Ανάλυση και Επίλυση της Ανωμαλούς Πολυσημειακής Σύνδεσης στη Γη σε Πυρήνες Ηλεκτροφόρων μετατροπέα

Η ύπαρξη πολυσημειακής σύνδεσης σε διατρόφους μετασχηματιστών προκαλεί δύο κυρίως προβλήματα: πρώτον, μπορεί να οδηγήσει σε τοπική υπερθέρμανση λόγω σύντομης σύνδεσης στην διατροφή, και σε σοβαρά περιστατικά, μπορεί να προκαλέσει τοπική καύση της διατροφής. Δεύτερον, οι κυκλοφορούντες ρεύματα που παράγονται στο φυσιολογικό συνδετικό σύρμα της διατροφής μπορούν να προκαλέσουν τοπική υπερθέρμανση στον μετασχηματιστή και ενδεχομένως να οδηγήσουν σε παρακμές τύπου αποστολής. Συνεπώς, τα πολυσημειακά συνδετικά προβλήματα στις διατρόφους των μετασχηματιστών απειλούν άμεσα την καθημερινή λειτουργία των υποσταθμίων. Αυτό το έγγραφο αναλύει ένα ανώμαλο πολυσημειακό συνδετικό πρόβλημα σε μια διατροφή μετασχηματιστή, παρουσιάζοντας τη διαδικασία ανάλυσης της παραλλαγής και τα μέτρα επί τόπου για την επίλυση.

1.Επισκόπηση της Συνδετικής Παραλλαγής

Ο κύριος μετασχηματιστής αριθ. 1 σε μια υποσταθμή 220 kV είναι τύπου SFPSZB-150000/220, κατασκευασμένος στις 11 Νοεμβρίου 1986, και τέθηκε σε λειτουργία στις 8 Αυγούστου 1988. Αρχικά χρησιμοποιούσε αναγκαστική κυκλοφορία λάδιου με εξαέριση, αλλά μετατράπηκε σε φυσική κυκλοφορία λάδιου με εξαέριση το 2012. Στις 5 Μαρτίου, η ζωντανή δοκιμή του ρεύματος συνδετικής σύνδεσης της διατροφής του κυρίου μετασχηματιστή αριθ. 1 έδειξε 40 mA, σημαντική απόκλιση από τα προηγούμενα αποτελέσματα δοκιμής. Η εξέταση της συνδετικής σύνδεσης online και του συστήματος περιορισμού του ρεύματος έδειξε ρεύμα συνδετικής σύνδεσης 41 mA. 

Τα ιστορικά αρχεία έδειξαν ότι το σύστημα είχε ενεργοποιήσει αυτόματα έναν περιοριστή ρεύματος 115 Ω στις 27 Φεβρουαρίου. Μετά τον καθορισμό ότι ο κύριος μετασχηματιστής αριθ. 1 μπορεί να έχει πρόβλημα πολυσημειακής σύνδεσης στη διατροφή, το προσωπικό εξέτασε τα δεδομένα της χρωματογραφικής online παρακολούθησης, αλλά δεν βρήκε ανωμαλίες. Το προσωπικό που εξέταζε το λάδι συνέλεξε δείγματα από τον κύριο μετασχηματιστή αριθ. 1 το απόγευμα της 5ης Μαρτίου για χρωματογραφική ανάλυση, αλλά τα δεδομένα της δοκιμής δεν έδειξαν σημαντικές αλλαγές, όπως φαίνεται στο Πίνακα 1 για τα αποτελέσματα της χρωματογραφικής δοκιμής διαλυμένων αερίων. Σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του συστήματος online παρακολούθησης, όταν το ρεύμα σύνδεσης υπερβαίνει 100 mA, το σύστημα θα ενεργοποιήσει αυτόματα έναν περιοριστή ρεύματος. Με βάση αυτό, προσδιορίστηκε ότι ο κύριος μετασχηματιστής αριθ. 1 έχει πρόβλημα πολυσημειακής σύνδεσης στη διατροφή.

