Ανάλυση των Παραγόντων που Προκαλούν Σφάλματα Κατεδάφισης Μεταξύ των Διαχωριστικών Σημείων σε Σπίτια SF6 σε Κατάσταση Ανοιχτής

Το GIS (Gas Insulated Switchgear) χρησιμοποιεί SF₆ αέριο ως μέσο απομόνωσης και σβέσιμου του φασματικού. Παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, όπως μικρή επιφάνεια, υψηλή αξιοπιστία, εξαιρετική ασφάλεια και εύκολη διατήρηση. Ο διακόπτης SF₆, ως αναπόσπαστο μέρος της εξοπλισμού GIS, κατέχει κυρίαρχη θέση σε επίπεδα τάσης 110 kV και άνω.

Αυτό το άρθρο αναφέρει μια βλάβη που συνέβη κατά τη διαδικασία παραγωγής ρεύματος και συγχρονισμού της Μονάδας 1 σε μια συγκεκριμένη ηλεκτροπαραγωγική. Συγκεκριμένα, όταν ο 220 kV διακόπτης SF₆ 2201 στην υψηλή πλευρά του κυρίου μετατροπέα ήταν σε κατάσταση ανοιχτός, η απομόνωση του φάσματος C καταστράφηκε. Ως αποτέλεσμα, ενεργοποιήθηκαν η προστασία αποτυχίας του διακόπτη και η προστασία αρνητικής ακολουθίας ρεύματος, οδηγώντας στην αποτυχία της εκκίνησης και σύνδεσης της μονάδας με το δίκτυο.

1 Διαδικασία Περιστατικού και Διαδικασία Επεξεργασίας

Κατά τη διαδικασία εκκίνησης παραγωγής ρεύματος της Μονάδας 1 και την επακόλουθη διαδικασία συγχρονισμού, το σύστημα παρακολούθησης ανέφερε την ενεργοποίηση της προστασίας αποτυχίας του διακόπτη, τη λειτουργία της προστασίας αρνητικής ακολουθίας ρεύματος, την ενεργοποίηση της ηλεκτρικής προστασίας και τις μηνύσεις υποτάσης για την 220 kV Γραμμή Jia και Γραμμή Yi. Δεν υπήρξαν άλλες προστασίες αλάρμα για τη μονάδα.

Η Μονάδα 1 εκτέλεσε τη διαδικασία απενεργοποίησης. Οι 220 kV διακόπτεις 2211 της Γραμμής Jia και Γραμμής Yi ενεργοποιήθηκαν, καθώς και ο διακόπτης του βοηθητικού μετατροπέα (2200 Jia). Η συσκευή αυτο-συνδρομής της βοηθητικής ενέργειας ενεργοποιήθηκε. Μετά από επιβεβαίωση με το προσωπικό διαχείρισης και ελέγχου του δικτύου, αποδείχθηκε ότι δεν υπήρχαν βλάβες στην 220 kV Γραμμή Jia και Γραμμή Yi. Αρχικά, κρίθηκε ότι ο κύριος διακόπτης 2201 είχε βλάβη.

Κατά την εξέταση του διακόπτη 2201, βρέθηκαν πολλή σκόνη και άλλα συνηθισμένα στοιχεία στο σημείο καταστροφής του καταστροφής του φάσματος C του διακόπτη 2201, τα οποία είχαν διασπαστεί μέσα στην κατασκευή αερίου. Δεν υπήρχαν ορατά σημεία σύνδεσης στην επιφάνεια του διακόπτη, και δεν ανιχνεύτηκε φαινόμενο σύνδεσης στο έδαφος. Αρχικά, αναλύθηκε και κρίθηκε ότι η απομόνωση μεταξύ των σημείων καταστροφής του φάσματος C του διακόπτη 2201 είχε καταστραφεί.

