Analisis Sebab Kerosakan Isolasi dalam Pemutus Litar SF6 dalam Keadaan Terbuka

GIS (Peralatan Peralihan Gas Insulasi) menggunakan gas SF₆ sebagai medium insulasi dan pemadam busur. Ia mempunyai beberapa kelebihan seperti ruang yang kecil, kebolehpercayaan yang tinggi, keselamatan yang baik, dan pemeliharaan yang mudah. Pemutus litar SF₆, sebagai sebahagian penting daripada peralatan GIS, memegang kedudukan dominan pada aras voltan 110 kV dan di atasnya.

Artikel ini menerangkan satu kegagalan yang berlaku semasa proses penjanaan kuasa dan penyelarasan Unit 1 di sebuah loji janakuasa. Secara spesifik, apabila pemutus litar SF₆ 220 kV 2201 di bahagian tekanan tinggi transformator utama berada dalam keadaan terbuka, insulasikan Fasa C telah runtuh. Akibatnya, perlindungan kegagalan pemutus litar dan perlindungan arus negatif urutan kedua telah diaktifkan, menyebabkan kegagalan permulaan unit dan sambungan ke grid.

1 Proses Kecemasan dan Prosedur Penanganan

Semasa permulaan penjanaan kuasa Unit 1 dan proses penyelarasan yang seterusnya, sistem pemantauan melaporkan pengaktifan perlindungan kegagalan pemutus litar, operasi perlindungan arus negatif urutan kedua waktu songsang, pelompatan perlindungan elektrik, dan pesanan undervoltage bagi Litar Jia dan Yi 220 kV. Tiada laporan lain mengenai perlindungan unit.

Unit 1 menjalankan prosedur penghentian. Pemutus litar 2211 220 kV Litar Jia dan Yi melompat, dan pemutus litar transformator pembantu (2200 Jia) juga melompat, manakala peranti beralih sendiri bekalan pembantu diaktifkan. Selepas mengesahkan dengan pegawai pengaturan dan kawalan grid, ditentukan bahawa tiada kegagalan pada Litar Jia dan Yi 220 kV. Awalnya, ia dianggap bahawa pemutus litar utama 2201 mempunyai kegagalan.

Apabila pemutus litar 2201 dibuka untuk pemeriksaan, sejumlah besar debu dan lampiran lain ditemui pada fraktur bilik pemadam busur Fasa C pemutus litar 2201, yang tersebar di dalam bilik gas. Tiada titik hubungan pendek yang jelas pada permukaan pemutus litar, dan tiada fenomenon hubungan pendek ke tanah pemutus litar dikesan. Awalnya, ia dianalisis dan ditentukan bahawa insulasikan antara titik putus Fasa C pemutus litar 2201 telah runtuh.

Untuk memastikan operasi unit yang selamat dan stabil serta analisis kemalangan, tiga fasa pemutus litar 2201 digantikan secara seragam. Ujian pencegahan elektrik berkaitan dan ujian permulaan manual, kenaikan voltan sifar, dan sambungan grid unit dilakukan.

2 Analisis Tindakan Perlindungan

Dengan memeriksa osilogram kegagalan Unit 1, didapati bahawa apabila perlindungan bertindak, Unit 1 masih dalam proses penyelarasan dan proses ini berlangsung selama 25 saat (masa penyelarasan tutup normal adalah kira-kira 80 saat), dan tiada arahan penyelarasan tutup dikeluarkan semasa tempoh tersebut. Setelah itu, dengan memeriksa osilogram perlindungan unit penjana-transformator, didapati bahawa terdapat arus pada Fasa B dan C di bahagian tekanan rendah transformator utama, sementara tidak ada arus pada Fasa A (konfigurasi kabel transformator adalah Yｎ／Ｄ１１).

Nilai ketidakseimbangan arus negatif urutan kedua waktu songsang Unit 1 semasa penjanaan kuasa melebihi ambang batas dan mengumpul untuk memicu bahagian lompatan, menyebabkan perlindungan melompat. Perlindungan arus negatif urutan kedua waktu songsang Unit 1 melompatkan pemutus litar 2201. Oleh kerana pemutus litar masih dalam keadaan terbuka pada masa itu, ia tidak dapat memotong arus runtuh Fasa C. Pada masa itu, perlindungan RCS - 921A pemutus litar 2201 menerima isyarat perlindungan kegagalan yang diaktifkan oleh lompatan tiga fasa unit penjana-transformator. Sementara itu, terdapat arus pada Fasa C, yang melebihi nilai set kegagalan, dan perlindungan kegagalan bertindak, menyebabkan Unit 1 menjalankan prosedur penghentian. Perlindungan kegagalan bertindak untuk melompatkan pemutus litar Litar Jia dan Yi 2211 220 kV secara jarak jauh melalui perlindungan litar RCS - 931AM. Oleh itu, tindakan perlindungan ini disebabkan oleh runtuhnya titik putus pemutus litar 2201 apabila gagal tutup, dan semua tindakan perlindungan adalah betul.

