การวิเคราะห์สาเหตุของการสะดุดของตัวเก็บประจุ

วิเคราะห์สาเหตุของอุบัติเหตุทริปเบรกแตกอย่างรวดเร็วของตัวเก็บประจุ และนำมาตรการที่เกี่ยวข้องมาใช้ คำสำคัญ: กระแสฮาร์มอนิก; โอเวอร์โหลด 110 kV Zhanghe Substation 10 kV บัสเปิดการป้องกันเดลต้ามีสัญญาณกราวด์เฟสเดียวประมาณ 1 วินาทีต่อมาการดำเนินการป้องกันตัวเก็บประจุแตกอย่างรวดเร็วเมื่อเจ้าหน้าที่บำรุงรักษารีบไปที่เกิดเหตุพบเปลือกของตัวเก็บประจุกลุ่มแรก เห็นได้ชัดว่าโป่งและผิดรูป วิเคราะห์สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุที่ทำให้ตัวเก็บประจุหยุดทำงานอย่างรวดเร็ว และปรับปรุงอุปกรณ์รองรับ เพิ่มอุปกรณ์ป้องกันที่จำเป็นเพื่อให้อุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟทำงานได้อย่างราบรื่น 1 การวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลว 1.1 แผนภาพการเดินสายไฟหลักการพื้นฐานของตัวเก็บประจุแบบขนาน [align=center] รูปที่ 1 แผนภาพการเดินสายหลักเบื้องต้น[/align] ตัวเก็บประจุชดเชยสถานีย่อย 5000 kvar แบ่งออกเป็น 4 กลุ่มของการสลับอัตโนมัติหลัก แผนภาพการเดินสายไฟหลักแสดงในรูปที่ 1 ตัวเก็บประจุแต่ละกลุ่มมีความจุ 1250 kvar รุ่นตัวเก็บประจุคือ BAM11-1250-3W และเครื่องปฏิกรณ์เชื่อมต่อกับด้านแหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ 4 ชุดมีชุดอุปกรณ์ป้องกันทั้งหมด: ตัวป้องกันติดตั้งระบบป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟเกิน แรงดันไฟเกิน และการป้องกันการสูญเสียแรงดันไฟ ฟิวส์ภายในถูกตั้งค่าไว้สำหรับการป้องกันความผิดพลาดภายในของตัวเก็บประจุ อุปกรณ์สนับสนุนประกอบด้วย: ตัวเก็บประจุแบบสวิตชิ่งเป็นเครื่องตัดวงจรสุญญากาศซึ่งติดตั้งในตู้กลางขนาด 10 kV แต่ละกลุ่มเป็นคอนแทคเตอร์ AC แบบสุญญากาศติดตั้งตัวดักจับโลหะออกไซด์บนบัสตัวเก็บประจุและเชื่อมต่อทีวีหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า ขนานกับตัวเก็บประจุตัวแรกและตัวสุดท้าย ที่ปลายทั้งสอง จุดกลางจะเชื่อมต่อกับจุดที่เป็นกลางของตัวเก็บประจุ และขดลวดปฐมภูมิจะเชื่อมต่อกับด้านแหล่งจ่ายไฟเป็นเครื่องปฏิกรณ์แกนเหล็กสำหรับการคายประจุ และอัตราการเกิดปฏิกิริยาคือ 6% 1.2 การวิเคราะห์ความล้มเหลวของธนาคารตัวเก็บประจุ ธนาคารตัวเก็บประจุใช้วิธีการเชื่อมต่อแบบดาวที่ใช้กันทั่วไป เปลือกตัวถังทั่วไปสามเฟสเชื่อมต่อกับโครงเหล็กเดียวกัน และโครงต่อสายดิน โครงสร้างภายในของตัวเก็บประจุเป็นโครงสร้างสี่สายซึ่งส่วนประกอบหลายชิ้นเชื่อมต่อกันแบบขนานและมีการตั้งค่าการป้องกันฟิวส์ภายในไว้ เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงและเจ้าหน้าที่โรงงานทำการผ่าตัวเก็บประจุที่เสียหาย และพบว่าฟิวส์ภายในทั้งสองตัวในเฟส