Tratamiento de emergencia para fugas de gas de hexafluoruro de azufre en GIS durante la operación
Introducción a la estructura y equipos de la subestación de Kuiwen: distribución de energía interior, sala de alto voltaje de 220 kV (arriba): Fábrica de interruptores de alto voltaje de Pingdingshan GIS, equipo de sala de alto voltaje de 110 kV (abajo): Xi'an Productos de la empresa High Voltage Electrical Appliance Research Institute Co., Ltd., sala de alto voltaje de 10 KV (planta baja sur): productos Wuzhou ABB, 1 transformador principal y sala de ventilación (planta baja central).
Resumen de la inspección de primavera de 2009: La presión del gas en el GIS de 110 kV cayó y el bajo voltaje del equipo dio la alarma, lo que indica que la tasa de fuga de gas durante todo el año no cumplió con el estándar de trazas de agua en el; las cámaras de gas del GIS de 110KV y del GIS de 220KV excedieron el estándar; 1 transformador principal tuvo fugas de aceite. El informe de mantenimiento lo proporciona Weifang Power Supply Company. Las tareas de mantenimiento son realizadas por Weifang Power Transmission and Transformation Engineering Company (excluyendo el período de garantía del proyecto, que pertenece al alcance de la eliminación de defectos), el fabricante y el sitio de inspección de Weifang Electric Power Bureau.
(1) Análisis de fallas y medidas preventivas por la caída de presión del gas en la cámara de aire interna del aislador combinado SF6 completamente cerrado
1. aislador cerrado producido por Goxi El dispositivo de aislamiento combinado SF6 incluye múltiples compartimentos de salida y compartimentos PT. Concéntrese principalmente en la cámara de aire de entrada y la cámara de aire del interruptor de aislamiento en el equipo.
2. Medios de detección de fallas: el estándar de densidad de gas del equipo de la estación Kuiwen es de 0,52 MPa para la cámara de gas del disyuntor y de 0,42 MPa para otras cámaras de gas sin función de extinción de arco. Cuando la presión del gas en la cámara de gas cae, por un lado, el manómetro de gas del equipo experimentará una caída irrazonable, es decir, la tasa anual de fuga de gas excede el estándar nacional (la confiabilidad de la detección es baja, principalmente debido a grandes errores de medición, que se ven afectados por grandes cambios en la temperatura ambiente). Por otro lado, el equipo puede enviar telemetría, señalización remota y otras señales de protección a través de dispositivos de protección de relés (relés de densidad de gas), y la densidad del gas se puede monitorear de manera oportuna a través de la máquina de fondo. Cuando los componentes del equipo con resistencia mecánica débil, como los instrumentos, se dañan, provocando una fuga de una gran cantidad de gas SF6, el dispositivo de alarma de gas instalado en la cámara de alta presión se activará y enviará una señal de alarma.
3. Posibles consecuencias de una presión anormal del gas GIS:
(1) Como medio aislante con alta resistencia de aislamiento, el gas SF6 es el componente principal del aislamiento del equipo. Cuando cae la presión del gas, la resistencia del aislamiento del dispositivo disminuye. Se reduce la capacidad de GIS para soportar sobretensiones. Cuando la presión del gas cae más allá de un cierto umbral, GIS ni siquiera puede garantizar la resistencia del aislamiento del voltaje de frecuencia industrial (debido al dispositivo de protección automática, esto no sucederá a menos que sea en circunstancias extremas. Los conductores internos del equipo se descargarán). la carcasa del equipo, causando daños a la tierra. Si el dispositivo de protección del relé no actúa a tiempo para eliminar la pieza defectuosa, la falla puede convertirse en una falla entre fases, causando vibraciones internas en el sistema y una enorme fuerza electromotriz que daña el equipo eléctrico.
(2) El gas SF6 no solo es una parte importante del aislamiento del equipo, sino también el principal medio de extinción del arco en la cámara de gas del disyuntor GIS. Cuando la presión del gas en la cámara de gas del disyuntor cae, su capacidad de extinción del arco disminuirá, y si la presión del gas en la cámara de gas del disyuntor cae más allá de un cierto umbral, la capacidad de extinción del arco del gas disminuirá seriamente. En este momento, el dispositivo de protección del relé bloqueará la función de apertura y cierre del disyuntor, provocando que desaparezca la capacidad del circuito de cierre. Si el dispositivo de protección no bloquea la función de apertura y cierre del disyuntor y la operación de apertura y cierre del disyuntor ocurre en este momento, ya que el arco no se puede cortar dentro del tiempo y espacio efectivo, si el arco toca el carcasa del equipo, causará daños al equipo eléctrico correspondiente.
