تحلیل و راه‌حل‌های آتش‌سوزی تجهیزات ورودی سوئیچگیر ۳۵ کیلوولت سمت فشار پایین در پایگاه PV

در تاریخ ۴ اوت ۲۰۲۲ در ساعت ۱۲:۴۵، مرکز پیش‌رفتگر گزارشی از پایگاه تولید برق فتوولتائیک با ظرفیت ۱۰۰ مگاوات دریافت کرد. گزارش شده بود که جعبه دستگاه کنترل خط ورودی در سمت کم‌ولتاژ ۳۵ کیلوولت ترانسفورماتور اصلی در ایستگاه گردآوری آتش گرفته و عملکرد حفاظ به دلیل خطا فعال شده است. پس از دریافت اطلاعیه، افراد مربوطه به محل رفتند و همراه با فنی‌اندازان عملیاتی بررسی حادثه را در محل انجام دادند. از طریق بررسی در محل مشخص شد که جعبه تماس دستگاه کنترل، واگن دستی و مس‌لوله خط ورودی فاز U از لوله‌های سخت جعبه دستگاه کنترل سوخته است.

۱ تحلیل علت حادثه

با تحلیل پدیده‌های خطا در محل و نمودارهای ولتاژ و جریان ضبط شده، علت اصلی خطا عدم تماس مناسب فاز V دستگاه قطع است. به دلیل عدم تماس مناسب فاز V، دمای این بخش در زمان عملکرد غیرطبیعی بالا رفت و آتش گرفت، که منجر به قوس کوتاه بین فازهای U و V شد. در نتیجه، تماس متحرک دستگاه قطع واگن دستی، تماس ثابت در جعبه تماس، جعبه تماس و رسانه فاز U سوخت. همزمان، ترانسفورماتور جریان به طور متفاوتی تحت تأثیر قوس الکتریکی و شوک الکتریکی قرار گرفت. از طریق بررسی و تحلیل در محل، علل اساسی عدم تماس مناسب فاز V از دو جنبه زیر ناشی می‌شود:

• عملکرد ناصحیح دستگاه قطع واگن دستی: هنگام عملکرد دستگاه قطع واگن دستی، فاز میانی V به طور کامل در جای خود قرار نگرفت (یعنی واگن به طور کامل داخل نشده و ننشسته است) و تماس‌ها نمی‌توانستند تماس مناسب داشته باشند.

• فشار ناکافی فنر تماس: فشار فنر تماس فاز V خیلی کم بود، که مقاومت تماس تماس‌ها را افزایش داد. وقتی مقاومت تماس حلقه جریان فاز V خیلی زیاد بود، شکاف تماس آسان‌تر به دیسچارژ و گرم شدن می‌پرداخت و گرم شدن با جریان مداوم جریان به طور ناگهانی افزایش یافت. اگر خنک‌سازی معمول دستگاه کنترل قادر به خنک‌سازی به موقع گرما نبود، دمای محلی غیرطبیعی بالا می‌رفت.

تشکیل خطا گرم شدن دستگاه کنترل ولتاژ بالا یک رویداد ناگهانی کوتاه‌مدت نیست، بلکه یک فرآیند تجمعی است. به دلیل محیط کار نامناسب و ناهماهنگی‌های ذاتی، دمای سطح تماس دستگاه کنترل ولتاژ بالا ابتدا بالا می‌رود. با تاثیر مداوم گرم شدن جریان، دمای تماس به تدریج افزایش می‌یابد. یک بار که روند افزایش دما از کنترل خارج شود و دمای تماس از استانداردهای مقاومت حرارتی مجاز ترانسفورماتور داخلی و بشکه عایقی فراتر رود، تجهیزات آسیب می‌بینند، کوتاه‌مداری تک‌فاز یا دو‌فاز ایجاد می‌شود، خرابی خطا گسترش می‌یابد و به تأسیسات کمکی اطراف منتشر می‌شود. در این صورت، اگر دستگاه محافظ صحیح عمل نکند، گسترش آتش و افزایش مداوم دما احتمالاً منجر به انفجار خواهد شد.

