Analys och lösningar för eldsvåda i 35 kV lågspänningsinmatningsskåp på solcellspark

Kl. 12:45 den 4 augusti 2022 mottog ett dispatchcenter en rapport från en 100 MW fotovoltaisk elproduktionsbas. Det rapporterades att inkommande ledningsutrustning på 35 kV lågspänningssidan av huvudtransformatorn vid samlingsstationen brann, och skyddet aktiverades och strömmen avbröts. Efter att ha fått notisen gick relevant personal till platsen och genomförde en olycksundersökning på plats tillsammans med driftsteknikerna. Genom inspektion på plats upptäcktes att kontaktlådan i utrustningen, vagnen och kopparledaren för inkommande ledning i fas U av hårdledningen i utrustningen var brända.

1 Orsaksanalys av olyckan

Genom att analysera de observerade feltecknen på plats, samt spännings- och strömförloppen i felförsöket, är den huvudsakliga orsaken till felet dålig kontakt i V-fasens kontakt i brytaren. På grund av den dåliga kontakten i V-fasens kontakt steg temperaturen i denna del anormalt under drift, vilket ledde till brand och kortslutning mellan U- och V-fasen. Därmed brändes rörlig kontakt i vagnsbrytaren, statisk kontakt i kontaktlådan, kontaktlådan och nedledningen för U-fasen. Samtidigt utsattes strömtransformatorn i olika grad för bågelektricitet. Genom inspektion och analys på plats kom man fram till att de grundläggande orsakerna till den dåliga kontakten i V-fasen främst kommer från följande två aspekter:

• Oegentlig operation av vagnsbrytaren: När vagnsbrytaren bedrevs var V-fasen inte helt på plats (det vill säga, vagnen var inte fullständigt skjuten in och placerad), och kontakterna kunde inte vara i god kontakt.

• För litet tryck i kontaktfjädern: Trycket i V-fasens kontaktfjäder var för litet, vilket ökade kontaktresistansen. När kontaktresistansen i V-fasens strömkretskontakt var för stor var gapet mellan kontakterna benäget att släcka och generera värme, och värmeutvecklingen ökade drastiskt med den fortsatta strömförsörjningen. Om konventionell uppvärmning av utrustningen inte kunde avleda värmen i tid, skulle den lokala temperaturen stiga anormalt.

Uppbyggandet av uppvärmningsfelet i högspänningsutrustningen inträffar inte plötsligt utan är en gradvis ackumuleringsprocess. På grund av det dåliga arbetsmiljö och dess egna avvikelser stiger först temperaturen på kontaktytan i högspänningsutrustningen. Genom den kontinuerliga verkan av strömvärmning stiger temperaturen vid kontakten gradvis. När temperaturens stigningstrend går ur kontroll och kontaktemperaturen överskrider den interna strömtransformatorns och isoleringsbushingens nominella värmebeständighetsstandarder, skadas utrustningen, vilket leder till ensidigt eller tvåsidigt kortslutning, förstärker felens skada och sprider sig till omgivande hjälpmedel. I detta fall, om skyddsutrustningen inte fungerade korrekt, skulle spridningen av branden och den kontinuerliga temperaturens stigning sannolikt leda till explosion.

2 Exponerade problem
(1) Brister i personalens drift- och underhållshantering

Personalen på fotovoltaiska elproduktionsbasen har otillräcklig kunskap om utrustningen, är inte bekant med automationssystemets funktioner, utför inte djupgående analys av bakgrundsbudskap, och patrulleringen är bara formellt. Det var inte förrän rökalarmen i högspänningsrummet gick av som de märkte brandhotet. Det visar att personalen saknar systematisk utbildning, har otillräckliga professionella kunskaper, saknar säkerhetsvigilans och misslyckas med att effektivt utföra sina övervakningsansvar för utrustningens drift och underhåll.

(2) Brist på mekanism för utrustningens drift och underhåll

Högspänningsutrustningen har inte implementerat regelbundet underhåll och patrullering, och riskerna har gradvis ackumulerats under långsiktig drift. Å ena sidan har högspänningsutrustningen höga krav på mekanisk stabilitet och stängningssäkerhet. Om vagnsbrytarens vagn inte är på plats, kan den vid drift med stort strömförsörjning lätt flytta sig, vilket leder till att kontaktresistansen ökar snabbt, vilket orsakar båge och till och med explosion; å andra sidan kan långsiktig drift förvärra mekanisk nötning av rörliga och statiska kontakter, vilket framhäver risken för dålig kontakt. Dessutom finns det också risker i utrustningens installationsfas. Nivån på vagnsbrytarens vagnsspår och standardiseringen av installationsoperationen kan skada utrustningens integritet och lägga grunden för olyckor.

3 Lösningar
(1) Förbättra drift- och underhållshanteringen

Under byggfasen av fotovoltaiska och ny elenergi-stationer är det nödvändigt att etablera ett komplett patrulleringssystem, genomföra simuleringsträningsövningar och stärka den systematiska utbildningen av anställda. Förbättra personalens kunskaps- och färdighetsnivå, göra dem bekanta med utrustningens principer och automationssystem, identifiera avvikelser i bakgrundsbudskap på ett korrekt sätt, och utföra patrulleringar på ett standardiserat sätt.

(2) Standardisera underhålls- och driftprocessen

Drift- och underhållsenheten för fotovoltaiska elstationer bör förbättra underhållssystemet och kräva att personalen lär sig och genomför driftprocedurerna strikt. Klarlägg standarderna för driftprocessen, se till att kritiska moment som placering av vagnsbrytaren och kontakt av kontakter utförs på ett standardiserat sätt, och garantera stabil drift av utrustningen genom drift- och underhållsprocessen.

(3) Förstärk hanteringen av preventiva tester

Innan högspänningsutrustningen tas i drift måste preventiva tester strikt genomföras. Under testningen får fel inte bedömas enbart utifrån resultatet av ett enda test. Det är nödvändigt att kombinera historiska data för vertikal jämförelse och en sammanfattande analys, identifiera potentiella defekter i utrustningen noggrant, och eliminera risker i förväg för att säkerställa utrustningens tillförlitliga drift.