4. Análisis teórico: (1) Análisis del gas SF6 a alta presión: Según la curva de la ley de Paschen, en condiciones de alta presión, la densidad del gas aumenta, el camino libre medio de los electrones se acorta y los electrones colisionan. en dos colisiones adyacentes la probabilidad de acumular suficiente energía disminuye, es decir, aumenta la dificultad de ionización y aumenta el voltaje de descarga. (2) Análisis de las razones por las que se utiliza SF6 como medio aislante: SF6 tiene una fuerte electronegatividad y absorbe fácilmente electrones altamente activos para formar moléculas negativas estables, lo que debilita el proceso de carga del gas y aumenta el voltaje de descarga que tiene una sustancia química estable; propiedades y alta resistencia de aislamiento eléctrico gas SF6 Tiene un excelente rendimiento de extinción de arco y su capacidad de extinción de arco es 100 veces mayor que la del aire.
5. Método de tratamiento básico: Porque la estrategia adoptada sigue siendo el mantenimiento preventivo.
Por lo tanto, el método es más tradicional, que consiste en encontrar el punto de fuga del caparazón del GIS y luego repararlo. Durante el proceso de mantenimiento, se utiliza el método de agrupamiento tradicional para determinar el área de fuga de aire de la cámara de fuga de aire del aparato combinado. Después de determinar el área, use la sonda detectora de fugas SF6 para escanear el área donde ocurre la fuga para encontrar el punto de fuga (en general, cuando se confirma básicamente la ubicación del punto de fuga, se puede usar el método de aplicar pompas de jabón para determinar más confirmar). Los puntos de fuga se distribuyen principalmente en las conexiones de la cámara de aire, que son propensas a sufrir fugas cuando están marcadas con cinturones verdes (conexiones de la cámara de ventilación bifásica). Esto es fácil de entender físicamente. En este caso, la superficie de la junta metálica se sella durante el montaje mediante un anillo de sellado y un sellador. Si la calidad del anillo de sellado es deficiente o el sellador se aplica de manera desigual y el torque en los tornillos de apriete es desigual, puede provocar la aparición y desarrollo de puntos de fuga. Otro lugar donde se encuentran fácilmente las fugas es la conexión entre la interfaz del instrumento y el cuerpo de la válvula autosellante. Esto es causado por la estructura mecánica. Además, durante las reparaciones, se descubrió que había una fuga en el terminal del cable de una cámara de aire y una fuga en la pared de la otra cámara de aire. Una vez encontrado el punto de fuga, el punto de fuga en la interfaz se puede eliminar reapretando y reemplazando el anillo de sellado. El punto de fuga del terminal del cable es un cable de alto voltaje de 110 KV, lo que requiere que el fabricante vuelva a fabricar el terminal del cable para el punto de fuga en la pared del cilindro, busque un fabricante especializado para soldar y reparar el punto de fuga (la soldadura); lo completa una persona dedicada para evitar cambios razonables en el interior de la pared del cilindro GIS debido a la alta temperatura, lo que provoca la descomposición de impurezas en el cilindro y daña gravemente el entorno de aislamiento dentro de la cámara de aire).
6. Comprensión y opiniones sobre los métodos de monitoreo de fallas de fugas de aire y las medidas preventivas.
El uso de relés de densidad de gas para transmitir señales de densidad de gas al equipo de protección de relés puede considerarse un método de monitoreo. Sin embargo, este método de monitoreo tiene ciertas limitaciones, principalmente porque la densidad y la actividad del gas se ven afectadas por la temperatura o la vibración. Especialmente para la cámara de aire del disyuntor, el mecanismo de acción provocará grandes vibraciones del disyuntor en el momento de abrir, cerrar y disparar cuando la temperatura es diferente, la actividad y el coeficiente de expansión del gas también son diferentes. Cabe señalar que la posición de instalación del relé de densidad del gas tiene cierta influencia en la precisión de la medición. Creo que para el monitoreo de fugas de gas se deben considerar los siguientes puntos:
(1) Considere el impacto de la vibración o separación externa en los errores de medición y los métodos para corregir esta interferencia. Lo más básico es comparar los parámetros relevantes de los disyuntores que no funcionan cuando se utilizan varios disyuntores.
(2) Considere los cambios en la densidad y la presión del gas a diferentes temperaturas, y considere la distribución de la temperatura del gas en diferentes lugares dentro del disyuntor cuando la estación y el clima cambian, considere la distribución de la densidad del gas; .
(3) Combinar otras señales para determinar la fuga de aire: como tomar la corriente a través del conductor (calentamiento por resistencia) como consideración la síntesis de la señal de descarga parcial y la señal de concentración de gas durante la descarga parcial interna; Por supuesto, estos dependen del procesamiento de señales y su proceso de análisis inteligente.
