Analisi tal-erġa tal-falliment tal-interruttur SF6 f'sottostazzjoni ta' 750 kV

Felix Spark

Camp: Ċagħqas u Manutenzjoni

China

Għal-li t-talbija għas-silġ tal-ġas sfur ewafluorid (SF₆) għall-kwalitajiet insulari elettriku ġodda u l-kapaċità ta' speġniment tal-ark, din il-gas setgħet tkun magħrufa f'sistemi elettriku ta' volttagh uffiċjali u extra-uffiċjali. Mhux biss li l-interruttori ta' SF₆ huma aktar deħxin minn dawk tradizzjonali, iżda jkollhom ukoll dura tal-ħolqa aktar twila. Iwaqflan, meta tgħaddi l-ħin u l-karigħ, is-silġ tal-interrutturi ta' SF₆ jistgħu jiġu mgħadda, partikularment it-triq tal-falliment, li setgħet tissaħħa periklu għall-operazzjoni segura tas-silġ elettriku. It-triq tal-falliment mhux biss jiġixxif il-materjal imma wkoll jista’ jikkawża speġnijiet elettriku kbira u jaffettwaw l-stabbiltà tas-silġ elettriku. Meta jmiss falliment, fl-ahwa tal-ark u l-ħal tal-ħtieġa, jistgħu jiġu mgħadda l-materjali insulari interni u l-materjal tal-metal, u jista’ jikkawża inċendi u esplożjonijiet. Għalhekk, l-istudju tar-raguni fundamentali tal-falliment tal-interrutturi ta' SF₆, l-identifikazzjoni tal-raġuni fundamentali, u l-proposta ta' misures prevenzivi huma importanti għall-assigurazzjoni tal-operazzjoni segura tas-sistema elettrika.

Ħalann, is-silġ tas-silġ tal-interrutturi ta' SF₆ ġie studjat b'mod estensiv mill-akademiki lokali u internazjonali, b'fokus principali fuq aspetti kif l-esperimenti tal-prestazzjoni elettrika, l-analisi tal-invecchiament tal-materjal, u s-simulazzjoni tal-distribuzzjoni tal-kamp elettriku. Iwaqflan, għal-li l-struttura interna tal-interrutturi ta' SF₆ hi komplikata u involvha diversi fatturi, ir-riżultati esistenti għandhom limiti. Speċjalment għal it-triq tal-falliment fit-taħt operazzjonali, għal-li l-limiti tal-kondizzjonijiet on-site u l-ġoħor tal-disassamblaggio tal-materjal, hemm mankanza ta' studji sistematiku u komprensiv.

Għalhekk, din il-pubblikazzjoni tikkonduċi analisi komprensiva, inkluż l-investigazzjoni tal-falliment on-site, l-analisi tal-disassamblaggio tal-materjal, u l-esperimenti tal-prestazzjoni elettrika, għal triq tal-falliment tal-interruttur ta' SF₆ f'sottostazzjoni xejn. L-obbjettiv huwa l-illuminazzjoni komprensiva tal-mekkanismu tal-falliment u l-provvista ta' base sientifika u support tekniku għad-dizajnu, l-operazzjoni u l-manutenzzjoni, u l-prevenzjoni tal-falliment tas-silġ similari fil-futur.

(2) Detazzjoni tal-Prodotti Decomposti tal-Ġas SF₆, tal-Kontenut Mikro ta' Aħwa, u tal-Purtità

