire ulteriori escalation.

(4) Se un interruttore trippa durante la manutenzione della protezione (con la linea sottotensione), senza registrazione del guasto e senza trip sul lato opposto, tutto il lavoro sui circuiti secondari deve essere interrotto immediatamente. La causa deve essere indagata, riferita al centro di controllo e, dopo aver preso le misure appropriate, può essere tentato un riacconto di prova (possibilmente a causa di canali di protezione non rimossi o contatti accidentali).

(5) Dopo la gestione del guasto, il personale deve registrare log dettagliati degli incidenti, conteggi dei trip degli interruttori e compilare un rapporto complessivo sul sito basato su registrazioni di trip, azioni di protezione e dispositivi automatici, registri di eventi, registrazioni di guasti e stampate di protezioni a microprocessore.

(6) In caso di trip di una linea, il personale deve determinare immediatamente:

• Quali protezioni o dispositivi automatici hanno operato;

• Se l'interruttore ha ricomposto con successo;

• Se si è trattato di un trip monofase o multifase, e quale fase;

• Se la tensione rimane sulla linea;

• Se è disponibile una registrazione del guasto;

• Se le stampe di evento, i segnali centrali e le indicazioni del pannello di protezione sono corrette;

• Se la protezione a microprocessore ha generato un rapporto;

• Ispezione in loco della posizione effettiva dell'interruttore e di tutte le apparecchiature laterali della linea per segni di cortocircuito, messa a terra, flashover, rottura dei conduttori, rottura della porcellana, esplosioni o spruzzo d'olio, indipendentemente dal fatto che sia avvenuta una ricomposizione.

(7) Se un guasto causa un trip dell'interruttore e la ricomposizione fallisce, il personale operativo deve registrare l'ora, resettare gli allarmi, controllare e documentare le azioni della protezione e dei registratori di guasto, confermare l'assenza di danni all'equipaggiamento della centrale, impostare l'interruttore di controllo nella posizione "dopo il trip" e registrare il numero di trip. Le azioni successive possono includere:

• Per linee critiche o periodi speciali (ad esempio, assicurazione di forniture di energia importante), dopo un'ispezione visiva dell'interruttore che non rivela anomalie, disabilitare la ricomposizione e tentare un riacconto forzato;

• In condizioni normali, l'unità di manutenzione della linea dovrebbe ispezionare le sezioni chiave (ad esempio, incroci con strade, ferrovie, ponti, fiumi, aree residenziali) per confermare l'assenza di anomalie. Dopo aver disabilitato la ricomposizione, tentare un riacconto di prova. Se il riacconto forzato fallisce, può essere applicato un incremento graduale della tensione se le condizioni lo consentono;

• Se il guasto è accompagnato da segni evidenti (ad esempio, fuoco, esplosione), il riacconto forzato immediato è vietato. L'equipaggiamento deve essere ispezionato per primo. Dopo un riacconto riuscito, la corrente della linea deve essere controllata e l'unità di manutenzione deve essere notificata immediatamente per ispezionare la linea e ottenere dati sul guasto in modo tempestivo;

• Per linee di carico a singola sorgente, se si verifica un trip e la ricomposizione fallisce, il personale in loco può tentare immediatamente un riacconto forzato senza attendere ordini dal centro di controllo, quindi riferire al centro di controllo.