2 Ανάλυση Σφαλμάτων Εξοπλισμού

Τα δεδομένα των μετρήσεων του ρεύματος συνδεδεμένου στη γεώδης του κύριου μετατροπέα τα τελευταία τρία χρόνια εμφανίζονται στον Πίνακα 2. Σύγκριση των ιστορικών δεδομένων μετρήσεων αποδεικνύει ότι οι μετρήσεις του ρεύματος συνδεδεμένου στη γεώδης του πρώτου κύριου μετατροπέα έχουν συνεχώς παραμείνει εντός φυσιολογικών ορίων, χωρίς να ανιχνευθούν παράνομες τάσεις στην ανάλυση των διαλυμένων αερίων στο λάδι. Ωστόσο, το ρεύμα συνδεδεμένου στη γεώδης έχει εμφανίσει σημαντική αύξηση, και το συστηματικό μέσο περιορισμού ρεύματος έχει αυτόματα ενεργοποιήσει το αντιστάτη περιορισμού ρεύματος.

Βάσει μιας ολοκληρωμένης ανάλυσης αυτών των συνθηκών, μπορεί να καθοριστεί ότι ο πρώτος κύριος μετατροπέας παρουσιάζει σφάλμα πολλαπλής σύνδεσης στη γεώδης. Ωστόσο, όταν παρουσιάστηκε η πολλαπλή σύνδεση, το σύστημα τηλεπαρακολούθησης της σύνδεσης στη γεώδης και το συστηματικό μέσο περιορισμού ρεύματος ενεργοποίησαν αμέσως τον αντιστάτη στη στιγμή της αύξησης του ρεύματος, περιορίζοντας αποτελεσματικά τη μέγεθος του ρεύματος. Συνεπώς, δεν εμφανίστηκαν ανωμαλίες στην ανάλυση χρωματογραφίας των διαλυμένων αερίων στο λάδι του μετατροπέα.

Στις 28 Μαρτίου, κατά τη διάρκεια μιας συνήθους δοκιμής απορρύθμισης ρεύματος του μετατροπέα αριθ. 1, οι μετρήσεις της αντίστασης απομόνωσης του πυρήνα επιβεβαίωσαν την πολυσημειακή σύνδεση στο έδαφος. Το προσωπικό δοκιμών προσέφερε υπολογισμό της αντίστασης απομόνωσης του πυρήνα χρησιμοποιώντας τάση 1.000V, η οποία έδειξε αντίσταση απομόνωσης "0". Η μέτρηση της αντίστασης σύνδεσης στο έδαφος του πυρήνα με πολυμέτρη έδειξε κατάσταση "διαχωριστική" με τιμή αντίστασης "0". Αυτές οι μετρήσεις απέδειξαν ότι ο πυρήνας του κύριου μετατροπέα αριθ. 1 είχε πολυσημειακή σύνδεση στο έδαφος, συγκεκριμένα μεταλλική σύνδεση.

3 Μέτρα Επίλυσης

(1) Λαμβάνοντας υπόψη ότι η σφάλματος σύνδεσης στο έδαφος μπορεί να οφείλεται σε μαλακή μεταλλική επαφή, προσπαθήθηκε η μέθοδος της επίδρασης του καπασίτορα για την εξάλειψη της σφάλματος: Ένας καπασίτορας (με διεύθυνση 26,94 μF) φορτώθηκε σε 2.500 V και αποφορτίστηκε τρεις φορές στον κύριο μετατροπέα αριθ. 1. Μετά τις επιβολές, μετρήθηκε η αντίσταση απομόνωσης του πυρήνα για να καθοριστεί αν είχε ανακτηθεί. Εάν δεν είχε ανακτηθεί, η δοκιμαστική τάση αυξήθηκε σε 5.000 V για άλλες τρεις επιβολές. Εάν η σφάλματος συνέχιζε να υπάρχει, θα έχαναν την ισχύ τους οι επιπλέον προσπάθειες.