Για να εξασφαλιστεί η ασφαλής και σταθερή λειτουργία της μονάδας και να διεξαχθεί ανάλυση του ατυχήματος, αντικαταστάθηκαν ομοιόμορφα τα τρία φάσματα του διακόπτη 2201. Πραγματοποιήθηκαν σχετικές ηλεκτρικές προληπτικές δοκιμές και δοκιμές εκκίνησης, αύξησης υποτάσης και σύνδεσης της μονάδας.

2 Ανάλυση της Λειτουργίας Προστασίας

Με την εξέταση του καταγράμματος παραβίασης της Μονάδας 1, αναδείχθηκε ότι κατά την ενέργεια της προστασίας, η Μονάδα 1 ήταν ακόμη στη διαδικασία συγχρονισμού και αυτή η διαδικασία διήρκεσε 25 δευτερόλεπτα (η κανονική χρονική διάρκεια συγχρονισμού είναι περίπου 80 δευτερόλεπτα), χωρίς να εκδοθεί εντολή συγχρονισμού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Στη συνέχεια, με την εξέταση του καταγράμματος παραβίασης της μονάδας γεννήτριας-μετατροπέα, αναδείχθηκε ότι υπήρχε ρεύμα στο φάσμα B και C στη χαμηλή πλευρά του κυρίου μετατροπέα, ενώ δεν υπήρχε ρεύμα στο φάσμα A (η σύνδεση του μετατροπέα είναι Yｎ／Ｄ１１).

Η μη ισορροπημένη τιμή της ανατροπής αρνητικής ακολουθίας υπερβαίνει το όριο και συσσωρεύεται για να ενεργοποιήσει το τμήμα τροπής, προκαλώντας την ενεργοποίηση της προστασίας. Η προστασία ανατροπής αρνητικής ακολουθίας της Μονάδας 1 ενεργοποιεί τον διακόπτη 2201. Καθώς ο διακόπτης είναι ακόμη σε κατάσταση ανοιχτός, δεν μπορεί να κόψει το ρεύμα καταστροφής του φάσματος C. Σε αυτή τη στιγμή, η προστασία RCS - 921A του διακόπτη 2201 λαμβάνει το σήμα αποτυχίας που ενεργοποιείται από την τριφασική τροπή της μονάδας γεννήτριας-μετατροπέα. Παράλληλα, υπάρχει ρεύμα στο φάσμα C, το οποίο υπερβαίνει την τιμή αποτυχίας, και η προστασία αποτυχίας ενεργοποιείται, προκαλώντας την εκτέλεση της διαδικασίας απενεργοποίησης της Μονάδας 1. Η προστασία αποτυχίας ενεργοποιεί την απομακρυσμένη τροπή του 220 kV Γραμμής Jia και Γραμμής Yi 2211 διακόπτη μέσω της προστασίας γραμμής RCS - 931AM. Έτσι, αυτή η ενέργεια προστασίας προκαλείται από την καταστροφή του σημείου καταστροφής του διακόπτη 2201, κατά την αποτυχία του να κλείσει, και όλες οι ενέργειες προστασίας είναι σωστές.

3 Ανάλυση του Αιτίου της Βλάβης

Κατά την εμφάνιση της βλάβης, η τάση στην πλευρά της γεννήτριας της μονάδας είχε φτάσει στην ορθή τιμή, αλλά η συνδετική μέρη του διακόπτη δεν είχαν κλείσει. Σε αυτή τη στιγμή, η τάση μεταξύ του διακόπτη έφτασε στην απόλυτη τιμή. Πριν από την καταστροφή της απομόνωσης του σημείου καταστροφής του φάσματος C του διακόπτη 2201, το σύστημα παρακολούθησης δεν εκδίδει αλάρμα για χαμηλή πίεση στην κατασκευή SF₆, και η επιθεώρηση στο χώρο έδειξε ότι οι ρελέ SF₆ βρίσκονται όλοι στην πράσινη ζώνη.

