Analisis sa mga Kalimutan sa Pag-breakdown sa Insulation sa SF6 Circuit Breakers sa Abierto nga Estado

Ang GIS (Gas Insulated Switchgear) gamit ang gas nga SF₆ isip insulating ug arc-extinguishing medium. Iya kini ka daghang mga advantage sama sa gamay nga footprint, mataas nga reliability, excellent nga safety, ug convenient nga maintenance. Ang SF₆ circuit breaker, isip integral nga bahin sa GIS equipment, nagdumala og dominant nga posisyon sa voltage levels sa 110 kV ug higayon.

Ang makina nga artikulo naa'y nag-detail sa usa ka fault nga nangyari sa panahon sa power generation ug synchronization process sa Unit 1 sa usa ka power plant. Partikular, sa panahon nga ang 220 kV SF₆ circuit breaker 2201 sa high-voltage side sa main transformer adunay open state, ang insulation sa Phase C gi-breakdown. Taliwala, ang circuit breaker failure protection ug negative sequence current protection gipailabas, resulta mao ang pag-failure sa startup ug grid connection sa unit.

1 Proseso sa Incident ug Handling Procedure

Sa panahon sa power generation startup sa Unit 1 ug ang sumusunod nga synchronization process, ang monitoring system nagreport sa pagsaktong sa circuit breaker failure protection, ang operasyon sa inverse time negative sequence current protection, ang tripping sa electrical protection, ug ang undervoltage messages sa 220 kV Line Jia ug Line Yi. Wala pa gyud uban pang protection alarms sa unit.

Ang Unit 1 gimando sa shutdown procedure. Ang 220 kV switch 2211 sa Line Jia ug Line Yi gitripped, ug ang switch sa auxiliary power transformer (2200 Jia) usab gitripped, samtang ang self-switching device sa auxiliary power supply gipailabas. Human sa pag-confirm sa grid dispatching ug control personnel, natukod nga wala may fault ang 220 kV Line Jia ug Line Yi. Sa unang pag-ila, natukod nga ang main circuit breaker 2201 adunay fault.

Sa panahon sa pag-inspect sa 2201 circuit breaker, nakita ang dako nga amount sa dust ug uban pang attachments sa fracture sa arc extinguishing chamber sa Phase C sa 2201 circuit breaker, nga gisakop sa sulod sa gas chamber. Wala may obvious nga short-circuit points sa surface sa circuit breaker, ug wala may ground short-circuit phenomenon sa circuit breaker. Sa unang pag-ila, gianalisa ug natukod nga ang insulation sa break points sa Phase C sa 2201 circuit breaker gi-breakdown.

Arangkada sa pag-siguro sa safe ug stable nga operasyon sa unit ug conduct sa accident analysis, ang tatlo ka phases sa 2201 circuit breaker gipalit uniform. Gihimo ang relevant nga electrical preventive tests ug ang unit's manual startup, zero-voltage rise, ug grid connection tests.

2 Analisis sa Protection Action

Taliwala sa pag-examine sa fault oscillogram sa Unit 1, natukod nga sa panahon sa pagsaktong sa protection, ang Unit 1 adunay synchronization process nga naka-duradura og 25 seconds (ang normal nga synchronization closing time mao ang uban 80 seconds), ug wala may synchronization closing command nga gipailabas sa karon nga panahon. Subsequently, taliwala sa pag-check sa protection oscillogram sa generator-transformer unit, natukod nga adunay current sa Phase B ug Phase C sa low-voltage side sa main transformer, samtang wala may current sa Phase A (ang transformer wiring configuration mao ang Yｎ／Ｄ１１).

