Uchambuzi wa hitilafu ya kuvunjika kwa kitufe cha kuondokanya SF6 katika stesheni ya 750 kV

Felix Spark

Champu: Matatizo na Huduma ya Ujenzi

China

Kwa uwezo mzuri wa kutengeneza kivuli cha umeme na uwezo wa kupunguza mabaini, chumvi cha sulfur hexafluoride (SF₆) limefanyika kutumiwa sana katika mfumo wa umeme wa kiwango cha juu na kiwango cha juu zaidi. Ingawa breketa za SF₆ zinajumuisha viwango vya umeme vinavyoonekana vinaweza kuwa zaidi ya imani na wakati mrefu wa kutumika. Hata hivyo, kama muda wa kutumia na ongezeko la mizigo, matatizo ya breketa za SF₆ yanaanza kukua, hasa matatizo ya kupunguza, ambayo imekuwa hatari kwa usalama wa kifaa cha umeme. Matatizo ya kupunguza hayo si tu huathiri vifaa bali pia yanaweza kusababisha kutokufanya kazi kwa ukubwa wa eneo na kutathmini ustawi wa kifaa cha umeme. Waktu matatizo yakitokea, inaweza kuwa na mabaini na joto kikubwa, ambayo inaweza kuharibu midhibiti ya ndani na sehemu za chuma, na hata kuchelewesha moto na mabomu. Kwa hivyo, kutafuta sababu muhimu za matatizo ya kupunguza breketa za SF₆, kutambua sababu asili, na kutaja hatma za kuzuia ni muhimu sana kwa kutatua usalama wa kifaa cha umeme.

Sasa, wasanii wa kimataifa wamefanya utafiti wa wingi kuhusu sababu za matatizo ya breketa za SF₆, kuuangalia kwenye masuala kama majaribio ya uwezo wa umeme, tahlil ya uzee wa vifaa, na simulishi ya maeneo ya umeme. Lakini, kutokana na uongozi wenye nguvu wa breketa za SF₆ na uhusiano wa mambo mengi, utafiti uliyopo bado una changamoto. Hasa kwa matatizo ya kupunguza katika kutumia halisi, kwa sababu za uwezo mdogo wa mahali pa kutosha na ugumu wa kusafisha vifaa, hakuna utafiti kamili na tofauti.

Kwa hivyo, makala hii imefanya tathmini kamili, ikiwa ni kutoka kwa utafiti wa matatizo ya kutosha, kutathmini kwa kutumia vifaa, na kutathmini uwezo wa umeme, kwa matatizo ya kupunguza breketa ya SF₆ katika stesheni fulani. Mataraji ni kurekebisha sababu muhimu na kutaja misingi ya sayansi na usaidizi wa teknolojia kwa ubora wa kujenga, kutumia na kudhibiti, na kuzuia matatizo kwa vifaa viwili vyenye tabia sawa katika muda wa mbele.

(2) Utafutaji wa Bidhaa za Kutengeneza Chumvi cha SF₆, Kiwango cha Maji Kidogo, na Upatikanaji

Utambuzi wa mahali pa kutosha ulifanyika kwa bidhaa za kutengeneza chumvi cha SF₆, kiwango cha maji kidogo, na upatikanaji wa breketa iliyopunguza. Data za utambuzi zimeonyeshwa kwenye Meza 1. Kulingana na tahlil ya matokeo ya utambuzi, bidhaa za kutengeneza chumvi cha SF₆ na kiwango cha maji kidogo katika chumba cha kupunguza mabaini cha C phase ya breketa iliyopunguza ilikuwa zimezidi sana kiwango cha msingi uliyotolewa kwenye "Mwongozo wa Utambuzi wa Kutoa Huduma kwa Vifaa vya Umeme na Viwango vya Kiwango cha Juu" (SO₂ ≤ 1 μL/L, H₂S ≤ 1 μL/L, maji kidogo ≤ 300 μL/L) [5]. Kinyume chake, matokeo ya utambuzi ya chumba cha chumvi cha breketa zingine zote zilikuwa sahihi, hakukuwa na tatizo lolote. Kulingana na data hizo, limetathmini kwamba inaweza kuwa na tatizo la kupunguza mabaini katika chumba cha kupunguza mabaini cha C phase ya breketa iliyopunguza.

