تحليل وحلول حريق معدات التبديل الجانبية ذات الجهد المنخفض 35 كيلوفولت في قاعدة الطاقة الشمسية

في الساعة 12:45 من يوم 4 أغسطس 2022، تلقى مركز التوزيع بلاغًا من قاعدة توليد الكهرباء الضوئية بقدرة 100 ميغاواط. ورد في البلاغ أن معدات التحويل على الجانب المنخفض الجهد 35 كيلوفولت للمحول الرئيسي في محطة التجميع كانت مشتعلة وأن الحماية قد عملت وقطعت التيار. بعد تلقي الإشعار، ذهب الموظفون المعنيون إلى الموقع وأجريت مع فنيي التشغيل تحقيق حادثة على الأرض. من خلال الفحص على الأرض، تم اكتشاف أن صندوق الاتصال لمعدات التحويل، والعربة، وقضيب النحاس لخط الوارد للفاز U من قضيب الأمان لمعدات التحويل قد احترق.

1 تحليل سبب الحادث

من خلال تحليل ظاهرة العطل على الأرض، وكذلك أشكال موجات الجهد والتيار للتسجيل العاطف، فإن السبب الرئيسي للعطل هو التواصل السيء للاتصال الفاز V للمفتاح. بسبب التواصل السيء للاتصال الفاز V، ارتفعت درجة حرارة هذا الجزء بشكل غير طبيعي وتعرض للحريق أثناء التشغيل، مما أدى إلى قوس قصر كهربائي بين الفازين U وV. نتيجة لذلك، تم حرق الاتصال المتحرك لمفتاح العربة، والاتصال الثابت في صندوق الاتصال، وصندوق الاتصال، وسلك الفاز U. في نفس الوقت، تعرض المحول الكهربائي للاصطدام بالقوس الكهربائي والأضرار الكهربائية بمختلف الدرجات. من خلال الفحص والتحليل على الأرض، يأتي الأسباب الجذرية للتواصل السيء للفاز V أساساً من الجوانب التالية:

• تشغيل غير صحيح لمفتاح العربة: عند تشغيل مفتاح العربة، لم يكن الفاز الأوسط V في مكانه تمامًا (أي لم يتم دفع العربة تمامًا وتركيبها)، وبالتالي لم يتم التواصل بشكل جيد.

• ضغط ربيع الاتصال غير كافٍ: كان ضغط ربيع الاتصال للفاز V صغيرًا جدًا، مما زاد من مقاومة الاتصال للاتصالات. عندما تكون مقاومة الاتصال لدورة التيار للفاز V كبيرة جدًا، يكون الفجوة بين الاتصال عرضة للتصادم والإشعاع الحراري، ويزداد الإشعاع الحراري بشكل كبير مع استمرار تدفق التيار. إذا لم تستطع معدات التحويل التبريد التقليدي التخلص من الحرارة في الوقت المناسب، سترتفع درجة الحرارة المحلية بشكل غير طبيعي.

تكوين عطل التسخين لمعدات التحويل ذات الجهد العالي ليس حدثًا مفاجئًا قصير الأمد، ولكنه عملية تراكم تدريجي. بسبب البيئة العاملة السيئة وإضطراباتها الذاتية، ترتفع درجة حرارة سطح الاتصال لمعدات التحويل ذات الجهد العالي أولاً. تحت تأثير التسخين المستمر للتيار، ترتفع درجة حرارة الاتصال تدريجيًا. بمجرد أن يخرج اتجاه الارتفاع في درجة الحرارة عن السيطرة ويتجاوز درجة حرارة الاتصال معايير المقاومة الحرارية المعتمدة للمحول الكهربائي الداخلي وغلاف العازل، سيؤدي ذلك إلى تلف المعدات وسبب قصر كهربائي أحادي أو ثنائي، مما يزيد من ضرر العطل وينتشر إلى المرافق المساعدة المحيطة. في هذه الحالة، إذا لم يعمل جهاز الحماية بشكل صحيح، فستؤدي انتشار الحريق وارتفاع درجة الحرارة المستمر إلى الانفجار الأكثر احتمالًا.

