بخشی از مقاله
بررسي علل انفجار بوشينگ هاي دراو ليد در شرکت برق منطقه اي اصفهان
چکيده
در طول سال هاي گذشته شـرکت هـاي بـرق حادثـه هـاي متعدد برروي بوشينگ هاي قدرت داشته اند. اين بوشـينگ هـا که معمولا از نوع دراو ليد مي باشندداراي مشخصه بروز جرقه بين ميله خـارج شـده ازبوشـينگ بامحفظـه داخـل بوشـينگ ، خصوصا در مرکز بوشـينگ مـي باشـند. دراکثـر ايـن حـوادث بوشينگ ها به شدت آسيب ديده و منجر بـه انفجـار و آتـش سوزي و بعضا گسترش حادثه شده اند. هـدف از ايـن مقالـه بررسي حادثه بوشينگ ٢٣٠ کيلو ولت درپست شـهيد محمـد منتظري در بهار سال ١٣٩٠ مي باشد. ضمن بررسي اين حادثـه ومکانيزم ايجاد خطا و دلايل ايجاد آن در ايـن مـورد و مـوارد مشابه پيشنهاداتي براي جلوگيري از بـروز چنـين حـوادثي در اين مقاله ارائه شده است .انتظار مـي رود تـا سـاير بـرق هـاي منطقه اي با اضافه کردن تجربيات و دانش خـود پيرامـون ايـن مشکل در تکميل آن اقدام نمايند.
مقدمه
بوشينگ ها يکي از مهمتـرين تجهيـزات در پسـتهاي فشـار متوسط وقوي مي باشند که به منظور فراهم آوردن قابليت عبور يک يا چند هادي از ميان يک ديواره يا مخـزن يـا محفظـه کـه نسبت به هادي عايق باشـند مـورد اسـتفاده قـرار مـي گيرنـد .بوشـينگ هـا اغلـب جزئـي از سـاختمان تجهيزاتـي چـون ترانســفورماتورهاي قــدرت ، ترانســفورماتورهاي جريــان ، ترانسفورماتورهاي ولتاژ و راکتورها ميباشند اما ممکـن اسـت بصورت منفرد نيز مورد استفاده قرار گيرند.با توجه به اهميـت کاري بوشينگ ها در صنعت برق ، هر گونه عاملي که عملکـرد آنها را تحت تاثير قراردهد، ميتواند منجـر بـه ايجـاد خسـارت شود. لذا اهميت دارد عواملي که ممکن است بـر روي کـارآيي بوشينگ ها تاثير نامطلوبي داشته باشند شناسايي شوند و سپس راهکارهايي به منظور کاهش تاثيرات عوامـل مـذکور بـر روي عملکرد بوشينگ ها ارائه شود. شبکه برق اصفهان داراي تعـداد زيادي بوشينگ دراو ليد در سـطح ولتـاژهـاي فـوق توزيـع و انتقال مي باشد. اين بوشينگ ها قابليـت تعـويض سـريع و کـم هزينه بدون کم کردن سطح روغـن در تـرانس قـدرت بـدون ذخيره کننده روغن را دارا مي باشند. بنـابراين تعـويض آن در هزينه و زمان صرفه جويي مي نمايد.
در سال هاي اخير حوادث متعدد در بوشينگ ها روي سطح ولتاژ٢٣٠ کيلوولت درشبکه برق ايران و دنيـا رخ داده اسـت .
بررسي خطاها نشان مـي دهـد اکثـر بوشـينگ هـا داراي نقـاط برخورد جرقه بين ميله خارج شد از بوشينگ با بدنـه داخلـي در يک يا چند نقطه در طول بوشينگ مي باشند[ ٣-١].
مشاهدات حادثه
در بررسي حادثه مورخ ١٣٩٠.٢.١٨ انفجار بوشينگ ٢٣٠ کيلو ولت در پست شهيد منتظري کـه منجـر بـه خـروج ٣ تـرانس
٢٣٠.٦٣ با قدرت هـر يـک ١٢٥ مگاولـت آمپرشـد، مـواردي بشرح ذيل مشاهده گرديد:
١- حادثه در اول صـبح در حـداقل بـار روز اتفـاق افتـاده است . ٢- بوشينگ از نوع دراو ليد است . ٣- جرقه از ميله بـه بدنه و در بـالاي فلـنچ تـرانس رخ داده اسـت . ٤- بوشـينگ منفجـر و عـايق چينـي در محوطـه پراکنـده شـده اسـت . ٥- بوشينگ با سطح عايقي ١٠٥٠ کيلوولت مـي باشـد. ٦- حادثـه بعـد از ٢٠ سـال اززمـان نصـب تـرانس رخ داده اسـت . ٧- ترانس از نوع پاولزبا قدرت ترانس ١٢٥ مگاولـت آمپـر بـوده است . ٨- بوشينگ فاز C و نصب با زاويه بوده است . ٩- نـوع کليدهاي ترانس از نوع SF6 بوده است . ١٠- فاصله بين ترانس وبريکرها ٤٠ متر بوده است . ١١- سازنده بوشينگ HSP آلمان بوده است . ١٢- ايـن تـرانس بـراي توزيـع تـوان بـوده و بـه صورت غير متناوب سوئيچ شده است (٥تـا ٧ بـار در سـال ).