Ang unbalanced value sa inverse time negative sequence overcurrent sa Unit 1 sa panahon sa power generation lisud sa threshold ug nakumpul nga trigger sa tripping section, resulta mao ang protection trip. Ang inverse time negative sequence overcurrent protection sa Unit 1 sa panahon sa power generation trip ang 2201 circuit breaker. Taliwala, ang circuit breaker adunay open state sa karon nga panahon, dili maka-cut off sa breakdown current sa Phase C. Sa karon nga panahon, ang protection RCS - 921A sa 2201 circuit breaker nakatanggap sa failure protection signal nga gipailabas sa three-phase trip sa generator-transformer unit. Samtang adunay current sa Phase C, lisud sa failure setting value, ug ang failure protection acts, resulta mao ang Unit 1 execute sa shutdown procedure. Ang failure protection acts remote trip sa 220 kV Line Jia ug Line Yi 2211 circuit breaker pinaagi sa line protection RCS - 931AM. Taliwala, ang protection action mao ang resulta sa breakdown sa break point sa 2201 circuit breaker sa panahon sa pag-fail sa close, ug tanang protection actions mahimong correct.

3 Analisis sa Fault Cause

Sa panahon sa fault, ang voltage sa generator side sa unit nakarating sa rated value, apan ang conductive part sa switch wala pa ma-close. Sa karon nga panahon, ang voltage sa cross sa switch nakarating sa maximum value. Sa unang pag-breakdown sa insulation sa break point sa Phase C sa 2201 circuit breaker, ang monitoring system wala mag-alarm sa low pressure sa SF₆ gas chamber, ug ang on-site inspection natukod nga ang SF₆ density relays adunay green zone.

Ang total number of operations sa 2201 circuit breaker mao ang 535 times, lisud sa designed rated number of operations, nga mao ang 5000 times. Batasan sa on-site fault oscillogram data, ang actual state sa faulty circuit breaker, ug ang relevant nga maintenance data sa circuit breaker sa Unit 1, ang possible causes sa insulation breakdown sa break points sa Phase C sa 2201 circuit breaker preliminarily analyzed as follows:
(1) Adunay structural problems sa internal sa arc extinguishing chamber sa Phase C circuit breaker. Ang internal components mao ang loose, resulta mao ang discharge ug breakdown sa ports.
(2) Adunay impurity problems sa arc extinguishing chamber sa Phase C circuit breaker. Sa multiple operations sa circuit breaker, gradual nga nabuo ang discharge channel, resulta mao ang insulation breakdown.
(3) Adunay material problems sa break point sa Phase C circuit breaker. Improper use sa break point material resulta mao ang impurities nga nabuo sa panahon sa operation sa circuit breaker ug adhere sa outer surface sa port sa dako nga panahon. Gradual nga nabuo ang discharge channel, ultimately leading sa insulation breakdown sa break points.

Ang faulty Phase C arc extinguishing chamber transport back sa factory aron sa disassembly ug analysis. Sa samang panahon, ang non-faulty Phase A o Phase B (any one phase) transport back sa factory aron sa disassembly ug comparative analysis. Ang conclusion sa analysis report mao ang discharge sa contacts A ug B sa arc extinguishing chamber.

4 Preventive Measures

Pagpalitog sa procurement ug usage management sa SF₆ gas, ug strict nga pagtrabaho batasan sa requirements sa operation instruction manual ug maintenance regulations sa panahon sa maintenance operation process. Sa panahon sa replacement ug installation sa arc extinguishing chamber, effective nga dust prevention measures dapat gihimo. Sa panahon sa pagbuka sa holes, covers, etc., dapat gamiton ang dust covers aron sa sealing. Kon ang installation site environment lisud ug adunay dako nga amount sa dust, dapat stop ang installation.

5 Conclusion

Sa mundo, wala pa may ganiha nga fault sa karon nga type sa circuit breaker sa panahon sa open position. Kini nga fault mahimong attributed sa accidental coincidence o, mas likely, influencing factors beyond normal statistical faults. Kini nga power plant mao ang pumped-storage power plant, ug ang unit frequent nga switch sa power generation ug pumping conditions every day sa dako nga number sa operations, lisud direct comparison. Para sa in-depth investigation, transient recorders dapat i-install sa duha ka sides sa circuit breaker aron sa pag-search sa possible causes batasan sa results sa long-term observation.