I. Osnovni vzrok poškodbe: elektrodinamski udarec (v skladu z GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Neposredni vzrok za stržanje konca visokonapetostnega vijaka je trenutni elektrodinamski udarec, ki ga povzroči tok kratkega kroga. Ko se v sistemu zgodi enofazni prevoz na maso (na primer zaradi previsoke napetosti zaradi blikalnice, pokvaritve izolacije itd.), gre zemljiški transformator, kot pot toka pri pomanjkljivosti, pod velikimi in hitro naraščajočimi tokovi kratkih krogov. Po Ampèrovem zakonu o sili so vodniki vijakov podvrženi radijalnim (v pravokotno) in osnim (vznosno/tlačnemu) elektrodinamskim silam v močnem magnetnem polju. Če presežejo mehanske trdnosti strukture vijaka (vodniki, ločevalci, tlačne plošče, vezna sistema), to povzroči neobratljivo deformacijo, pomik ali preoblikovanje vijakov, kar se končno manifestira kot stržanje konca vijaka - tipičen način odpovedi transformatorske opreme ob pomanjkljivostih.
II. Povezani oklevaji pomanjkljivosti: rezonančna previsoka napetost in podajanje napetosti z ostalimi pomanjkljivostmi (v skladu s standardi za zaščito pred previsokimi napetostmi, kot so DL/T 620 / IEC 60099)
Sistemsko rezonančno previsoko napetost (ferorezonanca / linearna resonanca)
Nepravilno ujemanje parametrov sistema (kapacitance črte, induktivnosti PT, induktivnosti zemljiške bobnine itd.) lahko povzroči ferorezonanco ali linearno resonanco, ki ustvari trajno previsoko napetost. Ta previsoka napetost ponavljajoče deluje na šibke točke izolacije (stare izolatorje, zaščitne naprave, vstopnice itd.), kar vodi do intermitentnih lukaških prevozov na maso ali ponavljanja pokvaritev, ki zemljiškemu transformatorju prisilijo, da odpira visokofrekvenčne udarne tokove. To ne le neposredno ustvari elektrodinamske udarce, ampak pospešuje termalno in električno starenje izolacije vijakov (med vrtilci, med sloji in glavna izolacija), kar bistveno zniža njeno dielektrično in mehansko trdoto, kar ga naredi bolj občutljiv na stržanje ob nadaljnjih udarcih ali normalni uporabi.
Podajanje napetosti z obstoječimi pomanjkljivostmi po udaru blikalnice
Po udaru blikalnice, ki povzroči stalno fazijsko pomanjkljivost, če točka pomanjkljivosti ni izolirana (na primer, prepustnik se ne odpre ali označevanje pomanjkljivosti ni jasno), osebje za vzdrževanje nesporazumno obnovi napetost (podajanje napetosti z pomanjkljivostmi), s tem prisiljuje zemljiški transformator, da neprekinjeno prenaša omrežni frekvencijski pomanjkljivostni tok (daleč presegajoč projektirane meje). Trajno prekomerna tokovna pretok povzroči Joulejev segrevanje I²Rt, kar poveča temperaturo vijakov preko meje trdnosti izolacije (na primer 105°C za razred A), kar hitro vodi do termalnega starenja, ugljenitve in izgube izolacijskih lastnosti, končno do kratkih krogov in zapala vijakov (termalno stržanje). Ta stanje povzroči uničujoče poškodbe opremi.
III. Optimizacijski načrt: izboljšanje trdnosti opreme in usavrševanje strategij zaščite (integracija standardov za izbiro opreme, relejnega varovanja in spremljanja stanja)
Izboljšanje trdnosti transformatorja proti kratkim krogom (v skladu z GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Zahtevi za izbiro: Prihodnje nakope naj bodo prioriteta modeli z visoko trdnostjo proti kratkim krogom, preverjeni s strogi testi za trdnost pri kratkih krogih (na primer IEC 60076-5), s poudarkom na načrtovanju strukture vijakov (posodobljene tlačne plošče, osni klepci, radijalni podporni sistemi, postopki za premeščanje vodnikov), trdnosti materialov in proizvodnih postopkih.
Možnost serije omejevalnih reaktorjev: Namestitev omejevalnega reaktorja v neutralnem krogu zemljiškega transformatorja, da bi učinkovito zmanjšali amplitudo in hitrost narastka tokov pomanjkljivosti, kar zmanjša elektrodinamske udarce na vijake. Hkrati mora biti preverjen vpliv na sistemski način zemljenja in relejno varovanje.
