تركز هذه الحالة على وجود خلل في تحليل كروماتوغرافيا زيت المحول الرئيسي لمحطة كهربائية بجهد 500 كيلوفولت، تم اكتشافه في المرحلة «ب» من المحول الرئيسي رقم 1. وقد تم الكشف عن الغازات المذابة غير الطبيعية خلال اختبارات الصيانة الوقائية، مما يشير إلى احتمال حدوث ارتفاع في درجة الحرارة داخل المحول أو خطر حدوث تفريغ كهربائي، الأمر الذي استلزم إجراء فحص ومراقبة فوريين.

أولاً: معلمات المعدات

المعدات المعطلة هي المرحلة «ب» من المحول الرئيسي رقم 1 في محطة فرعية بجهد 500 كيلوفولت. وفيما يلي قائمة بالمعلمات الرئيسية:

1. اسم الجهاز: المحول الرئيسي رقم 1، الطور ب
2. الطراز: SUB
3. تاريخ التصنيع: 2004
4. السعة المقدرة: 334/334/100 ميجا فولت أمبير
5. نسبة الجهد المقنن: 525/242/34.5
6. التيار المقنن: 1102/2391/2899 أمبير
7. وضع تنظيم الجهد: مبدل المخرجات خارج الدائرة (OCTC)

ثانياً: وصف عطل المعدات

تم اكتشاف العيب أثناء اختبارات الصيانة الوقائية للمحول الرئيسي رقم 1 التي أجراها فريق الكيمياء في ظروف جوية صافية، حيث بلغت درجة الحرارة المحيطة 28 درجة مئوية والرطوبة النسبية 54%. تم الكشف عن بيانات غير طبيعية في تحليل الزيت الكروماتوغرافي للمرحلة ب. وبالمقارنة مع نتائج الاختبار التي تم الحصول عليها في 24 مايو، ارتفعت تركيزات الأسيتيلين (0.39 ميكرولتر/لتر) والميثان والإيثيلين وإجمالي الهيدروكربونات القابلة للاحتراق في زيت المحول بشكل ملحوظ. وبلغ معدل توليد الغاز النسبي للهيدروكربونات الإجمالية 79.44%، وهو ما يتجاوز بكثير عتبة الإنذار البالغة 10% المحددة في القواعد ذات الصلة.

عمل المحول تحت حمل مرتفع نسبيًا خلال الفترة غير العادية. وبلغ الحمل التشغيلي الأقصى 902 ميغاواط في الساعة 16:00 من يوم 21 يونيو. وكان التشغيل تحت حمل ثقيل لفترات طويلة أحد العوامل التي ساهمت في حدوث هذه الحالة غير العادية.

تكوين تشغيل شبكة 220 كيلوفولت في 6 أغسطس

تعمل قضبان التوصيل الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت وفقًا لنظام التشغيل المقسم “1+3”:

• قضيب التوصيل الأول: متصل بالمحول الرئيسي رقم 1، وخطي «غوانتشينغ جيا» و«يي»، وخط «غواندا جيا»
• قضيب التوصيل الثاني: متصل بالمحول الرئيسي رقم 2، والمحول الرئيسي رقم 2، وخطي «غوانبي جيا» و«يي»، وخطي «غوانهي جيا» و«يي»، وخط «غواندا يي»
• قضيب التوصيل V: متصل بالمحول الرئيسي رقم 3، وخط «غوانشين جيا»، وخط «غوانجينغ جيا»، وخط «غوانشوي جيا» (قاطع الدائرة في وضع الاستعداد الفعلي، والخط مزود بالطاقة عند المحطة الطرفية البعيدة)، وخط «غوانبينغ جيا»
• قضيب التوصيل VI: متصل بالمحول الرئيسي رقم 4، وخط «غوانشين يي»، وخط «غوانجينغ يي»، وخط «غوانشوي يي» (قاطع الدائرة في وضع الاستعداد الفعلي، والخط مزود بالطاقة من المحطة الطرفية البعيدة)، وخط «غوانبينغ يي»

حالة تشغيل معدات التبديل الكهربائية: قاطع الدائرة الرابطة 2056 وقاطع الدائرة الفرعية 2026 قيد الخدمة؛ أما قاطع الدائرة الرابطة 2012 وقاطع الدائرة الفرعية 2015 فهما في حالة الاستعداد الفوري. ويجب التأكيد على أن القضيب المجمع I بجهد 220 كيلو فولت يمكنه تشكيل حلقة تشغيل مغلقة مع القضبان المجمعة II وV وVI عبر خطوط غواندا جيا وي.