Meza 1 Data za Utambuzi ya Bidhaa za Kutengeneza Chumvi cha SF₆, Kiwango cha Maji Kidogo, na Upatikanaji

(3) Utambuzi wa Uwezo wa Kivuli Kuu wa Breketa
Wakati wa kutambua uwezo wa kivuli kuu wa C phase ya breketa iliyopunguza, lazima kufuata michakato mstadi, na hakika kutambua breketa imekuwa katika hali ya kutokuwa na mzunguko. Wakati wa utambuzi, kila upande wa bushing unapimwa na upande mwingine unapewa umeme. Njia hii hutathmini uwezo wa kivuli kwa kila mlango wa breketa, na kati ya njia ya umeme na ganda.
Kwa kutumia tahlil ya data za utambuzi, ilitemeza kuwa uwezo wa kivuli wa C phase wa breketa ulikuwa duni, hasa tatizo la uwezo wa kivuli kwenye mlango wa kutofautiana wa upande wa Bus Ⅱ ulikuwa muhimu sana. Data za utambuzi zimeonyeshwa kwenye Meza 2.

Meza 2 Data za Utambuzi ya Kivuli kwenye Mlango wa Kutofautiana wa Upande wa Bus Ⅱ wa Breketa

(4) Utambuzi wa Capacitance na Dielectric Loss kati ya Capacitors Zilizopanga Pamoja kati ya Interrupting Ports za Breketa

Kwa shirikisho wa mahali pa kutosha, kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wa kutambua capacitance kwa kila capacitor wa interrupting port bila kujumuisha, njia ya kutambua capacitance na dielectric loss kati ya capacitors zilizopanga pamoja kati ya interrupting ports za breketa ABC-phase ilipendekezwa. Katika uendeshaji wa kutambua, kwa breketa ikifuata hali ya kutokuwa na mzunguko, kutumia njia ya inter-bushing (positive connection) na bushing-to-ground (negative connection) ili kutambua capacitance na dielectric loss. Data za utambuzi zimeonyeshwa kwenye Meza 3.

Meza 3 Data za Utambuzi ya Capacitance na Dielectric Loss ya Breketa Iliyopunguza

Kwa kutumia tahlil ya kumpa Meza 3, ilitemeza kuwa thamani ya capacitance iliyopata kutokana na utambuzi wa positive connection kati ya bushings ilikuwa karibu na thamani halisi. Hata hivyo, kutokana na capacitance yenye ura kwenye breketa, kulikuwa na tofauti nyingi kati ya thamani iliyopata na thamani iliyohesabiwa. Hata hivyo, kutokana na matokeo ya utambuzi wa capacitors zilizopanga pamoja kati ya interrupting ports za ABC phases, tofauti ya capacitance kati ya mitatu ya phases ilikuwa chache. Kulingana na hii, ilitegemezwa kuwa hali ya capacitor wa interrupting port wa C-phase ilikuwa sahihi.

(5) Utambuzi wa Ndani ya Tank ya Breketa

Katika mahali pa kutatua tatizo, chumvi cha C phase ya breketa iliyopunguza kilipewa kwa watu wa kisayansi. Baada ya hilo, endoscope ulitumika kutafuta kwa undani kwenye tank. Baada ya utambuzi wa kina, ilitemeza kuwa resistance ya closing karibu na upande wa Bus Ⅱ ilipunguza. Vikundi vidogo vya resistance vilikuwa vimechereka chini ya tank. Pia, ilitemeza kuwa sheathing ya polytetrafluoroethylene ya moja ya closing resistances ilikuwa imevunjika na imepanda chini ya tank.

2.1.1 Utambuzi wa Disconnect Switch

Baada ya utambuzi wa kina kwenye mahali, alama zenye kuanza moto zimeonekana kwenye sehemu za arcing finger za contacts zinazogurusha kwenye disconnect switches zote mbili za C phase. Baada ya hilo, kwa kutumia mikono kutumia disconnect switch ya C phase, mchakato mzima ulikuwa safi hakuna jambo linalowezekana. Pia, katika utambuzi, hakulikuwa na uunganisho wa welding kati ya contacts zinazogurusha na zinazopaa. Baada ya kutumia mchakato wa kutofautiana, utambuzi wa kina wa base ya contact zinazopaa na contact fingers ulikutambuliwa, hakukuwa na alama zenye kuanza moto.