L-esperimenti on-site ġew effettwat għal prodotti decomposti tal-ġas SF₆, kontenut mikro ta' aħwa, u purtità tal-interruttur defektiv. Id-data tal-esperimenti hija mostrata ftabel 1. Skont l-analisi tal-rezultati, il-prodotti decomposti tal-ġas SF₆ u l-kontenut mikro ta' aħwa fl-ispazju tal-speġniment tal-faż C tal-interruttur defektiv kienu substanzjalment ikbar mill-limiti stabilit fl-“Kodiċi għall-Esperimenti ta' Manutenzzjoni Basati fuq l-Istata tas-Silġ tas-Silġ tas-Silġ” (SO₂ ≤ 1 μL/L, H₂S ≤ 1 μL/L, mikro aħwa ≤ 300 μL/L) [5]. Fl-inkontu, ir-rezultati tal-esperimenti għal l-ispazji tal-ġas tal-interrutturi oħrajn kienu normali, bl-aħwa ma ġiet miftuħa. Bl-baż għal id-data suġġerita, huwa inferit preliminarment li jista’ jkun hemm triq tal-falliment fl-ispazju tal-speġniment tal-faż C tal-interruttur defektiv.

Tabel 1 Data tal-Esperimenti tal-Prodotti Decomposti tal-Ġas SF₆, tal-Kontenut Mikro ta' Aħwa, u tal-Purtità

(3) Verifika tal-Reżistanza Insulari Prinċipali tal-Interruttur
Fl-aħwa tal-esperimenti tal-reżistanza insulari tal-faż C tal-interruttur defektiv, dawn l-operazzjonijiet standard sejrin jittieqaf, u se ssikuru li l-interruttur huwa fi l-istat ta' speġniment. Fl-aħwa tal-esperimenti, l-ispazju tal-ġas tal-faż C ser jiġi għammel, u l-volttagh ser jiġi applicat lil l-ispazju tal-ġas tal-faż B. Fl-aħwa dan, l-prestazzjoni insulari ta' kull port tal-interruttur, u anka l-prestazzjoni insulari bejn it-triq tal-karigħ u l-kaxxa, ser jiġi evalwati komprensivament.
Skont l-analisi tad-data tal-esperimenti, sar skopert li l-prestazzjoni insulari tal-faż C tal-interruttur kienet ġeneraliżament mhux sufficienti, speċjalment l-problema tal-prestazzjoni insulari fl-ispazju tal-speġniment fuq is-silġ tal-faż C tal-interruttur kienet partiċularment proeminenti. Id-data tal-esperimenti hija mostrata ftabel 2.

Tabel 2 Data tal-Esperimenti tal-Prestazzjoni Insulari fl-ispazju tal-speġniment fuq is-silġ tal-faż C tal-interruttur

(4) Esperimenti tal-Kapacità u tal-Perdit tal-Dielektriku tas-Kapacitors Paralleli Bejn it-Traq tal-Interruttur

Fl-aħwa tal-esperimenti on-site, mingħajr li kien possibli l-esperimenti tal-kapacità ta' kull kapacitor indipendentement, metodu tal-verifika paragonativ tal-kapacità u tal-perdit tal-dielektriku tas-kapacitors paralleli bejn it-traq tal-interrutturi ABC kien adottat. Fl-aħwa l-operazzjoni spesifik, meta l-interruttur kien fis-stat ta' speġniment, l-metodu tal-esperimenti tal-interbush (konnessjoni pożittiva) u bush-to-ground (konnessjoni negattiva) kienet użati biex jagħmlu l-esperimenti tal-kapacità u tal-perdit tal-dielektriku. Id-data tal-esperimenti hija mostrata ftabel 3.

Tabel 3 Data tal-Esperimenti tal-Kapacità u tal-Perdit tal-Dielektriku tal-Interruttur Defektiv

Skont l-analisi paragonativa ftabel 3, sar skopert li l-valur tal-kapacità ottenut mill-esperimenti tal-konnessjoni pożittiva bejn il-bush kien relativament qrib mill-valur reali. Iwaqflan, affettat mill-kapacità stramba tal-interruttur, kien hemm certu devjazzjoni bejn il-valur misuratu u l-valur kalkulatu. Iwaqflan, mill-rezultati tal-esperimenti tal-kapacità parallela bejn it-traq tal-fażi ABC, il-differenzi tal-kapacità bejn it-tliet fazijiet kienet relattivament żghir. Bl-baż għal dan, huwa inferit preliminarment li l-istat tal-kapacitor parallelu tal-faż C kien normali.

