การวิเคราะห์สาเหตุของปัญหาการชำรุดของฉนวนในวงจรตัดไฟ SF6 ในสถานะเปิด

GIS (สวิตช์เกียร์ที่มีการฉนวนกั้นด้วยแก๊ส) ใช้แก๊ส SF₆ เป็นทั้งสื่อฉนวนและสื่อลดกระแสไฟฟ้าอาร์ก มีข้อดีหลายประการ เช่น พื้นที่ใช้งานน้อย ความเชื่อถือได้สูง ปลอดภัยอย่างมาก และบำรุงรักษาง่าย สวิตช์วงจรตัดกระแส SF₆ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ GIS มีบทบาทสำคัญในระดับแรงดัน 110 kV ขึ้นไป

บทความนี้รายละเอียดเกี่ยวกับความผิดปกติที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตไฟฟ้าและการซิงโครไนซ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ในโรงไฟฟ้าแห่งหนึ่ง โดยเฉพาะเมื่อสวิตช์วงจรตัดกระแส SF₆ 220 kV หมายเลข 2201 บนด้านแรงดันสูงของหม้อแปลงหลักอยู่ในสถานะเปิด ฉนวนของเฟส C ถูกทำลายลง ทำให้ระบบป้องกันการล้มเหลวของสวิตช์วงจรตัดกระแสและระบบป้องกันกระแสลบลำดับสองทำงาน นำไปสู่ความล้มเหลวในการเริ่มต้นและเชื่อมต่อกับระบบสายส่ง

1 กระบวนการเหตุการณ์และการจัดการ

ระหว่างการเริ่มต้นผลิตไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 และกระบวนการซิงโครไนซ์ตามมา ระบบตรวจสอบรายงานการเปิดใช้งานของระบบป้องกันการล้มเหลวของสวิตช์วงจรตัดกระแส การทำงานของระบบป้องกันกระแสลบลำดับสองแบบเวลาผกผัน การทริปของระบบป้องกันไฟฟ้า และข้อความแรงดันต่ำของสายส่ง 220 kV สาย Jia และสาย Yi ไม่มีการแจ้งเตือนระบบป้องกันอื่น ๆ สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ดำเนินการตามขั้นตอนการปิดเครื่อง สวิตช์ 2211 ของสาย Jia และสาย Yi ทริป และสวิตช์ของหม้อแปลงไฟฟ้าสำรอง (2200 Jia) ก็ทริปเช่นกัน ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์เปลี่ยนแหล่งพลังงานสำรองทำงาน หลังจากตรวจสอบกับเจ้าหน้าที่ควบคุมและจัดการระบบสายส่ง ได้กำหนดว่าไม่มีความผิดปกติในสายส่ง 220 kV สาย Jia และสาย Yi ครั้งแรกคาดว่าสวิตช์วงจรตัดกระแสหลัก 2201 มีความผิดปกติ

เมื่อเปิดสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 เพื่อตรวจสอบ พบฝุ่นจำนวนมากและสิ่งที่ติดอยู่ที่จุดแตกของห้องลดกระแสอาร์กของเฟส C ของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 กระจายอยู่ภายในห้องแก๊ส ไม่มีจุดสั้นวงจรที่ชัดเจนบนพื้นผิวของสวิตช์วงจรตัดกระแส และไม่ตรวจพบการสั้นวงจรกับพื้นของสวิตช์วงจรตัดกระแส ครั้งแรกวิเคราะห์ว่าฉนวนระหว่างจุดตัดของเฟส C ของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 ถูกทำลายลง

เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำงานอย่างปลอดภัยและเสถียร และทำการวิเคราะห์เหตุการณ์ สวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 ทั้งสามเฟสได้ถูกเปลี่ยนใหม่พร้อมกัน ทดสอบการป้องกันทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องและการเริ่มต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยมือ การขึ้นแรงดันศูนย์ และการทดสอบการเชื่อมต่อกับระบบสายส่งได้ดำเนินการ

2 การวิเคราะห์การทำงานของระบบป้องกัน

จากการตรวจสอบภาพคลื่นความผิดปกติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 พบว่าเมื่อระบบป้องกันทำงาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ยังอยู่ในกระบวนการซิงโครไนซ์ และกระบวนการนี้ใช้เวลา 25 วินาที (เวลาซิงโครไนซ์ปิดปกติประมาณ 80 วินาที) และไม่มีคำสั่งซิงโครไนซ์ปิดออกในช่วงเวลานี้ ต่อมาจากการตรวจสอบภาพคลื่นความผิดปกติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-หม้อแปลงไฟฟ้า พบว่ามีกระแสในเฟส B และเฟส C บนด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงหลัก ในขณะที่ไม่มีกระแสในเฟส A (การต่อสายหม้อแปลงเป็น Yｎ／Ｄ１１)

ค่าไม่สมดุลของกระแสลบลำดับสองแบบเวลาผกผันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ในระหว่างการผลิตไฟฟ้าเกินค่า阚 chattiness 错误，请允许我继续翻译未完成的部分。