ثالثاً: تحليل الأعطال

1. التحليل الأولي للأسباب

بناءً على بيانات الاختبارات الميدانية والآراء الفنية الصادرة عن الشركة المصنعة للمعدات، يُعزى اكتشاف وجود الأسيتيلين في الزيت الخاص بالمرحلة «ب» من المحول الرئيسي رقم 1 في المقام الأول إلى ارتفاع درجة حرارة الأجزاء المعدنية الداخلية. وقد تم في البداية فحص ستة أسباب جذرية محتملة:

1. تؤدي الهياكل البارزة داخل المعدات إلى حدوث تفريغ كهربائي مفاجئ أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى تحلل الزيت العازل وتوليد غاز الأسيتيلين.
2. تؤدي الشوائب المعدنية المختلطة في زيت المحولات إلى حدوث تفريغ للشوائب تحت تأثير مجال كهرومغناطيسي قوي، مما ينتج عنه الأسيتيلين.
3. توجد عيوب خفية ناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة في نقاط التوصيل، بما في ذلك وصلات الأسلاك الداخلية ومنافذ مبدل المراحل خارج الدائرة في المحول الرئيسي، مما يؤدي إلى تحلل الزيت وتوليد الغاز.
4. تحدث التفريغات الشرارية على المكونات المعدنية، مثل صواميل الشد الداخلية وقضبان اللولب، التي توجد بينها فروق في الجهد الكهربائي، مما يؤدي إلى توليد غاز الأسيتيلين.
5. يؤدي التشغيل تحت أحمال ثقيلة لفترات طويلة، بالإضافة إلى عدم توازن الحمل والجهد بين الأطوار، إلى تشبع مغناطيسي في القلب وارتفاع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تحلل الزيت العازل.
6. يؤدي احتكاك المحامل والدوران عالي السرعة للمراوح داخل مضخات الزيت إلى ارتفاع فوري في درجة حرارة المعادن، مما يؤدي بدوره إلى تولد الغازات في الزيت.

2. الفحص والاختبار عند إيقاف التشغيل وتحليل النتائج

(1) تتبع ومراقبة كروماتوغرافيا الزيوت

تم التحقق من صحة جميع البيانات التاريخية الخاصة بالكروماتوغرافيا الزيتية للمرحلة «ب» من المحول الرئيسي رقم 1 حتى يوم 24 مايو ضمناً، ولم تُسجل أي حالات شاذة. وبعد اكتشاف تولد غاز غير طبيعي خلال الاختبار الوقائي، تم تنفيذ عملية مراقبة متواصلة خاصة لتتبع مكونات الغازات المذابة وتركيزاتها في الزيت العازل في الموقع.

(2) الفحص والاختبار الخاصان عند إيقاف التشغيل

من أجل التحكم الصارم في المخاطر التشغيلية لشبكة الكهرباء وكشف العيوب الخفية في المعدات، قامت مجموعة عمل خاصة للاختبار، تتألف من أكثر من 40 فردًا، بإجراء فحص واختبار شاملين بعد قطع التيار للمحول الرئيسي رقم 1 في الفترة من 7 سبتمبر إلى 8 سبتمبر. وشملت بنود الاختبار الرئيسية ما يلي: اختبار مقاومة لفائف التيار المستمر؛ واختبار مقاومة عزل اللفائف ومؤشر الاستقطاب؛ وقياس الخسارة العازلة والسعة الكهربائية لللفائف والعبّارات؛ واختبار مقاومة عزل القلب وإطارات التثبيت؛ واختبار تشوه اللفائف؛ واختبار كروماتوغرافيا الزيت على زيت العزل للمرحلة ب؛ واختبار الجهد المستحث طويل الأمد (اختبار التفريغ الجزئي)؛ اختبار تيار بدء تشغيل مضخة الزيت.