Usavrševanje konfiguracije in nastavitve relejnega varovanja (v skladu s standardi za relejno varovanje DL/T 584 / DL/T 559)
Načelo nastavitve: Nastavitve za prekomernega toka (nulti red prekomernega toka, obratno proporcionalni prekomerni tok) zemljiškega transformatorja morajo biti strogo manjše od termalne in dinamične stabilnosti opreme (računani po GB/T 1094.5).
Koordinacija stopnje: Zakasnitev zaščite zemljiškega transformatorja (na primer 100A/10s) mora zanesljivo koordinirati z varnostjo izhodne črte (prepustnika). Zagotovite, da lahko zaščita črte (nulti red Faza I: 0,2s, Faza II: 0,7s) hitro odstrani pomanjkljivosti na črti, da se zemljiški transformator izogni nepotrebnemu obremenjevanju. Zaščita zemljiškega transformatorja kot blizu nagnano zaščito bi morala imeti operacijsko zakasnitev večjo od najdaljše zakasnitve zaščite črte (vključno s gradacijo Δt).
Usavrševanje nastavitev zaščite telesa zemljiškega transformatorja:
Okrepiti zmogljivost za hitro odstranjevanje pomanjkljivosti (v skladu s standardi DL/T 584 / DL/T 559)
Namestitev in zanesljiva aktivacija usmerjene nulte redne zaščite: V zaščiti črte namestite in zanesljivo aktivirajte usmerjeno nulto redno tokovno zaščito (Faza I/II). Usmerjeni element točno razlikuje med črtami z pomanjkljivostjo in brez, kar zagotavlja, da prepustnik črte z pomanjkljivostjo zanesljivo odpre v ≤0,2s ob enofaznem prevozu na maso, kar popolnoma izolira vir pomanjkljivosti - to je ključna zaščitna ukrepa za preprečevanje poškodb zemljiškega transformatorja.
Namestitev pametnega sistem za on-line spremljanje in predhodno opozarjanje (v skladu s standardom za spremljanje stanja DL/T 1709.1)
Spremljanje temperature točk topel v realnem času: Namestite senzorje temperature iz optičnih vlaken ali platinskega upornika na ključnih mestih konca visokonapetostnega vijaka, da dosežete spremljanje v realnem času z natančnostjo ±1~2°C. Nastavite več ravni alarmov (opozorilo/pozor) in mejne vrednosti za odpiranje (izračunane na podlagi termalnih modelov izolacijskih razredov), ki avtomatsko sprožijo zaščitne dejanja, ko se presežejo, da se prepreči termalno stržanje.
Spremljanje električnih parametrov na neutralni točki in opozarjanje na asimetrijo: Spremljajte nepretrajno tok na neutralni točki in premikno napetost sistema (nulta redna napetost) in konfigurirajte funkcije opozorila za prekoračitev asimetrije. Ko se zaznajo trajne/ponavljajoče abnormalne električne parametre na neutralni točki (kar kaže na intermitentno zemljenje, resonanco ali degradacijo izolacije), takoj izdajte opozorila za zgodnjo intervencijo pri pomanjkljivosti.
Sklepi optimizacije in priporočila za izvedbo
Povzetek sklepov
Okrp opreme: Izberite opremo z visoko trdnostjo proti kratkim krogom ali namestite omejevalne reaktorje, da izboljšate trdnost proti elektrodinamskim udarcem.
Koordinacija zaščite: Natančno nastavite vrednosti zaščite (≤meje trdnosti opreme) in zagotovite gradacijo s usmerjeno nulto redno zaščito (Faza I ≤0,2s).
Predhodno opozarjanje stanja: Namestite visokonatančno merjenje temperature (±1~2°C) in sistem opozarjanja na električne parametre na neutralni točki za zgodnjo zaščito pred pomanjkljivostmi.
Neposredni vzrok nesreče je, da presežejo elektrodinamske sile, generirane s tokom enofazne pomanjkljivosti, mehanske trdnosti vijakov.
Globlji vzročniki vključujejo: ① Intermittentni udarci, ki jih povzroča sistemsko rezonančna previsoka napetost, pospešujejo starenje izolacije; ② Termalno stržanje zaradi podajanja napetosti z stalnimi pomanjkljivostmi po udaru blikalnice.
Sistematična optimizacija bi se morala osredotočiti na tri vidike:
Priporočila za izvedbo
Takojšnja izvedba prilagoditev nastavitev zaščite, aktiviranje usmerjene zaščite in namestitev sistema za spremljanje.
Načrtovanje nadgradnje telesa opreme v skladu z življenjskimi cikli in programi tehničnih sprememb.
Vključite ta načrt v operativne predpise in protiaccidentske ukrepe, strogo prepovedujte podajanje napetosti z pomanjkljivostmi in temeljito preiskujte točke pomanjkljivosti pred obnovitvijo napetosti po udarju blikalnice.