ค่าไม่สมดุลของกระแสลบลำดับสองแบบเวลาผกผันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ในระหว่างการผลิตไฟฟ้าเกินค่าเกณฑ์และสะสมจนกระทั่งทำให้ส่วนทริปทำงาน ระบบป้องกันกระแสลบลำดับสองแบบเวลาผกผันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ทริปสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 เนื่องจากสวิตช์วงจรตัดกระแสนั้นยังคงอยู่ในสถานะเปิด ทำให้ไม่สามารถตัดกระแสที่ทำลายลงของเฟส C ได้ ในขณะนั้น ระบบป้องกัน RCS - 921A ของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 รับสัญญาณการป้องกันการล้มเหลวที่เริ่มต้นโดยการทริปสามเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-หม้อแปลงไฟฟ้า ขณะเดียวกัน มีกระแสในเฟส C ซึ่งเกินค่าการตั้งค่าการล้มเหลว ระบบป้องกันการล้มเหลวทำงาน ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ดำเนินการตามขั้นตอนการปิดเครื่อง ระบบป้องกันการล้มเหลวทำงานเพื่อทริปสวิตช์ 2211 ของสายส่ง 220 kV สาย Jia และสาย Yi ผ่านระบบป้องกันสายส่ง RCS - 931AM ดังนั้น การทำงานของระบบป้องกันนี้เกิดจากความผิดปกติที่จุดตัดของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 เมื่อไม่สามารถปิดได้ และการทำงานของระบบป้องกันทั้งหมดถูกต้อง

3 การวิเคราะห์สาเหตุของความผิดปกติ

เมื่อเกิดความผิดปกติ แรงดันบนด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 ได้ถึงค่ากำหนด แต่ส่วนนำไฟฟ้าของสวิตช์ยังไม่ได้ปิด ณ ขณะนั้น แรงดันที่สวิตช์จะมีค่าสูงสุด ก่อนที่ฉนวนของจุดตัดของเฟส C ของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 จะทำลายลง ระบบตรวจสอบไม่ได้แจ้งเตือนแรงดันต่ำในห้องแก๊ส SF₆ และการตรวจสอบที่หน้างานแสดงว่าตัวตรวจจับความหนาแน่นของ SF₆ อยู่ในโซนสีเขียวทั้งหมด

จำนวนครั้งที่สวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 ทำงานรวมแล้ว 535 ครั้ง ซึ่งยังไกลจากจำนวนครั้งที่ออกแบบไว้คือ 5000 ครั้ง จากข้อมูลภาพคลื่นความผิดปกติที่หน้างาน สถานะจริงของสวิตช์วงจรตัดกระแสรายการที่ชำรุด และข้อมูลการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องของสวิตช์วงจรตัดกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมายเลข 1 สาเหตุที่เป็นไปได้ของการทำลายฉนวนระหว่างจุดตัดของเฟส C ของสวิตช์วงจรตัดกระแส 2201 ได้วิเคราะห์เบื้องต้นดังนี้:
(1) มีปัญหาโครงสร้างภายในห้องลดกระแสอาร์กของเฟส C ชิ้นส่วนภายในอาจหลวม ทำให้เกิดการปล่อยประจุและทำลายระหว่างพอร์ต
(2) มีปัญหาสารเจือปนในห้องลดกระแสอาร์กของเฟส C ระหว่างการใช้งานสวิตช์วงจรตัดกระแสมากครั้ง ช่องทางการปล่อยประจุจะค่อยๆ สร้างขึ้น ทำให้เกิดการทำลายฉนวน
(3) มีปัญหาวัสดุที่จุดตัดของเฟส C การใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสมที่จุดตัดทำให้เกิดสารเจือปนระหว่างการใช้งานสวิตช์วงจรตัดกระแสมากครั้งและติดอยู่บนพื้นผิวนอกของพอร์ตเป็นเวลานาน ค่อยๆ สร้างช่องทางการปล่อยประจุ ทำให้สุดท้ายทำลายฉนวนระหว่างจุดตัด

ห้องลดกระแสอาร์กของเฟส C ที่ชำรุดถูกขนกลับไปที่โรงงานเพื่อดำเนินการถอดแยกและวิเคราะห์ พร้อมกันนั้น ไม่ว่าจะเป็นเฟส A หรือเฟส B (ใดๆ หนึ่งเฟส) ที่ไม่ชำรุดจะถูกขนกลับไปที่โรงงานเพื่อดำเนินการถอดแยกและวิเคราะห์เปรียบเทียบ ผลสรุปจากรายงานการวิเคราะห์ระบุว่ามีการปล่อยประจุระหว่างคอนแทค A และ B ของห้องลดกระแสอาร์ก

4 มาตรการป้องกัน

เพิ่มความเข้มงวดในการจัดซื้อและจัดการใช้งานแก๊ส SF₆ และปฏิบัติงานอย่างเคร่งครัดตามข้อกำหนดในคู่มือการปฏิบัติการและกฎระเบียบการบำรุงรักษาในระหว่างการบำรุงรักษา ระหว่างการเปลี่ยนและติดตั้งห้องลดกระแสอาร์ก ควรใช้มาตรการป้องกันฝุ่นที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเปิดรู ฝา ฯลฯ ควรใช้ฝาปิดฝุ่น หากสภาพแวดล้อมที่ติดตั้งไม่ดีและมีฝุ่นจำนวนมาก ควรหยุดการติดตั้ง

5 สรุป

ทั่วโลก ไม่เคยมีความผิดปกติเช่นนี้ในสวิตช์วงจรตัดกระแสประเภทนี้เมื่ออยู่ในสถานะเปิด ความผิดปกตินี้อาจเกิดจากความบังเอิญหรือมีปัจจัยอื่นที่นอกเหนือจากความผิดปกติทางสถิติที่ปกติ โรงไฟฟ้านี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำวนกลับ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักสลับระหว่างการผลิตไฟฟ้าและการสูบน้ำทุกวันด้วยการใช้งานจำนวนมาก ทำให้ไม่สามารถเปรียบเทียบได้โดยตรง สำหรับการตรวจสอบที่ลึกซึ้งขึ้น ควรมีการติดตั้งเครื่องบันทึกข้อมูลชั่วขณะทั้งสองด้านของสวิตช์วงจรตัดกระแส เพื่อค้นหาสาเหตุที่เป็นไปได้จากผลการสังเกตระยะยาว