(2) Εάν η μέθοδος της επίδρασης του καπασίτορα δεν είχε επιτύχει την εξάλειψη της σφάλματος σύνδεσης στο έδαφος, θα πραγματοποιούταν έλεγχος με ανάστημα του μετατροπέα όταν οι συνθήκες το επέτρεπαν, για να βρεθεί άμεσα ο σημειακός σύνδεσης στο έδαφος και να εξαλειφθεί ουσιαστικά η πολυσημειακή σύνδεση στο έδαφος του πυρήνα.

(3) Εάν ο κύριος μετατροπέας δεν μπορούσε να απορρυθμιστεί άμεσα για έλεγχο και συντήρηση, μπορούσε να εφαρμοστεί ένα προσωρινό μέτρο σύνδεσης ενός ρευστοδιαχωριστή σε σειρά με την κατεβαστική συνδετική στο έδαφος. Ο κύριος μετατροπέας αριθ. 1 είχε εξοπλιστεί με ένα σύστημα IEE-Business JY-BTJZ για την έγκαιρη παρακολούθηση και περιορισμό της ρευστοδιαχωριστικής σύνδεσης του πυρήνα, περιλαμβάνοντας τέσσερις ρυθμίσεις αντίστασης (115, 275, 600 και 1.500 Ω), το οποίο είχε ήδη ενεργοποιήσει αυτόματα την αντίσταση 115 Ω με βάση την ένταση του ρεύματος σύνδεσης στο έδαφος. Μετά την ενεργοποίηση του εξοπλισμού, εντείνθηκε η παρακολούθηση με μείωση των κύκλων δοκιμών για τη μέτρηση του ρεύματος σύνδεσης στο έδαφος του πυρήνα και για την ανάλυση χρωματογραμμής του λάδιου του μετατροπέα για παρακολούθηση.

Ο συγκεκριμένος διαδικαστικός τρόπος εφαρμογής στο πεδίο ήταν ο εξής: Πρώτα, η εξωτερική σύνδεση στο έδαφος του πυρήνα αποσυνδέθηκε και χρησιμοποιήθηκε ένας γεννήτριας DC υψηλής τάσης για τη φόρτωση του καπασίτορα. Μετά από περίπου 3 λεπτά φόρτωσης, η τάση έφτασε στα 2.5 kV. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα απομονωμένο βαστόνι, η ηλεκτρική σύνδεση συνδέθηκε με την κατεβαστική συνδετική στο έδαφος για την αποφορτισμό του καπασίτορα στον πυρήνα του μετατροπέα. Μετά από μια αποφορτισμό του καπασίτορα στον πυρήνα του κύριου μετατροπέα αριθ. 1, η 60-δευτερολέπτου αντίσταση απομόνωσης του πυρήνα ανακτήθηκε στα 9,58 GΩ, με λόγο απορρόφησης 1,54, συμφωνώντας με προηγούμενα αποτελέσματα δοκιμών. Ο σημειακός σύνδεσης στο έδαφος εξαλείφθηκε επιτυχώς.

Μετά την επαναφορά στη λειτουργία του κυρίου μετατροπέα αριθ. 1, μετρήθηκε το ρεύμα σύνδεσης στο έδαφος του πυρήνα χρησιμοποιώντας έναν δοκιμαστή ρεύματος σύνδεσης στο έδαφος του πυρήνα, ο οποίος έδειξε 2 mA. Συγχρόνως, το σύστημα πραγματικού χρόνου παρακολούθησης του ρεύματος σύνδεσης στο έδαφος του πυρήνα έδειξε επίσης 2 mA, επιβεβαιώνοντας ότι η σφάλματος είχε εξαλειφθεί.