35 kV zemassprieguma puses ieejas uzlādētāja ugunsgrēka analīze un risinājumi PV bāzē

2022. gada 4. augustā pulksten 12:45 pārvaldes centrs saņēma ziņojumu no 100 MW fotovoltaisko elektrostaciju bāzes. Tika ziņots, ka kolektorstaču galvenā transformatora 35 kV zemsprieguma pusei pievienošanas līnijas apgādā notika ugunsgrēks, un aizsargmehānisms izraisīja atslēgšanu. Pēc brīdinājuma saņemšanas attiecīgie darbinieki devās uz vietas un kopā ar operatīvajiem tehniskajiem speciālistiem veica avārijas izmeklēšanu. Vietējā pārbaudē tika konstatēts, ka apgādā bija saspuksēti kontakta kastes, šķidzenes riteņa un fāzes U ievedamās līnijas mietainās stiprinājuma kontakta daļas.

1 Avārijas cēloņu analīze

Analizējot vietējos avārijas datus, kā arī defektu ierakstos iegūtos sprieguma un strāvas formu, galvenais avārijas cēlonis bija fāzes V kontakta nepareizā kontaktēšanās. Tā kā fāzes V kontakts netika pareizi savienots, tā temperatūra neveiksmīgā darbībā paaugstinājās un notika ugunsgrēks, kas izraisīja starpfāžu U un V īsoslodzes lokus. Tā rezultātā šķidzenes riteņa mobilā kontakta, statiskā kontakta kontakta kastē, kontakta kastes un fāzes U vedamās līnijas lejasdaļa tika saspuksētas. Līdzās tam strāvas transformatori tika dažādi ietekmēti ar elektriskajiem triecienu un lokiem. Vietējā pārbaudē un analīzē tika noteikti divi galvenie faktori, kas radīja fāzes V nepareizo kontaktēšanos:

• Šķidzenes riteņa nepareiza manipulācija: Kad šķidzenes riteņa tiek manipulēts, vidējā fāze V netiek pilnībā novietota (t.i., šķidzene nav pilnībā ieviesta un novietota), un kontakts nevar tikt labi izveidots.

• Nepietiekama kontakta spraugas spiediena jauda: Fāzes V kontakta spraugas spiediens bija pārāk mazs, kas palielināja kontakta pretestību. Kad fāzes V strāvas kontakta pretestība bija pārāk liela, kontakta spraugā varēja notikt elektrostaticās deklares un karstuma rašanās, un šis karstums strauji palielinājās ar strāvas plūsmas turpināšanos. Ja standarta apgādes termiskā atlaišana nevarēja efektīvi atvieglot šo karstumu, vietējā temperatūra kritiski paaugstinājās.

Augsprieguma apgādes karstuma defekta veidošanās nav īss laiks, bet gan ilgašanās procesa rezultāts. Sliktā darbības vide un pašas apgādes neatbilstība vispirms palielina kontakta virsmas temperatūru. Strāvas karstuma efekta pastāvīgā iedarbībā kontakta temperatūra turpina palielināties. Ja temperatūras paaugstināšanās tendence kļūst neregulējama un kontakta temperatūra pārsniedz iekšējo strāvas transformatora un izolācijas kases atļauto karstuma robežvērtību, tā iznīcinās aprīkojumu, izraisīs vienfāzes vai divfāžu īsoslodzi, defektu kaitējums palielināsies un izplatīsies uz apkārtējiem palīgobjektiem. Šādā situācijā, ja aizsardzības mehānisms nederīgi darbojas, ugunsgrēka izplatīšanās un temperatūras turpmākais paaugstināšanās risks varētu izraisīt explosions risku.

2 Atklātie problēmas
(1) Nepilnības personāla operatīvās un uzturēšanas pārvaldībā

Fotovoltaisko elektrostaciju darbinieki ir nepietiekami informēti par aprīkojumu, nav pieraduši ar automatizācijas sistēmas funkcijām, neveic dziļākus pētījumus un novērtējumus par fona ziņojumiem, un patrulēšana tiek veikta formālas kārtībā. Tikai tad, kad augsprieguma istabā uzspridzinājās dūmu signalizācija, viņi novēroja ugunsgrēka draudu. Tas liecina, ka darbiniekiem trūkst sistēmiskas apmācības, nepietiekamas profesionālās zināšanas, drošības uzmanības un spējas efektīvi veikt aprīkojuma operatīvo un uzturēšanas uzraudzību.

(2) Trūkst aprīkojuma operatīvās un uzturēšanas mehānismi

Augsprieguma apgādei nav regulāri veikti uzturēšanas un patrulēšanas darbi, un draudi ilgstošā darbībā ir vēl vairāk akcentējušies. No vienas puses, augsprieguma apgādei ir augsti prasības mehāniskai stabilitātei un slēgšanas drošībai. Ja šķidzenes riteņš nav pilnībā novietots, lielas strāvas plūsmas laikā šķidzene un apgāde var nobīties, kontakta pretestība strauji palielināsies, izraisot lokus un pat explosions risku; no otras puses, ilgstoša darbība palielinās mobilo un statisko kontaktu mehānisko iestrupumu, izcelot nepareizu kontaktēšanās draudus. Papildus tam, instalācijas posmā ir arī riski. Šķidzenes riteņa ceļa līmenis un instalācijas darbu standartizācija var bojāt apgādes integritāti un sagatavot pamatu nākamajām avārijām.

3 Risinājumi
(1) Uzlabot operatīvās un uzturēšanas pārvaldības sistēmu

Fotovoltaisko un jaunu enerģiju elektrostaciju būvniecības posmā ir jāizveido pilnīga patrulēšanas sistēma, jāveic simulēšanas darbi, un jāpastiprina darbinieku sistēmiska apmācība. Jāuzlabo personāla zināšanas un prasmes, lai tie kļūtu par aprīkojuma principiem un automatizācijas sistēmām, precīzi identificētu fona ziņojumu anomalijas, un veiktu patrulēšanas darbus standartizētā veidā.

(2) Standartizēt uzturēšanas un operatīvos procesus

Fotovoltaisko elektrostaciju operatīvās un uzturēšanas vienībai jāuzlabo uzturēšanas sistēma, un jānosaka darbiniekiem stingri ievērot darbības procedūras. Jānoteikta operatīvo procesu standarti, nodrošinot, ka šķidzenes riteņa novietošana un kontakta savienojums tiek veikti standartizētā veidā, lai nodrošinātu apgādes stabilu darbību no operatīvās un uzturēšanas procesa puses.

(3) Uzlabot profilaktiskās pārbaudes pārvaldību

Pirms augsprieguma apgādes ievades darbībā, jāveic stingri profilaktiskās pārbaudes. Pārbaudes laikā defektu novērtējumā nevar balstīties tikai uz viena pārbaudes rezultātu. Jāsalīdzina ar vēsturiskiem datiem vertikāli, un jāveic visaptveroša analīze, precīzi identificējot aprīkojuma potenciālos defektus, un iepriekšēji izskaužot draudus, lai nodrošinātu aprīkojuma drošu darbību.