(5) Verifika Interna tal-Kaxxa tal-Interruttur

Fl-aħwa tal-verifika tal-falliment, il-ġas tal-faż C tal-interruttur defektiv ġie rikuperat profesjonalment. Subite, ġie użat endoskop biex jagħmel verifika approfondita tal-lanġas tal-kaxxa. Wara l-verifika dettagljata, sar skopert li l-resistenza tal-kaxxa tal-faż C kienet speġnuta. Fragments tal-chips tal-resistenza blu kienu disperżi f'fond tal-kaxxa. Anki, sar skopert li l-kavetta tal-politetrafluoretilenu tal-resistenza tal-kaxxa kienet spezzata u kienet finit f'fond tal-kaxxa.

2.1.1 Verifika tal-Disconnect Switch

Wara l-verifika on-site dettagljata, sar skopert li kien hemm marki ewidenti ta' dahar fis-parti tal-arcing finger tal-kuntatti mobbili tal-faż C tal-disconnect switch tal-fażi oħrajn tal-interruttur defektiv. Subite, biex tagħmil l-operazzjoni tal-disconnect switch tal-faż C on-site, il-proċess kollu sar smooth mingħajr xi jamming. Anki, wara l-verifika, sar skopert li kien hemm l-ebda fenomenu ta' welding bejn il-kuntatti mobbili u statici. Wara l-operazzjoni tal-speġniment, sar verifika dettagljata tal-base tal-kuntatt statici u tal-contact fingers, u l-ebda marki ta' dahar serju ma sar skopert.

2.1.2 Verifika tal-Equippament Sekondarju

Fl-12:31:50.758 tal-18 ta' Ġunju 2022, il-faż C tal-interruttur defektiv fil-sottostazzjoni ta' 750kV kien għammel. Wara l-falliment, il-protezzjoni differenzjali tal-fiber-optic u tal-bus differenzjali ta' 750kV Bus - Ⅱ kienet operat korrettament. Skont l-analisi approfondita tal-korrent tal-falliment u tal-operazzjoni tal-bus differenzjali u tal-protezzjoni tal-linea, meta l-disconnect switch kien fil-staqis tas-speġniment (fejn il-volttagh tas-sistema kien qabżet stabil mingħajr over-voltage), sar skopert li 750kV Bus - Ⅱ kien ipprovdi kurrent tal-falliment għal punt tal-falliment. Huwa notevoli li CT₇ u CT₈ involuti fil-protezzjoni differenzjali tal-bus tal-interruttur defektiv ma kielux identifikaw l-egżistenza tal-kurrent tal-falliment. Bl-baż għal dan, huwa inferit li l-punt tal-falliment kien f'area bejn l-interruttur CT₇ u l-bus. Nnifs, CT₁ u CT₂ għal protezzjoni tal-linea kielu identifikaw l-egżistenza tal-kurrent tal-falliment, u l-valur tal-kurrent tal-falliment raggiunġa kurrent primari ta' 4.5kA. Għalhekk, huwa inferit aktar li l-punt tal-falliment kien f'area bejn CT₂ tal-interruttur defektiv u l-ispazju tal-speġniment fuq is-silġ tal-faż C tal-interruttur. Din l-inferenza kienet konsonanti mal-lokazzjoni tal-punt tal-falliment skoperta fl-verifika interna on-site.

2.2 Verifika tal-Disassamblaggio

Kama tara f-Figura 2, fl-aħwa tal-verifika tal-lanġas tal-kaxxa fl-aħwa tal-disassamblaggio tal-interruttur, sar skopert fragments tal-resistenza tal-kaxxa u tal-kavetta protettiva distribwiti ħdejja. Chips tal-resistenza tal-kolum tal-kaxxa tal-kolum tal-4, li kien mekkonness bil-port prinċipali tal-speġniment fuq is-silġ tal-mekkanismu tal-interruttur, kienu esplos, u l-kavetta protettiva ta' resistenza tal-2 kienu riġnut. Shield A tal-resistenza kien jew marki ta' abrazjoni tal-discharge fuq il-lanġas tal-kaxxa, u shield B kien jew marki ta' abrazjoni tal-discharge fuq A. Anki, is-silġ tal-support insulari kien jew marki ta' nigrificazzjoni. Biex tverifika l-assamblaggio, l-esperimenti tal-fabbrika, u l-data tal-instalazzjoni on-site tal-interruttur, u l-verifika tal-parts insulari prinċipali, l-ebda anomali ma sar skopert.

