Аналіз та рішення щодо пожежі вхідного комутаційного обладнання низької сторони 35 кВ на сонячній електростанції

4 серпня 2022 року о 12:45 диспетчерський центр отримав повідомлення від бази фотоелектричних станцій потужністю 100 МВт. Було повідомлено, що на 35 кВ низьковольтній стороні головного трансформатора зборної станції загорівся вхідний лінійний комутаційний пристрій, і в результаті дії захисту відбулося автоматичне відключення. Після отримання повідомлення, відповідні співробітники прибули на місце і разом з техніками провели на місцевості розслідування аварії. В ході перевірки на місці було встановлено, що контактна коробка комутаційного пристрою, вагонетка і медна шина для вхідної лінії фази U жорсткої шини комутаційного пристрою були пошкоджені.

1 Аналіз причин аварії

Аналізуючи наявні на місці явища аварії, а також графіки напруги та струму запису аварій, основною причиною аварії стала погана контактність контакту фази V вимикача. Через погану контактність контакту фази V температура цієї частини неправильно зросла під час роботи, що призвело до виникнення пожежі, що спричинила коротке замикання між фазами U і V. В результаті були пошкоджені рухомий контакт вимикача-вагонетки, статичний контакт у контактній коробці, контактна коробка та вихідний провід фази U. Одночасно трансформатор струму постраждав від дугових ефектів та електричних ударів у різних ступенях. В результаті проведеного на місці аналізу основні причини поганої контактності фази V виявилися наступними:

• Неправильна робота вимикача-вагонетки: При операції з вимикачем-вагонеткою, середня фаза V не була повністю встановлена (тобто, вагонетка не була повністю запушена і закріплена), і контакти не могли правильно контактувати.

• Недостатня пружна сила контакту: Сила пружини контакту фази V була занадто малою, що збільшило опір контакту. Коли опір контакту в циклі струму фази V був надто великим, відстань між контактами була схильна до розряду та нагріву, і нагрів різко зростав з продовжуваним потоком струму. Якщо звичайне теплообмінне охолодження комутаційного пристрою не міг вчасно відводити тепло, місцева температура неправильно зростала.

Утворення нагрівальної аварії високовольтного комутаційного пристрою не є швидким, але поступовим процесом. Через погані умови роботи та власні аномалії, температура контактної поверхні високовольтного комутаційного пристрою спочатку підвищується. З наслаючимся ефектом нагріву струму, температура контакту поступово зростає. Коли тренд підвищення температури втрачає контроль, і температура контакту перевищує нормативну теплову стійкість внутрішнього трансформатора струму та ізоляційної муфти, це може пошкодити обладнання, спричинити однофазне або двофазне коротке замикання, посилити аварійні ушкодження, поширюючи їх на суміжні допоміжні системи. У цьому випадку, якщо пристрій захисту не працював правильно, розповсюдження пожежі та постійне зростання температури найбільш ймовірно призведуть до вибуху.

2 Виявлені проблеми
(1) Дірки в управлінні та обслуговуванні персоналу

Персонал бази фотоелектричних станцій має недостатню знайомість з обладнанням, не знає функцій автоматизованої системи, не проводить глибокий аналіз і оцінку повідомлень фонового режиму, а обходи є формальністю. Лише коли відійшло димне сповіщення в високовольтному приміщенні, вони помітили пожежну небезпеку. Це свідчить про те, що персонал не має системного навчання, недостатньо професійних знань, бракує безпеки, та неможливість ефективного виконання своїх обов'язків контролю за роботою та обслуговуванням обладнання.

(2) Недоліки в механізмі обслуговування обладнання

Для високовольтних комутаційних пристроїв не впроваджено регулярного обслуговування та обходів, і потенційні небезпеки поступово накопичуються під час довготривалої роботи. З одного боку, високовольтні комутаційні пристрої мають високі вимоги до механічної стабільності та надійності затворення. Якщо вимикач-вагонетка не належним чином встановлений, при роботі з великим струмом, вагонетка та корпус можуть легко переміститися, що призведе до різкого збільшення опору контакту, що може спричинити дугу або навіть вибух; з іншого боку, довготривала робота погіршує механічний витерт рухомих та статичних контактів, виділяючи потенційні небезпеки поганої контактності. Крім того, є ризики й у процесі встановлення обладнання. Рівень колії вимикача-вагонетки та стандартизація процесу встановлення можуть пошкодити цілісність комутаційного пристрою, створюючи передумови для аварій.

3 Рішення
(1) Вдосконалення системи управління обслуговуванням

Під час будівництва фотоелектричних та новітніх енергетичних станцій, необхідно створити повну систему обходів, провести симуляційні навчання та посилити системне навчання співробітників. Підвищити рівень знань та навичок персоналу, зробити їх знайомими з принципами роботи обладнання та автоматизованими системами, точно визначати аномалії у повідомленнях фонового режиму та проводити стандартизовані обходи.

(2) Стандартизація процесу обслуговування та експлуатації

Одиниця обслуговування фотоелектричної станції повинна вдосконалити систему обслуговування, строго вимагаючи від персоналу вивчення та виконання процедур експлуатації. Зрозумілити стандарти процесу експлуатації, забезпечити, щоб ключові етапи, такі як встановлення вимикача-вагонетки та контактність контактів, були проведеними відповідно до стандартів, та забезпечити стабільну роботу комутаційного пристрою через процес обслуговування та експлуатації.

(3) Глибша робота з профілактичними тестами

Перед введенням в експлуатацію високовольтного комутаційного пристрою, необхідно строго провести профілактичні тестування. Під час тестування, неможливо судити про наявність дефектів лише за результатами одного тесту. Необхідно поєднувати історичні дані для вертикального порівняння та комплексного аналізу, точно визначити потенційні дефекти обладнання, та вперед завчасно усунути небезпеки, щоб забезпечити надійну роботу обладнання.