(4) Método de detección y monitoreo simultáneo: actualmente existe un detector de fugas de gas SF6 con cámara láser, que se dice que es muy sensible. Desde un punto de vista económico, puede utilizarse como complemento al seguimiento online. Además, los puntos débiles de la cámara de aire también tienen ciertas características, lo que proporciona un método de procesamiento rápido para este método de detección.
(5) Creo que lo más importante es diagnosticar situaciones en las que una fuga rápida de gas puede provocar fallos graves. Este diagnóstico debe ser rápido y preciso. Por ejemplo, el gas se escapa rápidamente, el conductor se ha descargado (cambios de temperatura) y el equipo no está equipado con una protección de acción rápida de alta sensibilidad (como una protección diferencial longitudinal).
En cuanto a la prevención de tales fallas, creo que deberíamos centrarnos en los dos aspectos siguientes:
(1) Mejorar la precisión del procesamiento de los equipos del sistema de energía y mejorar los materiales utilizados en Equipo SIG. Un ejemplo es el uso de temperaturas ultrabajas para el montaje eléctrico.
(2) Mejorar el nivel operativo de los operadores de construcción eléctrica y operar en estricta conformidad con procedimientos completos.
(2) Análisis de fallas y medidas preventivas por contenido excesivo de humedad en la cámara de aire del aislador combinado SF6 completamente cerrado.
1. Problema: Este problema es más grave en el GIS de 110 KV producido por la fábrica de interruptores de alto voltaje de Pingdingshan también tiene cámaras de aire PT de intervalo con humedad excesiva.
2. Métodos de monitoreo de fallas: Los estándares para micro agua tienen diferentes regulaciones en diferentes tipos de cámaras de aire. Puede consultar las regulaciones pertinentes. La estación se prueba en el sitio de mantenimiento y la condición del microagua de la cámara de aire se obtiene mediante un microprobador de agua. A juzgar por la configuración de la señalización remota de protección del relé, no hay ninguna señal de señalización remota de microagua. Por lo tanto, durante este mantenimiento y funcionamiento normal de la estación, se utiliza el método de monitoreo fuera de línea para monitorear la microagua.
(Nota: según las regulaciones, la detección de microagua del gas recién inyectado debe realizarse 24 horas después de completar el inflado)
3 Los peligros del exceso de microagua: En circunstancias normales, SF6. El gas tiene buenas propiedades de aislamiento y rendimiento del arco de incineración, pero cuando la humedad de la atmósfera invade el interior de la cámara de gas o se escapa del medio en la pared de la cámara de gas, la humedad en el gas SF6 aumentará. Una consecuencia consiguiente es una reducción significativa de la resistencia eléctrica del gas. Especialmente en la cámara de aire con arco en el disyuntor, el gas SF6 producirá reacciones físicas y químicas bajo la acción combinada del arco y la humedad, produciendo eventualmente productos químicos altamente tóxicos como el ácido fluorhídrico y el ácido sulfúrico, que corroerán el material aislante del El disyuntor o los materiales metálicos degradan el aislamiento. Además, cuando el contenido de microagua excede seriamente el estándar, puede incluso provocar que el conductor se descargue en la pared del cilindro y provocar una descarga disruptiva en la superficie interna de la pared del cilindro. Si no se trata a tiempo, eventualmente provocará accidentes eléctricos.
4. Análisis teórico.
Desde la perspectiva del diseño del aislamiento, esperamos que el aislamiento del equipo principal sea lo más uniforme posible. Para el gas SF6, sus excelentes propiedades de aislamiento sólo pueden lograrse plenamente en un campo eléctrico uniforme. Cuando el gas contiene humedad, se excita mediante arcos y descargas parciales, y el SF6 se descompone térmicamente para producir azufre y flúor. Estas impurezas reaccionan con el oxígeno y el hidrógeno producidos por la división del agua para producir ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico y fluoruros metálicos. Estas impurezas corroerán la pared interior del cilindro, destruirán la uniformidad del campo eléctrico y destruirán el aislamiento. Por lo tanto, GIS tiene requisitos estrictos para el control de la humedad y las impurezas.
Comprensión personal: para analizar la humedad que contiene SF6, podemos aprender de la teoría de la descomposición del dieléctrico líquido, como el análisis de la "teoría del puente pequeño". Las impurezas causadas por la humedad interna formarán áreas desiguales de aislamiento en la estructura de aislamiento originalmente casi uniforme, que parece un "pequeño puente" que reduce el nivel de aislamiento, y esta área de "pequeño puente" es la deficiencia del "barril corto".
5. Análisis de los motivos del contenido excesivo de trazas de agua:
(1) La calidad de los productos de gas SF6 no está calificada. Es decir, el gas nuevo inyectado en el equipo no está calificado, lo que se debe principalmente a la mala detección del gas nuevo por parte de la planta de producción, el entorno de transporte y almacenamiento no calificado y el tiempo de almacenamiento demasiado prolongado.