2.1.2 Utambuzi wa Vifaa vya Pili

Saa 12:31:50.758 tarehe 18 Juni 2022, C phase ya breketa iliyopunguza katika stesheni ya 750kV iligunduliwa. Baada ya tatizo kutokea, line fiber-optic differential protection na bus differential protection ya 750kV Bus-Ⅱ zilitumika vizuri. Kwa kutumia tahlil ya current ya tatizo na operation ya bus differential protection na line protection, wakati disconnect switch ilikuwa ikifuata hali ya kutokuwa na mzunguko (katika muda huo voltage ya system ilikuwa safi hakuna over-voltage), ilitemeza kuwa 750kV Bus-Ⅱ ilikuwa inatoa current ya tatizo kwenye point ya tatizo. Ni muhimu kukumbuka kuwa CT₇ na CT₈ zilizotumika kwenye bus differential protection ya breketa iliyopunguza hakukuwa na current ya tatizo. Kulingana na hii, ilitegemezwa kuwa point ya tatizo ilikuwa katika eneo kati ya breketa CT₇ na bus. Pia, CT₁ na CT₂ za line protection zilitambua kuwa current ya tatizo ilikuwa ipo, na thamani ya current ya tatizo ilikuwa primary current ya 4.5kA. Kwa hivyo, ilitegemezwa kuwa point ya tatizo ilikuwa katika eneo kati ya CT₂ ya breketa iliyopunguza na interrupting port wa upande wa Bus Ⅱ ya breketa. Temelelo hii ilikuwa na hali ya point ya tatizo iliyotambuliwa kwenye utambuzi wa kina.

2.2 Utambuzi wa Kutofautiana

Kama inavyoonekana kwenye Fig 2, katika utambuzi wa ndani ya tank wakati wa kutofautiana, vikundi vya resistance ya closing na sheathing yake vilionekana vilivyochereka. Chips za resistance ya column ya nne, ambayo ilikuwa imeunganishwa kwa parallel na main interrupting port ya upande wa mechanism ya breketa, ilikuwa imegundulia, na sheathing mbili zake zilikuwa zimevunjika. End shield A ya resistance ilikuwa na athari za discharge ablation kwenye ballast ya ndani, na shield B pia ilikuwa na athari za discharge ablation kwenye A. Pia, surface ya insulating support rod ilikuwa na athari za blackened. Kwa kutathmini assembly, factory test, na data za installation ya mahali, na kutambua main insulating parts, hakukuwa na tatizo lolote.

3 Tahlil ya Sababu ya Tatizo

Kwa kutumia utambuzi wa kutofautiana, mapumzo ifuatavyo yalitathmini: Wakati wa process ya closing ya disconnect switch, end shield A ya resistance ilianza kufanya discharge kwenye ballast ya ndani. Hii ilisababisha currents isiyosafi kwenye closing resistances ya columns nne, tatu, na mbili. Baada ya hilo, shield B ilifanya discharge kwenye A, kusababisha short-circuit kwenye resistances ya columns mbili na tatu, na current ilikuwa zaidi kwenye column nne. Athari hii ilisababisha temperature ya chips za resistance kwenye column nne kuzidi, huku ikigundulia, na sheathing ya resistance ikivunjika na kupanda. Wakati wa discharge, generation ya arcs za joto kikubwa ilisababisha surface ya insulating support rod kuzidi.

Breketa ya tank inaweza kutumika kwenye lightning impulse voltage hadi 2100kV. Wakati wa process ya closing ya disconnect switch, ingawa over-voltage inaweza kutokana, kwa mazingira ya kutumia kawaida, over-voltage hii haikutoshi kusababisha discharge mechanism ya breketa. Hata hivyo, kwa kutumia tahlil ya kina na temelelo, ilitegemezwa kuwa inaweza kuwa na foreign objects ndani ya tank. Foreign objects hizi zinaweza kuwa na athari magumu kwenye electric field distribution, kusababisha electric field kuwa distorted na kuzidi insulation strength ambayo gap ya chumvi cha SF₆ inaweza kutumika. Katika hali hii, end shield A ya resistance inaweza kuanza kufanya discharge kwenye ballast ya ndani. Kwa kutathmini kuwa foreign objects ndani ya tank zinaweza kuwa chini ya crevices zisizoweza kuona, wakati wa closing ya disconnect switch na power, over-voltage inaweza, kwa kutumia electric field force, kusongeza foreign objects kwenye areas zinazo na electric field zinazozidi, kusababisha electric field distortion na discharge phenomena.

4 Mwisho

Kwa kutumia advanced switchgear katika system ya umeme, matatizo kama tripping ya breketa za tank na GIS equipment kutokana na foreign objects yanatokea mara kwa mara. Kusababisha matatizo haya, ni muhimu kusaidia live-line detection work, hasa kwa kutangaza frequency ya utambuzi kwa breketa zinazotumika mara kwa mara. Pia, wakati wa kutambua mahali, lazima kutathmini kwa kina kama vile vifaa vimekamilisha 200 mechanical operations ili kutathmini running-in ya mechanism na kuzuia athari magumu za metal debris kwenye operation ya vifaa baada ya kutumia.