3 Analisi tal-Raguni tal-Falliment

Skont l-analisi tal-disassamblaggio, il-konklussjonijiet segwenti kienu tirreġistrati: Fl-aħwa tal-speġniment tal-disconnect switch, il-shield A tal-resistenza kien jew discharge għal il-lanġas tal-kaxxa. Dan l-ewwel discharge kien jew l-kausa tal-kurrenti abnormali fil-resistenzi tal-kolum tal-4, tal-3, u tal-2. Subite, il-shield B kien jew discharge għal A, kien jew l-kausa tal-short circuit fil-resistenzi tal-kolum tal-2 u tal-3, u l-kurrent kien koncentrat fil-kolum tal-4. Dan l-istess fenomenu kien jew l-kausa tal-kummerċ ta' temperatura tal-chips tal-resistenza fil-kolum tal-4, li kien jew l-kausa tal-explosion, u l-kavetta protettiva tal-resistenza kien jew riġnut u kien jew miskin. Fl-aħwa l-discharge, l-iġġenerazzjoni tal-ark tal-temperature alta kien jew l-kausa tal-nigrificazzjoni tal-silġ tal-support insulari.

Il-circuit breaker ta' tip tank jistgħu jirresistgħu l-overvoltage tal-impulse tal-fulmin ta' 2100kV. Fl-aħwa tal-speġniment normali tal-disconnect switch, jistgħu jiġu kreati overvoltages, iwaqflan, fl-aħwa tal-operazzjoni normale, dan livell ta' overvoltage ma jistax jiġi sufficjenti biex jikkawża l-discharge mechanism tal-interruttur. Iwaqflan, skont l-analisi approfondita u l-inferenza, huwa sospettat provvisoriament li jista' jkun hemm oggetti foreign fil-kaxxa. Dawn l-oggetti foreign jistgħu jkunu l-impediment għall-distribuzzjoni tal-kamp elettriku, kien jew l-kausa tal-distorsjoni tal-kamp elettriku u superaw il-forza insulari tal-gap tal-ġas SF₆. Fl-aħwa dan, il-shield A tal-resistenza kien jew l-ewwel jew discharge għal il-lanġas tal-kaxxa. Kunsiderat li l-oggetti foreign fil-kaxxa jistgħu jkunu hidden fil-fissur imperċeptibili, meta l-disconnect switch kien jew speġnitu b'enerġija, l-overvoltage kien jew l-kausa tal-moviment tal-oggetti foreign għal posti b'kamp elettriku aqwa, kien jew l-kausa tal-distorsjoni tal-kamp elettriku u kien jew l-kausa tal-occorrenza tal-fenomenu tal-discharge.

4 Konklussjoni

Għalhekk, għal l-applicazzjoni estensiva tas-silġ avvanzati fl-imprezzjoni elettrika, l-accidents bħal tripping tal-interrutturi ta' tip tank u tal-GIS b'oggetti foreign jistgħu jiġu frequenti. Biex jprevennu dawn l-accidents, huwa neċessarju li jkun hemm l-aħjar detazzjoni tal-live line, speċjalment l-aument ta' freqwenza tal-detazzjoni għal l-interrutturi li joperaw frekwent. Anki, fl-aħwa tal-akkettazzjoni on-site, għandha tkun verifikata striktament li l-equippament kien kompletta 200 operazzjonijiet mekkaniċi biex tassigura l-running-in tal-mekkanismu u biex tivita l-efetti negativi tal-debris metal fuq l-operazzjoni tal-equippament wara l-installazzjoni.