يُظهر التحليل المقارن مع بيانات الاختبارات التاريخية أن جميع معلمات الاختبارات الكهربائية الروتينية تحافظ على اتجاهات مستقرة وتتوافق مع المواصفات القياسية دون أي انحرافات غير طبيعية. وتبقى بيانات كروماتوغرافيا الزيت التي تم تتبعها للمرحلة «ب» مستقرة، دون أي زيادة مستمرة في الغازات المذابة مع ثبات تركيز الأسيتيلين. ولم تظهر أي حالات غير طبيعية في اختبار الجهد المستحث طويل الأمد واختبار التفريغ الجزئي، حيث أسفرت عن نتائج مطابقة للمواصفات. يقع تيار بدء تشغيل مضخات الزيت ضمن النطاق الطبيعي، مما يستبعد تمامًا احتمال تولد الغاز الناتج عن ارتفاع درجة حرارة مضخات الزيت بسبب الاحتكاك. تؤكد نتائج الاختبارات الإجمالية أن جميع مؤشرات الأداء للمراحل الثلاث للمحول الرئيسي رقم 1 طبيعية، ولم يتم الكشف عن أي عيوب هيكلية أو كهربائية.

(3) الاستنتاج الشامل المستخلص من تقييم الاختبار

استنادًا إلى بيانات المراقبة عبر الإنترنت (8 أغسطس – 6 سبتمبر) ونتائج اختبار انقطاع التيار الكهربائي التي تم الحصول عليها في 7 سبتمبر، أجرت الشركة المصنعة تحليلًا تقنيًّا مخصصًا: في الظروف العادية، يتولد الأسيتيلين بشكل أساسي عن طريق التفريغ القوسي أو ارتفاع درجة حرارة المعادن داخل المحولات. في حالة حدوث أعطال ناتجة عن تفريغ القوس الكهربائي، يرتفع محتوى الهيدروجين في الزيت ارتفاعًا حادًّا في الوقت نفسه. ومع ذلك، تشير بيانات المراقبة إلى تركيز منخفض ومستقر للهيدروجين، مما يستبعد بشكل أساسي حدوث عطل ناتج عن تفريغ القوس الكهربائي.

وفي الوقت نفسه، تشير آثار الإيثيلين المكتشفة في الزيت إلى وجود مؤشرات على ارتفاع درجة حرارة الأجزاء المعدنية. ومع ذلك، فإن نسبة أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون تتجاوز 3، وهو ما يتعارض مع البصمة النموذجية للأعطال الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة الأجزاء المعدنية بشكل مستمر. ومن خلال تقييم شامل، تم التوصل إلى أن الأسيتيلين المكتشف في الزيت ناتج عن عوامل عابرة عرضية، وليس عن عيوب داخلية مستمرة في المعدات.

بعد إجراء تقييم صيانة احترافي، تم تحديد عاملين محتملين مسببين للخلل: ① التفريغ الفوري وتوليد الغاز الناجمين عن الشوائب المعدنية الموجودة في زيت المحول تحت تأثير مجال كهرومغناطيسي قوي؛ ② توليد الغازات النزرة الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة المؤقت بسبب الاحتكاك المعدني أثناء تشغيل مضخة الزيت.

رابعاً: حالات مرجعية لمعدات مماثلة

المحول الرئيسي رقم 2 في هذه المحطة الفرعية هو من نفس الطراز والدفعة مثل المحول الرئيسي رقم 1، مما يجعله مرجعًا ذا قيمة كبيرة. وفي 10 ديسمبر، تم الكشف عن وجود الأسيتيلين بمعدل 0.26 ميكرولتر/لتر في الطور «أ» من المحول الرئيسي رقم 2 أثناء إجراء الاختبارات الوقائية. وتم على الفور اتخاذ الترتيبات اللازمة لإجراء مراقبة مستمرة عبر الإنترنت وتتبع دوري باستخدام كروماتوغرافيا الزيت. وكشفت البيانات اللاحقة عن انخفاض تدريجي في مستوى الأسيتيلين، ولم يعد من الممكن الكشف عن وجوده بعد 5 ديسمبر من نفس العام، حيث عادت المعدات إلى التشغيل الطبيعي تلقائيًا. وتثبت هذه الحالة أن تولد الغازات النزرة بشكل متقطع في معدات متطابقة قد يؤدي إلى التعافي الذاتي دون مخاطر مستمرة لحدوث أعطال.