Ο συνολικός αριθμός λειτουργιών του διακόπτη 2201 είναι 535, πολύ μακριά από τον σχεδιασμένο αριθμό λειτουργιών, που είναι 5000. Με βάση τα δεδομένα του καταγράμματος παραβίασης στο χώρο, την πραγματική κατάσταση του διακόπτη με βλάβη και τα σχετικά δεδομένα διατήρησης του διακόπτη της Μονάδας 1, οι πιθανοί λόγοι της καταστροφής της απομόνωσης μεταξύ των σημείων καταστροφής του φάσματος C του διακόπτη 2201 αναλύονται ως εξής:
(1) Υπάρχουν δομικά προβλήματα μέσα στην κατασκευή καταστροφής του φάσματος C. Τα εσωτερικά στοιχεία μπορεί να είναι χαλαρά, προκαλώντας παρακύμανση και καταστροφή μεταξύ των ορόφων.
(2) Υπάρχουν προβλήματα με εισπράξεις στην κατασκευή καταστροφής του φάσματος C. Κατά τη διάρκεια πολλών λειτουργιών του διακόπτη, δημιουργείται σταδιακά ένας διάδρομος παρακύμανσης, προκαλώντας καταστροφή απομόνωσης.
(3) Υπάρχουν προβλήματα υλικών στο σημείο καταστροφής του φάσματος C. Η λανθασμένη χρήση υλικών στο σημείο καταστροφής προκαλεί την παραγωγή εισπράξεων κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του διακόπτη, οι οποίες ενεργοποιούνται στην εξωτερική επιφάνεια των ορόφων. Σταδιακά, δημιουργείται ένας διάδρομος παρακύμανσης, ο οποίος τελικά οδηγεί σε καταστροφή απομόνωσης μεταξύ των σημείων καταστροφής.

Η βλαβώνη κατασκευή καταστροφής του φάσματος C μεταφέρεται στο εργοστάσιο για αποσυναρμολόγηση και ανάλυση. Παράλληλα, ήταν μεταφερόμενο είτε το μη βλαβώνη φάσμα A ή B (οποιοδήποτε ένα φάσμα) στο εργοστάσιο για αποσυναρμολόγηση και συγκριτική ανάλυση. Η συμπέραση της αναφοράς ανάλυσης είναι ότι η παρακύμανση συνέβη μεταξύ των επαφών A και B της κατασκευής καταστροφής.

4 Προληπτικά Μέτρα

Ενισχύστε τη διαχείριση αγοράς και χρήσης SF₆ αερίου, και ακολουθήστε αυστηρά τις οδηγίες λειτουργίας και τις κανονικές διατηρήσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διατήρησης. Κατά την αντικατάσταση και εγκατάσταση της κατασκευής καταστροφής, πρέπει να ληφθούν αποτελεσματικά μέτρα για την πρόληψη της σκόνης. Κατά την ανοίγματος των θυρών, καπάκιων κλπ., πρέπει να χρησιμοποιηθούν καπάκια για την τελείτερη σφράγιση. Εάν η περιβάλλουσα περιοχή εγκατάστασης είναι κακή και υπάρχει μεγάλη ποσότητα σκόνης, η εγκατάσταση πρέπει να σταματήσει.

5 Συμπέρασμα

Παγκοσμίως, δεν έχει σημειωθεί τέτοια βλάβη σε αυτό το είδος διακόπτη κατά την κατάσταση ανοιχτός. Αυτή η βλάβη μπορεί να αποδοθεί σε τυχαία συμπτώση ή, πιο πιθανόν, σε παράγοντες πέρα από τις κανονικές στατιστικές βλάβεις. Αυτό το ηλεκτροπαραγωγικό είναι ένα εργοστάσιο ανακύκλωσης ύδατος, και η μονάδα συχνά μεταβάλλει μεταξύ της παραγωγής ρεύματος και της ανακύκλωσης ύδατος καθημερινά με μεγάλο αριθμό λειτουργιών, κάτι που δεν επιτρέπει μια άμεση σύγκριση. Για μια πιο ενδελεχή έρευνα, θα πρέπει να εγκατασταθούν διαρκής καταγραφή στα δύο πλευρά του διακόπτη, για να αναζητηθούν πιθανοί λόγοι με βάση τα αποτελέσματα μακροχρόνιας παρακολούθησης.