2 المشاكل التي تم الكشف عنها
(1) ثغرات في إدارة التشغيل والصيانة للعاملين

لا يمتلك العاملون في قاعدة توليد الطاقة الضوئية معرفة كافية بالمعدات، ولا يعرفون وظائف نظام الأتمتة، ولا يقومون ببحث وحكم عميق على الرسائل الخلفية، والجولات التفتيشية مجرد شكلية. لم يلاحظوا خطر الحريق حتى انطلق إنذار الدخان في الغرفة ذات الجهد العالي. يعكس هذا أن العاملين يفتقدون التدريب النظامي، ولديهم احتياطي معرفي متخصص غير كافٍ، ويفتقرون إلى اليقظة الأمنية، ولم يستطيعوا القيام بمسؤولياتهم في إشراف التشغيل والصيانة للمعدات بشكل فعال.

(2) نقص في آليات تشغيل وصيانة المعدات

لم يتم تنفيذ الصيانة الدورية والتفتيش الدوري لمعدات التحويل ذات الجهد العالي، وقد تراكمت المخاطر تدريجيًا أثناء التشغيل طويل الأمد. من ناحية، تتطلب معدات التحويل ذات الجهد العالي متانة ميكانيكية عالية وموثوقية في الإغلاق. إذا لم يكن العربة في مكانها الصحيح، فإنها ستكون عرضة للإزاحة عند التشغيل مع تيار كبير، مما يؤدي إلى زيادة حادة في مقاومة الاتصال للاتصالات، مما يسبب القوس الكهربائي وحتى الانفجار؛ من ناحية أخرى، سيؤدي التشغيل طويل الأمد إلى زيادة التآكل الميكانيكي للاتصالات المتحركة والسكونية، مما يبرز خطر التواصل السيء. بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا مخاطر في حلقة تركيب المعدات. مستوى مسار العربة لعربة المفتاح والتنظيم في تركيب العمليات سيؤدي إلى تدمير سلامة معدات التحويل ووضع الأساس لحوادث.

3 الحلول
(1) تحسين نظام إدارة التشغيل والصيانة

خلال مرحلة بناء محطات الطاقة الضوئية والطاقة الجديدة، يجب إنشاء نظام تفتيش كامل، وإجراء تمارين محاكاة، وتعزيز التدريب النظامي للموظفين. تحسين مستويات المعرفة والمهارات للأشخاص، وجعلهم على دراية بأصول المعدات وأنظمة الأتمتة، وتحديد الشذوذ في الرسائل الخلفية بدقة، وتنفيذ الجولات التفتيشية بطريقة موحدة.

(2) تنظيم عملية الصيانة والتشغيل

يجب على وحدة التشغيل والصيانة لمحطة الطاقة الضوئية تحسين نظام الصيانة، وتطلب بشكل صارم من الموظفين تعلم وتطبيق إجراءات التشغيل. تحديد معايير العملية التشغيلية، وضمان أن يتم تنفيذ الخطوات الرئيسية مثل وضع العربة واتصال الاتصالات بطريقة موحدة، وضمان التشغيل المستقر لمعدات التحويل من خلال عملية التشغيل والصيانة.

(3) تعميق إدارة الاختبارات الوقائية

قبل تشغيل معدات التحويل ذات الجهد العالي، يجب إجراء الاختبارات الوقائية بدقة. أثناء الاختبار، لا يمكن الحكم على العطل بناءً فقط على نتيجة اختبار واحد. يجب الجمع بين البيانات التاريخية للمقارنة الرأسية والتحليل الشامل، لتحديد العيوب المحتملة للمعدات بدقة، وإزالة المخاطر مسبقًا لضمان التشغيل الموثوق به للمعدات.