35 kV alacsony feszültségű oldali behozatali áramkörzet tűz elemzése és megoldásai a napelemparkban

2022. augusztus 4-én, 12:45-kor egy üzemirányítási központban jelentkezett egy 100 MW fotovoltaikus erőműből. A jelentés szerint a gyűjtőállomás főtranszformátora 35 kV alacsony feszültségű oldalán található bejövő vezeték kapcsolóállomása gázolt, és a védelmi művelet indult el. Az értesítést követően a felelős személyek a helyszínre utaztak, és az üzemeltetési technikusokkal közösen végzett részletes vizsgálatot. A helyszíni ellenőrzés során kiderült, hogy a kapcsolóállomás kapcsolódozó doboza, a teherkocsi és a kapcsolóállomás keményvezeték U fázisának bejövő vezetékének rése meggyulladt.

1. Baleseti okok elemzése

A helyszíni hiba jelenségeinek, valamint a hibajelző által rögzített feszültség- és áramerősség hullámalakjainak elemzésével a hiba fő oka a V fázis kapcsolójának rossz kapcsolódása volt. A V fázis kapcsolójának rossz kapcsolódása miatt a hőmérséklet ezen a részén rendellenesen emelkedett, és működés közben tűz keletkezett, ami U és V fázis közötti rövidzárlatot okozott. Ennek eredményeként a teherkocsi kapcsoló mozgó kapcsolója, a kapcsolódozó doboz statikus kapcsolója, a kapcsolódozó doboz és az U fázis csapágya meggyulladt. Egyidejűleg a mérőátalakító is változó mértékben szenvedett ív- és villamos sebzést. A helyszíni ellenőrzés és elemzés alapján a V fázis rossz kapcsolódásának gyökere két fő aspektusból ered:

• A teherkocsi kapcsoló helytelen működtetése: Amikor a teherkocsi kapcsolót működtették, a középső V fázis nem jutott teljesen a helyére (azaz a teherkocsi nem volt teljesen behúzva és elfogva), és a kapcsolók nem tudtak megfelelően kapcsolódni.

• A kapcsoló rud nyomásának hiánya: A V fázis kapcsoló rud nyomása túl kicsi volt, ami növelte a kapcsolók ellenállását. Ha a V fázis áramkör kapcsolójának ellenállása túl nagy volt, a kapcsolók között könnyen kialakulhatott ív, amely hőt termel, és a folyamatos áram áramlása mellett a hőtermelés drasztikusan nőtt. Ha a kapcsolóállomás szokásos hővezetése nem tudta időben levezetni a hőt, a helyi hőmérséklet rendellenesen emelkedett.

A magfeszültségű kapcsolóállomás hőtérzékeny hibájának kialakulása nem rövid távú, váratlan esemény, hanem lassan felhalmozódó folyamat. A rossz munkakörnyezet és a saját anomáliák miatt a magfeszültségű kapcsolóállomás kapcsolófelületei hőmérséklettel kezdtek emelkedni. Az áram folyamatos hőtérzékeny hatásának felhalmozódása miatt a kapcsolók hőmérséklete fokozatosan emelkedett. Ha a hőmérséklet-emelkedés kontrollon kívülre került, és a kapcsoló hőmérséklete meghaladta a belső mérőátalakító és izolációs csapágynak előírt hőtartó képességeit, ez károsodást okozhat, egy vagy két fázisú rövidzárlatot, a hiba kiterjedését és a környező segédberendezések sérülését. Ilyen esetben, ha a védelmi berendezés nem működött helyesen, a tűz terjedése és a hőmérséklet további emelkedése legvalószínűbb, hogy robbanást okoz.

2. Felfedezett problémák
(1) Személyzet működtetési és karbantartási menedzsmentének hiányai

A fotovoltaikus erőmű személyzete elégtelen ismerettel rendelkezik a berendezésekkel, nem ismeri a szabályozási rendszer funkcióit, nem végez mélyebb kutatást és elemzést a háttérüzenetekről, és a járőrítés formálisnak bizonyult. Csak akkor tapasztalták meg a tűzveszélyt, amikor a magfeszültségű szobában a díszítőeszköz tüzelési riasztása aktív letted. Ez azt mutatja, hogy a személyzetnek nincs rendszeres képzése, hiányzik a szakmai ismerete, nincs elegendő biztonsági figyelem, és nem tudja hatékonyan ellátni a berendezések működtetési és karbantartási felügyeleti feladatait.

(2) Berendezések működtetési és karbantartási mechanizmusának hiánya

A magfeszültségű kapcsolóállomás nem tartalmaz rendszeres karbantartást és járőrítést, és a rejtett veszélyek fokozatosan felhalmozódnak a hosszú távú működés során. Egyrészt a magfeszültségű kapcsolóállomás magas igényeket támaszt a mechanikai stabilitásra és a bezárás megbízhatóságára. Ha a kapcsoló teherkocsi nem jut teljesen a helyére, nagy árammal működve a teherkocsi és a szekrény könnyen eltolódhat, a kapcsolók ellenállása drasztikusan nőhet, ívet és akár robbanást is okozhat; másrészt a hosszú távú működés súlyosbítja a mozgó és statikus kapcsolók mechanikai használatát, kiemelve a rossz kapcsolódás rejtett veszélyét. Emellett a berendezések telepítési szakaszában is vannak kockázatok. A teherkocsi útvonal szintje és a telepítési műveletek standardizációja károsíthatja a kapcsolóállomás integritását, és alapját lehet a baleseteknek.

3. Megoldások
(1) Működtetési és karbantartási menedzsment javítása

A fotovoltaikus és új energiaforrású erőművek építési fázisában szükséges teljes járőrítési rendszert létrehozni, szimulációs gyakorlatokat végrehajtani, és megerősíteni a személyzet rendszeres képzését. Fejleszteni kell a személyzet ismereteit és készségeit, hogy megismerjék a berendezések elvét és a szabályozási rendszereket, pontosan felismerjék a háttérüzenetek anomáliáit, és szabályosan járőrítsenek.

(2) Karbantartási és működtetési folyamat szabványosítása

A fotovoltaikus erőmű működtetési és karbantartási egysége javítania kell a karbantartási rendszert, és szigorúan igénybe kell vennie, hogy a munkatársak tanulmányozzák és alkalmazzák a működési eljárásokat. Tisztázni kell a működési folyamat szabványait, hogy a teherkocsi kapcsoló behelyezése és a kapcsolók kapcsolódása ilyen kulcsfontosságú szakaszok szabványos módon működjenek, és a kapcsolóállomás stabil működését a működési és karbantartási folyamatból biztosítsák.

(3) Prevenciós tesztek kezelésének meghondolása

A magfeszültségű kapcsolóállomás működésének előtti időszakban szigorúan végrehajtanak prevenciós teszteket. A tesztek során a hibát nem lehet csak egyetlen teszteredmény alapján megítélni. Össze kell összevetni a történelmi adatokat, függőlegesen összehasonlítani és teljes elemzést végezni, hogy pontosan felismerjék a berendezések potenciális hibáit, és előre kijavítsák a rejtett veszélyeket, hogy garantálják a berendezések megbízható működését.