Atvērtā stāvoklī esošu SF6 šķīdinātāju izolācijas bojājumu cēloņu analīze

GIS (gāzu izolētais pārslēguma iekārtu komplekss) izmanto SF₆ gāzi kā izolācijas un loku apstāšanas vidu. Tas piedāvā vairākas priekšrocības, piemēram, mazu ieņemamo telpu, augstu uzticamību, lielisku drošību un vieglu uzturēšanu. SF₆ slēdzis, kas ir svarīgs GIS iekārtu sastāvdaļa, ir dominējošs sprieguma līmeņos no 110 kV un augstākiem.

Šajā rakstā aprakstīts kļūdas gadījums, kas notika noteiktā elektrostacijas 1. bloka enerģijas ražošanas un sinhronizācijas procesā. Konkrēti, kad 220 kV SF₆ slēdzis 2201 galvenā transformatora augstsprieguma pusei bija atvērts, C fāzes izolācija tika bojāta. Tā rezultātā aktīvējās slēdža neveiksmes aizsardzība un negatīvās sekvenses strāvas aizsardzība, kas noveda pie vienības starta un tīkuma savienojuma neveiksmes.

1 Incidenta process un risināšanas procedūra

1. vienības enerģijas ražošanas starta un nākamā sinhronizācijas procesa laikā monitorēšanas sistēma ziņoja par slēdža neveiksmes aizsardzības aktivizēšanos, inversā laika negatīvās sekvenses strāvas aizsardzības darbību, elektriskās aizsardzības triecienu un 220 kV Līnijas Jia un Līnijas Yi nepietiekama sprieguma ziņojumu. Vienībai nebija citu aizsardzības signālu.

1. vienība veica darbības apturēšanas procedūru. 220 kV slēdzis 2211 Līnijai Jia un Līnijai Yi triecās, un palīgpastāvīgas strāvas transformatora (2200 Jia) slēdzis arī triecās, savukārt palīgpastāvīgas strāvas automātiskais pārslēguma ierīce tika aktivizēta. Pēc konstatācijas ar tīkla regulēšanas un kontrolēšanas personālu tika noskaidrota, ka 220 kV Līnijā Jia un Līnijā Yi nav kļūdu. Sākotnēji tika secināts, ka galvenajam slēdzim 2201 ir kļūda.

Kad slēdzis 2201 tika atviegots, lai to pārbaudītu, tika atrasts daudz smilša un citu piekritumu C fāzes lokākošanas kameras spraugā, kas bija izplatījušies gāzkamerā. Slēdzī nebijās acīmredzami īsās sakari, un netika reģistrēta slēdzī ar zemiem īsu sakaru parādība. Sākotnēji tika analizēts un secināts, ka starp C fāzes 2201 slēdzī spraugām ir notikusi izolācijas bojāšana.

Lai nodrošinātu vienības drošu un stabila darbību un veiktu kļūdas analīzi, 2201 slēdzī trīs fāzes tika vienmērīgi aizstātas. Tika veikti atbilstošie elektriskie preventīvie testi un vienības manuālais starts, nulles sprieguma paaugstināšana un tīkuma savienojuma testi.

2 Aizsardzības darbības analīze

Pētot 1. vienības kļūdas oscillogrammu, tika atklāts, ka aizsardzība darbojas, kad 1. vienība joprojām ir sinhronizācijas procesā, kas ilgst 25 sekundes (parasti sinhronizācijas slēgšanas laiks ir aptuveni 80 sekundes), un šajā laikā netiek izsniegta sinhronizācijas slēgšanas komanda. Nākamajā posmā, pētot generatora-transformatora vienības aizsardzības oscillogrammu, tika atklāts, ka galvenā transformatora zemsprieguma pusē ir strāva B un C fāzēs, bet A fāzē (transformatora kabliets Yｎ／Ｄ１１) strāvas nav.