۲ مشکلات آشکار
(۱) نقص‌ها در مدیریت عملیات و نگهداری کارکنان

کارکنان پایگاه تولید برق فتوولتائیک دانش کافی از تجهیزات ندارند، با قابلیت‌های سیستم خودکار آشنایی ندارند، بررسی و تحلیل عمیق پیام‌های پس‌زمینه انجام نمی‌دهند و بازرسی دوره‌ای فقط به صورت رسمی انجام می‌شود. تا زمانی که هشدار دود در اتاق ولتاژ بالا فعال شد، به خطر آتش‌سوزی توجه نکردند. این نشان می‌دهد که کارکنان آموزش سیستماتیک کافی ندارند، ذخیره دانش تخصصی کافی ندارند، هشیاری ایمنی ندارند و نمی‌توانند مسئولیت‌های نظارت بر عملیات و نگهداری تجهیزات را مؤثر انجام دهند.

(۲) فقدان مکانیزم عملیات و نگهداری تجهیزات

دستگاه کنترل ولتاژ بالا تحت نگهداری و بازرسی دوره‌ای قرار نگرفته و خطرات در طول عملکرد طولانی‌مدت تدریجاً تجمع یافته‌اند. از یک سو، دستگاه کنترل ولتاژ بالا نیازهای بالایی به پایداری مکانیکی و قابلیت بستن دارد. اگر واگن دستگاه قطع به طور کامل در جای خود قرار نگرفته باشد، هنگام عملکرد با جریان زیاد، واگن و کابینه آسان‌تر از جای خود می‌روند، مقاومت تماس تماس‌ها به طور ناگهانی افزایش می‌یابد، منجر به قوس الکتریکی و حتی انفجار می‌شود؛ از سوی دیگر، عملکرد طولانی‌مدت می‌تواند از بین بردن مکانیکی تماس‌های متحرک و ثابت را تشدید کند و خطر تماس نامناسب را برجسته کند. علاوه بر این، در مرحله نصب تجهیزات نیز خطراتی وجود دارد. سطح مسیر واگن دستگاه قطع واگن و استانداردسازی عملیات نصب می‌تواند تمامیت دستگاه کنترل را خراب کند و زمینه‌ساز بروز حوادث شود.

۳ راه‌حل‌ها
(۱) بهبود سیستم مدیریت عملیات و نگهداری

در مرحله ساخت ایستگاه‌های تولید برق فتوولتائیک و انرژی‌های تجدیدپذیر، باید سیستم بازرسی کاملی را تأسیس کرد، تمرین‌های شبیه‌سازی انجام داد و آموزش‌های سیستماتیک کارکنان را تقویت کرد. دانش و مهارت‌های کارکنان را بهبود بخشید، آن‌ها را با اصول تجهیزات و سیستم‌های خودکار آشنا کنید، تا بتوانند ناهماهنگی‌های پیام‌های پس‌زمینه را به درستی شناسایی کنند و بازرسی‌ها را به صورت استاندارد انجام دهند.

(۲) استانداردسازی فرآیند نگهداری و عملیات

واحد عملیات و نگهداری ایستگاه تولید برق فتوولتائیک باید سیستم نگهداری را بهبود بخشید و به صورت دقیق از کارکنان می‌طلبد تا برنامه‌های عملیاتی را یاد بگیرند و اجرا کنند. استانداردهای فرآیند عملیاتی را مشخص کنید، تا مراحل کلیدی مانند نشستن واگن دستگاه قطع و تماس تماس‌ها به صورت استاندارد انجام شود و عملکرد پایدار دستگاه کنترل از طریق فرآیند عملیات و نگهداری تضمین شود.

(۳) تعمیق مدیریت آزمون‌های پیشگیرانه

قبل از عملیات دستگاه کنترل ولتاژ بالا، باید به صورت دقیق آزمون‌های پیشگیرانه انجام شود. در طول آزمون، نمی‌توان تنها بر اساس نتیجه یک آزمون واحد به تشخیص خطا پرداخت. باید داده‌های تاریخی را برای مقایسه عمودی و تحلیل جامع ترکیب کرد، تا به طور دقیق نقص‌های پنهان تجهیزات را شناسایی کرده و پیش از وقوع خطرات را حذف کنید تا عملکرد قابل اعتماد تجهیزات تضمین شود.