(2) Cuando el disyuntor se llenó con gas SF6, entró humedad, principalmente porque el personal no operó de acuerdo con las regulaciones y requisitos de operación de mantenimiento.
(3) Humedad aportada por el aislamiento térmico. El fabricante no secó el aislamiento antes del montaje o no lo secó. Durante el mantenimiento, el aislamiento queda expuesto al aire y se moja.
(4) La humedad penetra a través de las juntas selladas. La presión del agua exterior es mayor que la presión del agua dentro de la cámara de aire. La humedad se filtra a través de las juntas de las paredes de la tubería.
(5) El agua penetra en los puntos de fuga. Los puntos de fuga, como entradas de aire, juntas de tuberías, bridas y orificios para arena en piezas de fundición de aluminio, son canales para que el agua penetre en el disyuntor y el vapor de agua del aire penetra gradualmente en el equipo.
(6) El proceso de instalación eléctrica no se realizó de acuerdo con la temperatura y humedad especificadas en la normativa.
(7) Los agentes higroscópicos gaseosos se ven afectados por la humedad. Esto generalmente tiene menos impacto, porque el adsorbente intacto se envasa al vacío y, cuando se encuentran anomalías en el envasado al vacío, no se utiliza el adsorbente.
6. El método básico para el exceso de agua traza: descargar directamente a la atmósfera el gas de la cámara de aire con exceso de agua traza (según la normativa, debe recuperarse mediante el dispositivo de recuperación de SF6, pero debido a el alto costo de recuperación y purificación, se limita a la operación ilegal); reemplazar el adsorbente (el nuevo adsorbente intacto se envasa al vacío, es mejor calentarlo en el horno antes de reemplazarlo, use una bomba de vacío para evacuarlo hasta que salga negativo); La presión en la cámara de aire alcanza el estándar especificado (porque el grado de vacío se mide con un vacuómetro Maxwell, que no es exacto. El número de indicación del vacuómetro de la bomba de vacío no es confiable, por lo que el grado de vacío es mayor que el margen especificado en la normativa Además, al medir el grado de vacío con un vacuómetro Maxwell, se debe estandarizar la operación para evitar que el mercurio del medidor ingrese al cilindro a través de la válvula autosellante, provocando un mayor accidente de aislamiento). seque la cámara de gas inyectando nitrógeno seco; luego aspire hasta que alcance el estándar, inyecte gas SF6 nuevo (preste atención a la marca del gas al inyectar gas y trate de no mezclar gases de diferentes fabricantes) Mezcle, trate de no mezclar gas nuevo. con gas viejo).
7. Conocimiento y opiniones sobre métodos de seguimiento y medidas preventivas del exceso de humedad en SIG.
Limitado a mi propia comprensión y práctica, sé muy poco sobre los métodos de monitoreo de microagua SIG que exceden el estándar. En mi opinión, el monitoreo en línea de microagua GIS solo se refiere a métodos de detección similares a la humedad del aceite del transformador o la humedad del hidrógeno del generador enfriado por hidrógeno. Para la detección de microagua, el método habitual de detección fuera de línea es utilizar un medidor de punto de rocío. El monitoreo se puede lograr instalando un sensor de punto de rocío, es decir, un sensor de humedad, en el equipo, pero también existen consideraciones económicas y de viabilidad.
Estos también dependen del desarrollo de nuevas tecnologías de sensores y de los avances en la tecnología de las comunicaciones.
En cuanto a la prevención de tales fallas, creo que deberíamos centrarnos en los dos puntos siguientes:
(1) Mejorar la calidad y la tecnología de producción de productos eléctricos y productos relacionados, como Como el uso de válvulas de inflado autosellantes GIS son un buen ejemplo.
(2) Es crucial mejorar el nivel operativo del personal de construcción de energía eléctrica.
(3) Mejorar el nivel de automatización de la red eléctrica y centrarse en el desarrollo de tecnología de monitoreo en línea para equipos eléctricos.
Conclusión: A juzgar por el proceso de esta inspección de primavera, se debe prestar atención a los siguientes puntos en la construcción y operación del sistema eléctrico: 1. Elija sabiamente los productos eléctricos. Durante este mantenimiento y operación, la calidad del producto de Gaoxiyuan se comparó con la calidad del producto de las cuatro principales fábricas de interruptores de alto voltaje (Shen Kai y Kaisi). Mala calidad del producto; 2. Mejorar la calidad de los operadores del sistema eléctrico y gestionarlos estrictamente. Muchas fallas son causadas por operaciones ilegales por parte de los operadores durante la construcción u operación. 3. Investigar la tecnología de detección de fallas durante la operación del sistema de energía para mejorar el nivel de automatización de la operación del sistema de energía.