1. vienības enerģijas ražošanas laikā inversā laika negatīvās sekvenses pārstrāvas neatbilstība pārsniedz robežvērtību un akumulējas, lai aktivizētu trieciena daļu, kas rada aizsardzības triecienus. 1. vienības enerģijas ražošanas laikā inversā laika negatīvās sekvenses pārstrāvas aizsardzība triec 2201 slēdzi. Jo šis slēdzis joprojām ir atvērts, tāpēc tas nevar novērst C fāzes bojāšanas strāvu. Šajā brīdī 2201 slēdzī aizsardzība RCS - 921A saņem neveiksmes aizsardzības signālu, ko iniciē trīs fāžu trieciens generatora-transformatora vienībā. Kopā ar to C fāzē ir strāva, kas pārsniedz neveiksmes iestatīto vērtību, un neveiksmes aizsardzība darbojas, izraisot 1. vienības darbības apturēšanas procedūru. Neveiksmes aizsardzība darbojas, lai attālināti triecieni 220 kV Līniju Jia un Līniju Yi 2211 slēdzi caur līnijas aizsardzību RCS - 931AM. Tāpēc šī aizsardzības darbība ir izraisīta 2201 slēdzī C fāzes spraugas bojāšanā, kad tam neizdodas slēgties, un visu aizsardzības darbību ir pareizi.

3 Kļūdas cēloņa analīze

Kļūdas notikuma laikā 1. vienības ģeneratora pusei bija sasniedzis nominālo vērtību, bet slēdzī vedošā daļa vēl nebija slēgusies. Šajā laikā slēdzī bija sasniedzis maksimālo spriegumu. Pirms 2201 slēdzī C fāzes spraugas bojāšanās, monitorēšanas sistēma neizsūtīja brīdinājumu par zemu spiedienu SF₆ gāzkamerā, un vietas pārbaude parādīja, ka SF₆ blīvuma releji bija zilā zonā.

2201 slēdzī kopējais darbību skaits bija 535, kas ir tālu no projekta iestatītā darbību skaita, kas ir 5000. Pētot vietējos kļūdas oscillogrammas datus, kļūdainā slēdzī faktiskā stāvoklis un 1. vienības slēdzī saistītos uzturēšanas datus, tika sagatavots sākotnējais 2201 slēdzī C fāzes spraugas bojāšanas iespējamie cēloņi:
(1) C fāzes slēdzī lokākošanas kamerā ir strukturālas problēmas. Iekšējie komponenti var būt salauzti, kas rada starpportu izlādes un bojāšanu.
(2) C fāzes slēdzī lokākošanas kamerā ir impuritātes. Daudzu slēdzī darbības laikā tiek veidota izlādes ceļa, kas rada izolācijas bojāšanu.
(3) C fāzes slēdzī spraugas materiāls ir nepareizi izmantots. Nepareiza spraugas materiāla izmantošana rada impuritātes slēdzī darbības laikā, kas ilgstoši piesaista ārējā portu virsgraudā. Izveidojas izlādes ceļš, kas beidzot rada izolācijas bojāšanu starp spraugām.

Bojātā C fāzes lokākošanas kamera tika transportēta uz rūpnīcu, lai to sadalītu un analizētu. Tāpat vai nu bezdefektā A vai B fāze (jebkura viena fāze) tika transportēta uz rūpnīcu, lai to sadalītu un salīdzinātu. Analīzes ziņojuma secinājums bija, ka lokākošanas kamerā notiek izlāde starp kontaktiem A un B.

4 Preventīvās pasākumi

Pastiprināt SF₆ gāzes iegādes un izmantošanas pārvaldību, un estrictly veikt darbus saskaņā ar operāciju instrukciju grāmatas un uzturēšanas noteikumu prasībām uzturēšanas procesā. Lokākošanas kameru aizvietošanas un instalēšanas laikā jāpielieto efektīvi smilša novēršanas pasākumi. Kad tiek atvērti spraugas, segas utt., jāizmanto smilša segas, lai tos aizver. Ja instalēšanas vietas vide ir slikta un ir daudz smilša, jāaptur instalēšana.

5 Sekas

Visā pasaulē šāda veida slēdzī, kad tas atvērts, nav notikusi šāda kļūda. Šo kļūdu var atributēt nejaušam sakritīšanam vai, visticamāk, ietekmējošiem faktoriem, kas pārsniedz normālas statistiskas kļūdas. Šī elektrostacija ir hidroelektrostacija, un vienība ikdienā bieži maina enerģijas ražošanas un pārneses stāvokļus ar lielu darbību skaitu, kas padara tiešu salīdzinājumu neiespējamu. Gādīgākai izpētei abām slēdzī pusēm jāinstalē pagaidu ierakstītāji, lai meklētu iespējamus cēloņus, balstoties uz ilgtermiņa novērojumu rezultātiem.