Paano Masosolusyunan ang Paghatol sa Tungkol sa Grounding Fault ng Single-Phase para sa 3-Phase 4PT sa mga System na Hindi Naka-ground

Sa mga sistema na hindi nakakonekta sa lupa na may 10 kV at 35 kV, ang mga pagkakamali sa grounding ng iisang phase ay nagdudulot lamang ng maliit na kuryente, kaya malamang na hindi magtrigger ang proteksyon. Ayon sa regulasyon, limitado ang operasyon sa 2 oras; ang mahabang hindi napapansin na pagkakamali ay maaaring lumala, kahit na masira ang mga switch. Habang ipinaglaban ng State Grid ang mga device para sa pagpili ng linya sa maliit na kuryente sa mga substation ng 110 kV at 220 kV, ang kanilang katumpakan ay nananatiling mababa, kaya kinakailangan ng mga staff na gumawa ng pagsusuri sa mga remote measurement. Para sa mga hindi nakakonektang sistema na may three-phase 4PT voltage transformers, pinag-aaralan ng paper na ito ang single-phase grounding upang mapabuti ang usability ng remote measurement para sa mga staff, na nagbibigay ng mga solusyon batay sa karanasan sa field.

1 Pagsusuri ng Normal na Operasyon at Single-Phase Grounding Faults sa Mga Hindi Nakakonektang Sistema
1.1 Prinsipyong Voltage Transformer Sa Normal na Operasyon

Para sa 10 kV bus three-phase 4PT voltage transformer (wiring: Figure 1), U_A, U_B, U_C(phase-to-ground voltages), U_L (zero-sequence voltage); U_Aa, U_Bb, U_Cc (primary winding phase voltages); U_a, U_b, U_c (secondary winding phase voltages), 3U₀ (zero-sequence voltage). Lahat ng PT ratios:(10 kV/√3)/(57.74 V).

Sa normal na operasyon, ang primary three-phase at zero-sequence voltages ay isinasalaysay, tulad ng ipinapakita sa Equation (1). Mula sa Equation (1), ang secondary voltages ay nakuha bilang U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, at 3U₀ = 0V, na consistent sa secondary voltages ng voltage transformer na may three-phase open-delta connection.

1.2 Pagsusuri ng Prinsipyo ng PT sa Single-Phase Grounding

Kapag nangyari ang phase-A grounding fault, ang primary side ng voltage transformer ay maaaring ikumpara bilang ipinapakita sa Figure 2. Kung saan, ang primary windings ng three-phase PT ay , ang zero-sequence winding impedance ay , at U_A', U_B', U_C', U_L' ay ang phase-to-ground voltages ng tatlong phase at ang zero-sequence voltage kapag nangyari ang phase-A grounding fault, respectively.

Ayon sa superposition theorem, maaaring makamit ang

Ayon sa mga katangian ng three-phase 4PT voltage transformer, ang impedance ng zero-sequence winding ay mas malaki kaysa sa phase winding. Pagkatapos, maaaring isimplipiko ang formula sa itaas bilang ipinapakita sa Formula (3).

Kapag nangyari ang phase-A grounding fault, ang phase-to-ground voltage ng phase A ay 0, at ang voltages ng phases B at C ay 10 kV. Nagsasama-sama sa Formula (3), maaaring makamit ang phasor diagram sa panahon ng single-phase grounding fault, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.

Ayon sa phasor diagram analysis sa Figure 3, maaaring makamit ang Formula (4). Kung saan, U_Aa', U_Bb', at U_Cc' ay ang primary winding voltages ng bus pagkatapos ng phase-A grounding fault, respectively.U_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3. Nagcoconvert sa secondary side pagkatapos ng fault, maaaring makamit ang U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, at 3U₀' = 57.74V.

Mula sa analisis sa itaas, sa isang hindi nakakonektang sistema, kapag nangyari ang single-phase grounding fault, ang voltages ng tatlong phase ABC ay parehong 57.74 V, na consistent sa normal na operasyon. Lamang ang zero-sequence voltage ang tumaas hanggang sa phase voltage, na nagdudulot ng malaking confusion sa monitoring at operation and maintenance personnel. Napakahirap na ma-judge na ito ay single-phase grounding fault. Bukod dito, dahil ang fault current ay masyadong maliit para simulan ang tripping ng proteksyon, ito ay nagdudulot ng hidden dangers sa safe at stable na operasyon ng grid.

2 Rectification Measures

Upang solusyunan ang problema na, para sa voltage transformer na may three-phase 4PT wiring mode, kapag nangyari ang single-phase grounding fault, ang in-upload na three-phase voltage remote measurement ay consistent sa normal na operasyon, na nagdudulot ng ilang confusion sa monitoring at operation and maintenance personnel. Inuudyukan ng paper na ito na panatilihin ang wiring mode ng primary side voltage winding ng three-phase 4PT voltage transformer at baguhin ang wiring ng secondary winding, tulad ng ipinapakita sa Figure 4.

Batay sa prinsipyo na inanalisa sa Section 1.2, maaaring makalkula: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV. Ito ay, ang secondary voltages pagkatapos ng fault ay U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, at3U₀' = 57.74kV. Mula sa datos na inanalisa sa itaas, para sa improved three-phase 4PT voltage transformer, sa panahon ng single-phase grounding fault, ang three-phase voltages ay consistent sa isang single-phase fault sa three-phase four-wire system, at ang zero-sequence voltage ay tumaas din hanggang sa phase voltage.

Ang monitoring at operation and maintenance personnel ay maaaring mabilis na matukoy na nangyari ang single-phase grounding fault sa 10 kV system. Kasama ang small-current grounding line selection device, maaaring alisin ang relevant fault line nang agad.

3 Conclusion

Inuudyukan ng paper na ito ang secondary winding wiring method para sa three-phase 4PT voltage transformer, na maaaring i-upload ang three-phase voltage remote measurements na may katulad na katangian sa isang single-phase grounding fault sa hindi nakakonektang sistema sa monitoring system. Dahil dito, mas nakakatulong ito para sa monitoring at operation and maintenance personnel na mabilis na gawin ang pagdedesisyon, maiwasan ang paglala ng fault, at tiyakin ang safe at stable na operasyon ng grid.