A และ B ของตัวเก็บประจุที่เสียหายถูกเป่า หลังจากการวิเคราะห์อย่างจริงจังเกี่ยวกับการแตกของเปลือกนอก เชื่อกันว่าหลังจากฟิวส์สองอันในเฟสเดียวถูกเป่า ซองด้านนอกจะได้รับความเสียหาย เมื่อเปลือกหุ้มด้านนอกได้รับบาดเจ็บ การดำเนินการระยะยาวจะพัฒนาเป็นการแตกของเปลือกคู่หนึ่งและพัฒนาเป็นการต่อลงดินแบบเฟสเดียว เนื่องจากการกราวด์เฟสเดียวเป็นการต่อกราวด์อาร์คที่ไม่เสถียร เฟสเสียงจึงสร้างแรงดันไฟเกินและเฟสอื่นก็มีฟิวส์ขาด 2 ตัว และซีลด้านนอกได้รับบาดเจ็บ ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของการแยกเปลือกคู่หนึ่งภายใต้ผลกระทบของแรงดันไฟเกิน ทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส การทำงานที่เชื่อถือได้ แต่ผลกระทบจากความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรขนาดใหญ่ยังคงทำให้เกิดความเสียหายต่อตัวเก็บประจุในระดับหนึ่งและทำให้เปลือกตัวเก็บประจุเสียหายอย่างรุนแรง อุบัติเหตุนี้ส่วนใหญ่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่พบฟิวส์ภายในที่ขาด สาเหตุของฟิวส์ภายในขาดคือกระแสเกินของตัวเก็บประจุ แรงดันไฟเกินและฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดกระแสเกินของตัวเก็บประจุ เนื่องจากการป้องกันโดยรวมของธนาคารตัวเก็บประจุ มีการตั้งค่าการป้องกันแรงดันไฟเกิน และอุปกรณ์สลับอัตโนมัติจะเปิดและปิดตามแรงดันไฟและตัวประกอบกำลัง ดังนั้นเนื่องจากความผิดปกติของระบบ จึงไม่น่าเป็นไปได้มากที่ฟิวส์ภายในจะถูกเป่าเนื่องจากแรงดันไฟเกิน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสลับตัวเก็บประจุบ่อยครั้ง แม้จะมีการติดตั้งตัวจับโลหะออกไซด์ แรงดันไฟเกินที่เกิดจากการเปิดและปิดถูกจำกัดไว้ที่ช่วงหนึ่ง แต่ผลสะสมของแรงดันไฟเกินในการทำงานอาจทำให้ตัวเก็บประจุเสียหายและทำให้ฟิวส์ภายในเสียหาย ระเบิด นอกจากนี้ เนื่องจากมีโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นจำนวนมากในโครงข่ายไฟฟ้า ฮาร์โมนิกในโครงข่ายไฟฟ้าจึงมีเนื้อหาบางอย่าง สถานีย่อย Zhanghe 110 kV ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟสำหรับผู้อยู่อาศัยในเขตชานเมือง และส่วนใหญ่ใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรม นอกจากสายการผลิตเฉพาะทางอุตสาหกรรมขนาด 10 kV แล้ว ยังมีผู้ใช้ในอุตสาหกรรมบางราย เช่น โรงงานเคมีขนาดเล็กและโรงหล่อในสายการผลิต 10 kV อื่นๆ ผู้ใช้เหล่านี้อาจผลิตไฟฟ้าได้ ฮาร์มอนิก แม้ว่าจะมีการสร้างฮาร์โมนิกน้อยในแต่ละครัวเรือน แต่กระแสฮาร์มอนิกขนาดใหญ่สามารถป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งจะเป็นการเพิ่มระดับของฮาร์โมนิกในโครงข่ายไฟฟ้า และส่งผลต่อการทำงานอย่างปลอดภัยของอุปกรณ์โครงข่ายไฟฟ้า