Analyse en oplossingen van brand in 35 kV laagspanningskant ingangsschakelkast in PV-installatie
Op 4 augustus 2022 om 12:45 ontving een dispatchingcentrum een melding van een 100 MW fotovoltaïsche energiecentrale. Het werd gemeld dat de inkomende lijnschakelkast op de 35 kV lage spanningzijde van de hoofdtransformator in het verzamelstation in brand stond en door de beschermingsactie was afgetript. Na ontvangst van de notificatie gingen de betrokken personen naar de plaats en voerden samen met de operatietechnici een ongevalonderzoek ter plaatse uit. Bij de inspectie ter plaatse werd vastgesteld dat de contactdoos van de schakelkast, de handwagen en de koperen busleiding voor de inkomende lijn van fase U van de harde busleiding van de schakelkast waren verbrand.
1 Oorzaakanalyse van het ongeval
Door analyse van de foutverschijnselen ter plaatse, evenals de spanning- en stroomvormen van de foutopname, is de hoofdoorzaak van de fout te wijten aan een slechte contactverbinding van het V-fasecontact van de schakelaar. Door de slechte contactverbinding van het V-fasecontact steeg de temperatuur van dit deel tijdens de bedrijfsvoering abnormaal en vatte vlam, waardoor er een kortsluitboog tussen de U- en V-fases ontstond. Hierdoor raakten het beweegbare contact van de handwagenschakelaar, het statische contact in de contactdoos, de contactdoos en de neerleider van de U-fase verbrand. Tegelijkertijd werd de stroomversterker in verschillende mate blootgesteld aan boog en elektrische schok. Bij inspectie en analyse ter plaatse bleken de oorzaken van de slechte contactverbinding van de V-fase voornamelijk te komen van de volgende twee aspecten:
De vorming van de verwarmingsfout van de hoogspanningschakelkast is geen korte termijn plotseling optredend verschijnsel, maar een geleidelijke accumulatieproces. Vanwege de slechte werkomgeving en eigen anomalieën steeg eerst de temperatuur van het contactoppervlak van de hoogspanningschakelkast. Geleid door de continue werking van de stroomverwarmingswerking, steeg de temperatuur van het contact geleidelijk. Zodra de temperatuurstijging buiten controle raakt en de contacttemperatuur de nominale warmteresistentiestandaarden van de interne stroomversterker en de isolerende bushing overschrijdt, zal het apparaat worden beschadigd, een enkele of tweefase kortsluiting veroorzaken, de foutschade vergroten en zich verspreiden naar de omringende bijzaken. In dit geval, als het beveiligingsapparaat niet correct functioneerde, zou de verspreiding van de brand en de continue temperatuurstijging waarschijnlijk een explosie veroorzaken.
2 Blootgestelde problemen
(1) Lacunes in personeelsbeheer en -onderhoud
Het personeel van de fotovoltaïsche energiecentrale heeft onvoldoende kennis van de apparatuur, is niet vertrouwd met de functies van het automatiseringssysteem, onderzoekt en beoordeelt de achtergrondberichten niet grondig, en de inspectierondes zijn een formaliteit. Pas toen de rookmelder in de hoogspanningsruimte afgaan, merkten ze het brandgevaar op. Dit weerspiegelt dat het personeel systematische training mist, onvoldoende professionele kennis heeft, gebrek aan veiligheidswaakzaamheid vertoont en hun toezichtsplichten op de apparatuurbediening en -onderhoud niet effectief kunnen uitvoeren.
(2) Gebrek aan apparatuurbediening en -onderhoudsmechanisme
De hoogspanningschakelkast wordt niet regelmatig onderhouden en geïnspecteerd, en de risico's stapelen zich geleidelijk op tijdens de lange-termijnbedrijfsvoering. Enerzijds hebben hoogspanningschakelkasten hoge eisen aan mechanische stabiliteit en sluitbetrouwbaarheid. Als de handwagenschakelaar niet op zijn plaats is, kan deze bij bedrijfsvoering met grote stromen gemakkelijk verschuiven, waardoor de contactweerstand van de contacten scherp stijgt, een boog veroorzaakt en zelfs explodeert; anderzijds zal de lange-termijnbedrijfsvoering de mechanische slijtage van de beweegbare en statische contacten verergeren, waarbij het gevaar van slecht contact duidelijk naar voren komt. Bovendien zijn er ook risico's in de installatiefase. Het niveau van de handwagenspoor van de handwagenschakelaar en de standaardisatie van de installatieoperatie kunnen de integriteit van de schakelkast schaden en de basis leggen voor ongelukken.
3 Oplossingen
(1) Verbetering van het beheersysteem voor bediening en onderhoud
Tijdens de bouwfase van fotovoltaïsche en hernieuwbare energiecentrales is het nodig om een compleet inspectiesysteem op te zetten, simulatiedrillen uit te voeren en de systematische training van medewerkers te versterken. Verbeter de kennis- en vaardigheidsniveaus van het personeel, maak hen vertrouwd met de apparaatprincipes en automatiseringssystemen, identificeer afwijkingen in de achtergrondberichten nauwkeurig en voer inspectierondes gestandaardiseerd uit.
(2) Standaardisatie van het onderhouds- en bedieningsproces
Het onderhoudseenheid van de fotovoltaïsche energiecentrale moet het onderhoudsysteem verbeteren en de medewerkers strikt verplichten om de bedieningsprocedures te leren en te implementeren. Verduidelijk de normen van het bedieningsproces, zorg ervoor dat cruciale fasen zoals het plaatsen van de handwagenschakelaar en het contact van de contacten gestandaardiseerd worden uitgevoerd, en garandeer de stabiele bedrijfsvoering van de schakelkast door het bedienings- en onderhoudsproces.
(3) Verdieping van het preventieve testbeheer
Voordat de hoogspanningschakelkast in gebruik wordt genomen, moeten preventieve tests strikt worden uitgevoerd. Tijdens de test mag de fout niet alleen worden beoordeeld op basis van het resultaat van een enkele test. Het is nodig om de historische gegevens voor verticale vergelijking en geïntegreerde analyse te combineren, potentiële defecten van de apparatuur nauwkeurig te identificeren en risico's vooraf te elimineren om de betrouwbare bedrijfsvoering van de apparatuur te garanderen.
