SF6 lülitiavaru kinnises olekus isolatsioonikatkestuse põhjuste analüüs

GIS (gaasiga eraldatud lülitustehnika) kasutab SF₆ gaasi nii eraldus- kui ka lõketeenindamismeediumina. Sellel on mitmeid eeliseid, nagu väike põhjapindala, suur usaldusväärsus, hästi turvalisus ja mugav hooldus. SF₆ lülitik, mis on osa GIS-seadmetest, omab juhtivat positsiooni 110 kV ja suuremates pingetasandites.

See artikkel kirjeldab tõrget, mis tekkinud ühe elektrijaama üksuse 1 töötabamisel ja sünkroniseerimisel. Konkreetsemalt, kui pealiskaitsetransformaatori kõrgepingeosal olev 220 kV SF₆ lülitik 2201 oli avatud, läks C-faasi eraldus katki. Tulemusena aktiveerusid lülitiku tõrkekaitsed ja negatiivne järjestikune vool, mis põhjustas üksuse töötabamise ja võrguühendamise ebaõnnestumise.

1 Tõrke protsess ja käsitsemismenetlus

Üksuse 1 töötabamisel ja järgneval sünkroniseerimisel teatas monitoorimissüsteem lülitiku tõrkekaitsede aktiveerimisest, negatiivse järjestikuse voolu inversioonilise kaitsmise käivitumisest, elektrilise kaitse lülitumisest ning 220 kV Jia ja Yi liini alampingete teadetest. Üksusele ei ilmunud muid kaitsualarme.

Üksus 1 käivitas väljalülitusmenetluse. 220 kV Jia ja Yi liini lülitik 2211 lülitus välja, samuti lülitus välja abikauba transformaatori (2200 Jia) lülitik, samas kui käivitus abikauba automaatne ümberlülitus. Võrgu juhtimis- ja kontrolltöötajatega kinnitades, selgus, et 220 kV Jia ja Yi liinidel ei olnud tõrkeid. Alguses hinnati, et pealiskaitselülitikul 2201 oli tõrge.

Kui lülitikut 2201 avati inspekteerimiseks, leiti C-faasi lülitiku lõketeenindamiskambri murdeline peal tohutu saastekogus, mis oli laienenud gasikambri sees. Lülitiku pinnal ei olnud silmnähtavaid lühikeseid punkte ega lülitiku maapunkti lühikeseid nähtusi. Alguses analüüsiti ja hinnati, et C-faasi lülitiku 2201 lõikepunktide vahel oli eraldus katkenud.

Üksuse ohutu ja stabiilse töö kindlustamiseks ja tõrke analüüsimiseks asendati 2201 lülitiku kolm faasi ühtlaselt. Tehti vastavad elektrilised ennetavad testid ja üksuse käsuregulaatoriga käivitamine, nullpinge tõstmine ja võrguühendamine.

2 Kaitsmisakti analüüs

Üksuse 1 tõrkesaaliku uurimisel leiti, et kui kaitsmed reageerivad, on üksus ikka veel sünkroniseerimisprotsessis, mis kestab 25 sekundit (tavaline sünkroniseerimise sulgemisaeg on umbes 80 sekundit), ja seda perioodi ei ole antud sünkroniseerimise sulgemiskäsklust. Seejärel, uurides generaator-transformaatorühiku kaitsmesaalikut, avastati, et pealiskaitsetransformaatori madalpingeosal on B- ja C-faasis voolu, kuid A-faasis pole (transformaatori juhtimiskonfiguratsioon on Yｎ／Ｄ１１).

Üksuse 1 töötabamisel genereeritud inversioonilise negatiivse järjestikuse üleliigse voolu ebavõrdne väärtus ületas piiri ja kogunes, põhjustades lülitumist. Inversioonilise negatiivse järjestikuse üleliigse voolu kaitsmine genereerib 2201 lülitiku lülitumise. Kuna lülitik on siinsel ajal ikka veel avatud, ei suuda see lülitada C-faasi lõpetamispunktide voolu. Sel hetkel saab lülitiku 2201 kaitsmes RCS - 921A vastuvõtma signaali, mis algatab tõrkekaitse generaator-transformaatorühiku kolmefase lülitumise korral. Samal ajal on C-faasis vool, mis ületab tõrkekaitse seadistatud väärtuse, ja tõrkekaitse aktiveerub, põhjustades üksuse 1 väljalülitusmenetluse. Tõrkekaitse aktiveerib 220 kV Jia ja Yi liini 2211 lülitiku kauglülitumise lineaarsete kaitsude RCS - 931AM kaudu. Seega on see kaitsmisakt põhjustatud 2201 lülitiku lõpetamispunktide eralduse katkemisega, kui see ei suutnud sulgeda, ja kõik kaitsmisaktid on õiged.