เนื่องจากอุปกรณ์ชดเชยกำลังรีแอกทีฟของสถานีย่อยนี้ติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรมที่มีอัตรารีแอกแตนซ์ 6% แม้ว่าอัตราการรีแอกแตนซ์ที่ 6% สามารถยับยั้งฮาร์มอนิกที่ 5 และสูงกว่าได้ แต่ก็ทำให้เครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรมและฮาร์มอนิกที่ 3 อิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุชดเชยจะกลายเป็น capacitive และปรากฏการณ์ของการขยายกระแสฮาร์มอนิกเกิดขึ้นซึ่งทำให้ตัวเก็บประจุโอเวอร์โหลด แม้ว่าบัสจะถูกครอบงำโดยฮาร์มอนิกที่ 5 แต่เนื้อหาฮาร์มอนิกที่ 3 นั้นไม่สูงมาก และหลังจากติดตั้งตัวเก็บประจุแล้ว อิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุจะขยายเนื้อหาฮาร์มอนิกที่ 3 ดั้งเดิม ซึ่งอาจทำให้ฟิวส์ภายในระเบิด เนื่องจากการป้องกันทั้งหมดถูกตั้งค่าไว้ที่ 1.3 เท่าของกระแสพิกัดของตัวเก็บประจุทั้งสี่กลุ่ม มีบางกรณีมากที่ตัวเก็บประจุทั้งสี่กลุ่มถูกนำไปใช้งาน เมื่อเนื้อหาฮาร์มอนิกสูงเกินไปในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การป้องกันกระแสเกินทั้งหมดจะไม่ทำงาน ทำให้ฟิวส์ในบางเฟสระเบิด และไม่สามารถตรวจจับฟิวส์ได้ทันเวลาหลังจากที่ฟิวส์ขาด ซึ่งนำไปสู่การขยายตัว ของอุบัติเหตุและทำให้การเดินทางหยุดชะงักอย่างรวดเร็ว จากมุมมองของการกำหนดค่าการป้องกัน การป้องกันความผิดพลาดภายในของตัวเก็บประจุจะตั้งค่าการป้องกันฟิวส์ภายในเท่านั้น แต่ไม่ได้ตั้งค่าการป้องกันสำรองที่ทำให้เกิดการขยายตัวของการป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุลจากอุบัติเหตุ ดังนั้นฟิวส์ภายในจึงไม่สามารถทำงานได้ พบได้ทันท่วงทีหลังจากฟิวส์ภายในถูกเป่า ส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุสะดุดสะดุดล้ม ดังนั้นการกำหนดค่าการป้องกันที่ไม่สมบูรณ์จึงเป็นสาเหตุหลักของการขยายตัวของอุบัติเหตุของตัวเก็บประจุ นอกจากนี้ การวัดค่าความจุไฟฟ้าที่ไม่ปกติก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อุบัติเหตุขยายตัวได้เช่นกัน เนื่องจากปฏิกิริยาที่ตรงที่สุดของอุปกรณ์ภายในของตัวเก็บประจุคือการเปลี่ยนแปลงของความจุ และวิธีการวัดความจุเป็นแบบย้อนกลับ เมื่อวัดความจุของตัวเก็บประจุ จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการวัดในการถอดสายเชื่อมต่อ ความล้มเหลวของการรั่วไหลของน้ำมันท่อเกิดขึ้นเนื่องจากแรงของท่อ ดังนั้น ตั้งแต่เริ่มให้บริการ เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงไม่เคยทำการวัดความจุ และไม่มีการป้องกันความล้มเหลวภายในของตัวเก็บประจุปฏิกิริยา เมื่อฟิวส์ภายในแต่ละตัวขาดหายไป จะไม่สามารถค้นหาได้ทันเวลา ทำให้อุบัติเหตุขยายออกไป 2 มาตรการปรับปรุง 2.1 