35kV低圧側受電盤火災の分析と解決策
2022年8月4日12时45分、調度センターは100MWの太陽光発電基地からの報告を受けました。集電所の主変圧器35kV低圧側の入線スイッチギアが火災を起こし、保護動作によりトリップしたと報告されました。通知を受けた関係者は現場に赴き、運用技術者と共に事故調査を行いました。現地調査により、スイッチギアの接点箱、ハンドカート、およびスイッチギアの硬母線U相の入線銅バーが焼損していることが確認されました。
1 事故原因分析
現地での故障現象や故障記録の電圧・電流波形を解析した結果、主な故障原因はブレーカーのV相接点の接触不良によるものでした。V相接点の接触不良により、この部分の温度が異常に上昇し、運転中に火災が発生しました。これによりU相とV相間に短絡アークが発生し、ハンドカートブレーカーの可動接点、接点箱内の静止接点、接点箱、およびU相の下り線が焼損しました。同時に、電流変換器も不同程度のアークと電撃を受けました。現地調査と解析により、V相の接触不良の根本的な原因は以下の2つの方面から来ています：
高圧スイッチギアの加熱故障の形成は短期間の突然の発生ではなく、徐々に蓄積される過程です。作業環境の悪さと自身の異常により、高圧スイッチギアの接点面の温度が最初に上昇します。電流の加熱効果が継続的に作用すると、接点の温度が徐々に上昇します。一度温度上昇の傾向が制御不能になり、接点の温度が内部の電流変換器や絶縁支柱の定格耐熱基準を超えると、設備が損傷し、単相または二相ショート回路を引き起こし、故障の被害が拡大し、周囲の補助設備にも及ぶ可能性があります。このような場合、保護装置が正しく動作しなければ、火災の拡大と温度の継続的な上昇により爆発が起こる可能性が高いです。
2 暴露された問題
(1) 人員の運用保守管理における欠陥
太陽光発電基地の人員は設備に関する知識が不足しており、自動化システムの機能に精通しておらず、バックグラウンドメッセージの詳細な研究と判断を行っておらず、巡回検査は形式的なものでした。高圧室の煙探知機が鳴って初めて火災の危険に気づきました。これは、人員が体系的な訓練を受けず、専門知識の蓄積が不足し、安全に対する警戒心が乏しく、設備の運用保守監督責任を効果的に果たしていないことを示しています。
(2) 設備の運用保守メカニズムの欠如
高圧スイッチギアでは定期的な保守と巡回検査が実施されておらず、長期運用中に徐々に隠れた問題が蓄積されています。一方、高圧スイッチギアは機械的安定性と閉鎖の信頼性に高い要求があります。ブレーカーハンドカートが位置づけられていない場合、大電流で運転するとハンドカートとキャビネットがずれ、接点の接触抵抗が急激に増加し、アークや爆発を引き起こす可能性があります。他方、長期運用により可動接点と静止接点の機械的な摩耗が進行し、接触不良のリスクが高まります。また、設備の設置工程にもリスクがあります。ハンドカートブレーカーのハンドカートトラックのレベルと設置作業の標準化がスイッチギアの完全性を損ない、事故の基礎を作ります。
3 解決策
(1) 運用保守管理体制の改善
太陽光及び新エネルギー発電所の建設段階では、完全な巡回検査システムを確立し、シミュレーション演習を行い、従業員の体系的な訓練を強化する必要があります。従業員の知識とスキルを向上させ、設備の原理と自動化システムに精通し、バックグラウンドメッセージの異常を正確に識別し、規範的な巡回検査を行うようにします。
(2) 保守運用プロセスの標準化
太陽光発電所の運用保守部門は、保守制度を改善し、スタッフが運用手順を学習し実施するよう厳しく要求する必要があります。運用プロセスの標準を明確にし、ハンドカートブレーカーの位置づけや接点の接触など重要な環節が規範的に操作され、スイッチギアの安定的な運転を確保します。
(3) 予防試験の管理強化
高圧スイッチギアが運転される前に、予防試験を厳格に行う必要があります。試験中は、単一の試験結果だけで故障を判断することはできません。歴史データと組み合わせて垂直比較と総合的な分析を行い、設備の潜在的な欠陥を正確に識別し、事前に隠れた問題を排除し、設備の信頼性のある運転を確保します。
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