3 Analisis Sebab Kegagalan

Apabila kegagalan berlaku, voltan di sisi penjana unit telah mencapai nilai terkini, tetapi bahagian konduktif pemutus litar belum ditutup. Pada masa itu, voltan di seberang pemutus litar mencapai nilai maksimum. Sebelum insulasikan titik putus Fasa C pemutus litar 2201 runtuh, sistem pemantauan tidak mengeluarkan alaram tekanan rendah di bilik gas SF₆, dan pemeriksaan di tapak menunjukkan bahawa relai ketumpatan SF₆ semuanya berada dalam zon hijau.

Jumlah operasi pemutus litar 2201 adalah 535 kali, yang jauh dari jumlah operasi terkini yang direka, iaitu 5000 kali. Berdasarkan data osilogram kegagalan di tapak, keadaan sebenar pemutus litar yang rosak, dan data pemeliharaan berkaitan pemutus litar Unit 1, sebab-sebab yang mungkin bagi runtuhnya insulasikan antara titik putus Fasa C pemutus litar 2201 dianalisis awalnya seperti berikut:
(1) Terdapat masalah struktur di dalam bilik pemadam busur pemutus litar Fasa C. Komponen dalaman mungkin longgar, menyebabkan pelepasan dan runtuh antara port.
(2) Terdapat masalah impurities di dalam bilik pemadam busur pemutus litar Fasa C. Semasa operasi berulang-ulang pemutus litar, saluran pelepasan terbentuk secara bertahap, menyebabkan runtuh insulasikan.
(3) Terdapat masalah bahan pada titik putus pemutus litar Fasa C. Penggunaan bahan titik putus yang tidak sesuai menyebabkan impurities dihasilkan semasa operasi pemutus litar dan menempel pada permukaan luar port untuk tempoh yang lama. Secara bertahap, saluran pelepasan terbentuk, akhirnya menyebabkan runtuh insulasikan antara titik putus.

Bilik pemadam busur Fasa C yang rosak dihantar kembali ke kilang untuk dibongkar dan dianalisis. Pada masa yang sama, entah Fasa A atau Fasa B (sebarang satu fasa) yang tidak rosak dihantar kembali ke kilang untuk dibongkar dan dianalisis secara perbandingan. Kesimpulan laporan analisis adalah bahawa pelepasan berlaku antara kontak A dan B bilik pemadam busur.

4 Langkah-langkah Pencegahan

Kuatkan pengurusan pembelian dan penggunaan gas SF₆, dan laksanakan kerja dengan ketat mengikut keperluan panduan operasi dan peraturan pemeliharaan semasa proses pemeliharaan. Semasa penggantian dan pemasangan bilik pemadam busur, langkah-langkah pencegahan debu yang efektif harus diambil. Apabila lubang, penutup, dll dibuka, penutup debu harus digunakan untuk penyegelan. Jika persekitaran pemasangan buruk dan terdapat banyak debu, pemasangan harus dihentikan.

5 Kesimpulan

Di seluruh dunia, tidak pernah berlaku kegagalan jenis ini pada pemutus litar ini apabila ia berada dalam keadaan terbuka. Kegagalan ini boleh dikaitkan dengan kebetulan atau, lebih mungkin, faktor-faktor yang mempengaruhi di luar kegagalan statistik biasa. Loji janakuasa ini adalah loji janakuasa simpanan pompa, dan unit sering berpindah antara keadaan penjanaan dan pengisian setiap hari dengan jumlah operasi yang banyak, membuatnya mustahil untuk melakukan perbandingan langsung. Untuk penyelidikan yang lebih mendalam, rekorder transien harus dipasang di kedua-dua sisi pemutus litar untuk mencari sebab-sebab yang mungkin berdasarkan hasil pemerhatian jangka panjang.