ติดตั้งระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดในแต่ละวงจรการจัดกลุ่ม เนื่องจากมีการตั้งค่าการป้องกันกระแสเกินเมื่อใช้งานตัวเก็บประจุทั้ง 4 กลุ่ม ปรากฏการณ์กระแสเกินที่เกิดจากการขยายกระแสฮาร์มอนิกแบบกลุ่มจะช้าหรือไม่ตอบสนอง ดังนั้นในแต่ละวงจรการจัดกลุ่ม ติดตั้งระบบป้องกันการโอเวอร์โหลด เนื่องจากคอนแทคเตอร์ AC สามารถตัดกระแสโหลดได้ภายใต้สภาวะปกติเท่านั้น และไม่สามารถทำลายกระแสไฟฟ้าขัดข้องได้ ให้เปลี่ยนคอนแทคเตอร์ AC ด้วยเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ ZN-28 เมื่อเนื้อหาฮาร์มอนิกสูงก็จะทำหน้าที่ในการเดินทาง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายฮาร์มอนิกต่อตัวเก็บประจุและฟิวส์ภายในขาด 2.2 ติดตั้งระบบป้องกันแรงดันไฟแบบ open delta ในแต่ละวงจรการจัดกลุ่ม เมื่อฟิวส์ขาดในเฟสหนึ่งของตัวเก็บประจุ ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนไป ซึ่งไม่เท่ากับค่ารีแอกแตนซ์ที่เข้ากันได้อีกสองค่า ทำให้เกิดความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสที่ผิดพลาดและเฟสปกติ ดังนั้นจึงมีการติดตั้งรีเลย์แรงดันไฟต่ำที่สามเหลี่ยมเปิดของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันของแต่ละวงจรการจัดกลุ่ม เมื่อฟิวส์ขาดในเฟสเดียว แรงดันไฟไม่สมดุลจะปรากฏขึ้นที่สามเหลี่ยมเปิดและจะมีสัญญาณเตือนออกมา อุปกรณ์สามารถสะท้อนความผิดพลาดภายในของตัวเก็บประจุได้อย่างแม่นยำ และไม่ได้รับผลกระทบจากการต่อสายดินของระบบและแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุลของระบบ และตัวเก็บประจุที่ได้รับบาดเจ็บสามารถนำออกจากการทำงานได้ทันเวลา 2.3 การวัดค่าความจุเป็นระยะ ในมุมมองของความยากลำบากในการวัดค่าความจุ ได้มีการซื้ออุปกรณ์การวัดขั้นสูง และใช้สะพานเก็บประจุอัตโนมัติเพื่อวัดความจุของตัวเก็บประจุธนาคารและตัวเก็บประจุตัวเดียวอย่างสม่ำเสมอโดยไม่ต้องถอดสายเชื่อมต่อ การวัดนั้นง่าย รวดเร็ว แม่นยำ และเชื่อถือได้ เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาวัดความจุอย่างสม่ำเสมอ เมื่อฟิวส์ภายในแต่ละเฟสของตัวเก็บประจุถูกเป่า ความจุจะเปลี่ยนไป เมื่อความจุที่วัดได้ลดลงมากกว่า 3% ตัวเก็บประจุที่ได้รับบาดเจ็บจะถูกนำออกจากการทำงานทันเวลา 3 ข้อสังเกตสรุป ความประมาทในการออกแบบและการบำรุงรักษาอาจก่อให้เกิดอันตรายที่ซ่อนเร้นต่อการทำงานอย่างปลอดภัยของตัวเก็บประจุ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าการป้องกันอย่างสมบูรณ์ วัดความจุอย่างสม่ำเสมอ และป้องกันความล้มเหลวเล็กน้อยเพื่อลดหรือหลีกเลี่ยงการขยายตัวของอุบัติเหตุของตัวเก็บประจุ เพิ่มความพร้อมใช้งานของตัวเก็บประจุ และขยายตัวเก็บประจุ อายุการใช้งาน.