شکل (١) نمـاي بـاز شـده اي از يـک بوشـينگ را بـه همـراه ناحيه اي که اکثر خطاها در آن رخ ميدهد را نشان مي دهد.
شکل (٢) الف نشان دهنده وضعيت قـرار گـرفتن بوشـينگ منفجر شده و شـکل (٢) ب موقعيـت اتصـالي بـر روي ميلـه هادي با فاصله ١٢٠ سانتي متري از بـالاي بوشـينگ را نشـان ميدهد.
شکل (٢): الف : وضعيت بوشينگ منفجر شده (ب ): موقعيت محل اتصالي بر روي ميله هادي
بررسي سابقه موضوع
بطور کلي اين نوع از جرقه مفهوم جديد نمي باشـد مشـابه اين جرقه در ٢٠ سال گذشـته در بوشـينگ هـاي راکتـورهـاي موازي تک فاز با قدرت ١١٥ مگاوار نصـب شـده در نـوترال ترانس مشاهده شده اسـت . آلارم ظـاهر شـده در ايـن مـوارد افزايش گاز قابل مشاهده پس از آناليز گاز تانک روغـن بـوده است . بازديدهاي داخلي علائم جرقه را نشان داده است جهت رفع اين مشکل با اضافه کردن عايق به ميله خارج شونده ايـن راکتورها بدون حادثه در حال بهره برداري مي باشند. ايـن نـوع بوشينگ ها داراي استاندارد ANSI و قابل تعـويض مـي باشـد.
بوشينگهاي جديد به جاي بدنه داخلي مسي داراي بدنـه هـاي آلومينيوم (فعلي ) مي باشند [٨-٤ ].
بررسي منابع ايجاد ولتاژهاي گذرا با فرکانس بالا
مشخص شده است که جرقه هايي بين ميلـه هـادي و بدنـه داخلي در بوشينگ در اثر گذراهاي فرکـانس بـالا بـا پيشـاني سريع شروع ميشود و سپس ولتاژهاي بـا فرکـانس قـدرت را متحمل مي شوند.
حداقل دو علت براي گذراهاي با پيشاني سـريع وجـود دارد:
صاعقه يا سويچينگ مربوط به باس يا خط
الف - بررسي ارتباط صاعقه با بوشينگ ترانسفور ماتور
ممکن است توپولوژي المان هاي شـبکه باعـث تقويـت يـا تضعيف اين گذراها گردند. با فرض برخورد صاعقه با پيشاني سـريع بـر روي ترمينــال يــک تــرانس ٢٣٠ کيلوولـت نتــايج مطالعات انجام گرفته در خصوص تـاثير زمـان پيشـاني مـوج ضربه در ايجاد اختلاف پتانسيل بين ميله و بدنه بر روي يـک بوشينگ با BIL ٧٥٠ کيلوولت انجام شده و مشاهده مي گـردد که هر چه زمان پيشاني موج کاهش يابد اخـتلاف ولتـاژ بـين ميله و بدنه افزايش مي يابـد. همچنـين ايـن اخـتلاف ولتـاژ از بالاي بوشينگ به پايين آن افزايش چند برابـري داشـته و ايـن موضوع خود ميتواند باعث بروز جرقه در بدنه بوشينگ شود.
ب- بررسي ارتبـاط گـذراهـاي سـويچينگ بـا بوشـينگ ترانسفورماتور
تاثير گذراهاي سويچينگ بر بوشينگ ترانس بـا موقعيـت ا المان سويچينگ با ترانس و تجهيزات و توپولوژي باس متصل به تجهيز و ترانس تغيير مي کند. گذراهاي با پيشاني سريع بـر اثر گذر از باس و زمين کند مي شود و فاصـله بيشـتر موجـب کاهش زمان و بالا رفتن موج سيار مي گردد. امپدانس زمين نيز در فرکانس هاي بالا بر ميزان زمـان افـزايش و مـاکزيمم مـوج