3 Tõrke põhjuse analüüs

Tõrke esinemisel on üksuse geneerijaosal jõudnud pingeväärtus normaalselle tasemele, kuid lülitiku juhtimisosad pole sulgenud. Sel ajal on lülitiku poolt mõõdetav pingeväärtus maksimaalne. Enne kui C-faasi lülitiku 2201 lõpetamispunktide eraldus katkes, ei andnud monitoorimissüsteem alarmi SF₆ gaaskambri madalpinge kohta, ja paigalisinspektsioon näitas, et SF₆ tiheduse relaidid olid kõik rohelises vahemikus.

Lülitiku 2201 kokkuhoiakokkuvõttes on 535 korda, mis on palju vähem kui disainitud lubatud 5000 korda. Põhinedes paigalis saadud tõrkesaaliku andmetel, tegeliku tõrkeolukorra andmetel ja üksuse 1 lülitiku hooldusandmetel, on C-faasi lülitiku 2201 lõpetamispunktide eralduse katkemise võimalikud põhjused järgmised:
(1) C-faasi lülitiku lõketeenindamiskambri sees on struktuurilisi probleeme. Sisemised komponendid võivad olla löönumad, mis põhjustab lahknevust ja katkemist portide vahel.
(2) C-faasi lülitiku lõketeenindamiskambri sees on impuriteetide probleeme. Mitmete lülitiku töötsükli käigus võib moodustuda lahknevuskanaal, mis põhjustab eralduse katkemist.
(3) C-faasi lülitiku lõpetamispunktidel on materjaliprobleeme. Vale materjali kasutamine lõpetamispunktide valmistamisel võib põhjustada impuriteetide tekkimist lülitiku töötsükli käigus, mis püsivad pikaaegselt portide uldepinna küljes. Ajas muodustub lahknevuskanaal, mis lõpuks põhjustab eralduse katkemist lõpetamispunktide vahel.

Tõrkega C-faasi lõketeenindamiskamber transportitakse tagasi tootmishoonesse dekomponeerimiseks ja analüüsimiseks. Samal ajal transportitakse tagasi tootmishoonesse kas mitte-tõrkega A- või B-faasi (üks faas) dekomponeerimiseks ja võrdlusaluseks analüüsimiseks. Analüüsi aruande järeldus on, et lõketeenindamiskambri kontaktide A ja B vahel toimub lahknevus.

4 Ennetavad meetmed

Tugevdada tuleb SF₆ gaasi ostu- ja kasutamise haldust, ja hooldustööd tuleb teha täpselt tööjuhis- ja hooldusreeglite järgi. Lõketeenindamiskambri asendamisel ja paigaldamisel tuleb rakendada tõhusaid saastekaitsemeetmeid. Avates auke, katte jne tuleb neid saastekattega kinnitada. Kui paigaldamiskoht on halb ja seal on palju saastet, tuleb paigaldamist peatada.

5 Järeldus

Mundialjas pole sellist tõrge seda tüüpi lülitikul, kui see on avatud asendis, esinenud. Seda tõrge võib panna arvutuseks juhusliku kombinatsioonina või, tõenäolisemalt, tõrkestatistika tavaliste tõrgete mõjutajate poolt. See elektrijaam on pomp-kogumispöördetöösta elektrijaam, ja üksused vahetavad igapäevaselt sageli töötabamise ja pompimise režiimi, mis tekitab palju operatsioone, mis ei anna võimalust otsest võrdlust. Selleks, et sügavamalt uurida, tuleks paigaldada lülitiku mõlemale poolele ajutised salvestusseadmed, et pikaajalist vaatlust põhjal otsida võimalikke põhjuseid.