خامساً: التدابير الوقائية وخطة التخلص

يتم وضع تدابير متخصصة للرقابة التشغيلية ومراقبة الحالة والصيانة وفقًا لبيانات الاختبار واستنتاجات تحليل الأعطال والخبرة التشغيلية للمعدات المماثلة:

1. يُسمح بإعادة توصيل المحول الرئيسي رقم 1 الخاضع للتحكم في الحمل بالشبكة. ويجب تطبيق إجراءات صارمة للتحكم في الحمل، على أن يقتصر الحمل التشغيلي الأقصى على 850 ميجا فولت أمبير لتجنب حدوث حالات غير طبيعية في المعدات ناجمة عن التشغيل تحت أحمال ثقيلة.
2. مراقبة الحالة على مدار الدورة الكاملة: يتم تعيين موظفين متخصصين للمراقبة المستمرة والتحليل المنتظم لبيانات كروماتوغرافيا الزيت عبر الإنترنت. ويجب تنفيذ دوريات روتينية معززة وقياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. وتحدد متطلبات المراقبة المرحلية على النحو التالي: ① قبل 15 سبتمبر: إجراء اختبار كروماتوغرافيا الزيت غير المتصل بالإنترنت مرتين أسبوعيًا؛ وقياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء، واختبار تيار الأرض الأساسي، ومراقبة كروماتوغرافيا الزيت عبر الإنترنت، ومراقبة درجة حرارة الحمل والملف مرة واحدة يوميًا. ويجب تلخيص بيانات المراقبة وتقديمها إلى قسم المعدات يوميًا. ② من 16 سبتمبر إلى 30 سبتمبر: قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء، واختبار تيار التأريض في القلب، واختبار كروماتوغرافيا الزيت خارج الخط مرة واحدة أسبوعياً؛ ومراقبة يومية مستمرة للكروماتوغرافيا عبر الإنترنت، ودرجة حرارة الحمل ودرجة حرارة المعدات. تقديم ملخص أسبوعي للبيانات إلى قسم المعدات. ③ من 30 سبتمبر حتى الانتهاء من استبدال المعدات: قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء، واختبار تيار التأريض في القلب، واختبار كروماتوغرافيا الزيت دون اتصال بالشبكة مرة كل أسبوعين؛ ومراقبة روتينية يومية عبر الإنترنت. تقديم ملخص البيانات كل أسبوعين إلى قسم المعدات. ويجوز لقسم المعدات تعديل فترات المراقبة بشكل ديناميكي وفقًا لظروف تشغيل المعدات. ④ يتعين على الفنيين المتخصصين تحليل بيانات المراقبة بشكل دوري لتقييم الحالة التشغيلية للمرحلة باء من المحول الرئيسي رقم 1 بشكل مستمر.
3. خطة الصيانة والاستبدال: يمكن للمحول أن يعمل بثبات لفترة طويلة شريطة ألا تظهر تقلبات واضحة في بيانات المراقبة. رهناً بنجاح عملية الإصلاح الشامل للوحدة الأصلية من المرحلة ب للمحول الرئيسي رقم 1، سيتم تحديد موعد للاستبدال أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ويجب الانتهاء من جميع الأعمال ذات الصلة بحلول 30 يونيو 2014، وستُحتفظ بالوحدة التي تم إصلاحها كمحول احتياطي داخل المحطة الفرعية.
4. خطة الاستجابة للطوارئ: في حالة ملاحظة أي تباينات غير طبيعية واضحة خلال عمليات المراقبة اللاحقة — بما في ذلك بيانات كروماتوغرافيا الزيت، أو درجة حرارة المعدات، أو المعلمات الكهربائية — يجب تفعيل إجراءات الاستجابة للطوارئ على الفور. ويجب تحويل المحول الرئيسي رقم 1 إلى وضع الاستعداد في أقرب وقت ممكن، وإيقاف تشغيل الوحدة المعيبة.