Bagaimana Menyelesaikan Penilaian Gangguan Grounding Fase Tunggal untuk 3-Fase 4PT dalam Sistem Tanpa Grounding

Dalam sistem tidak terhubung 10 kV dan 35 kV, gangguan tanah satu fase menyebabkan arus yang minimal, sehingga perlindungan jarang beroperasi. Sesuai peraturan, operasi dibatasi hingga 2 jam; gangguan yang tidak terdeteksi dalam waktu lama mungkin memburuk, bahkan merusak sakelar. Sementara Negara Grid mempromosikan perangkat pemilihan jalur tanah kecil-arus di substansi 110 kV dan 220 kV, akurasinya masih rendah, memerlukan staf pemantauan/operasi untuk menganalisis pengukuran jarak jauh. Untuk sistem tidak terhubung dengan transformator tegangan tiga fasa 4PT, makalah ini menganalisis tanah satu fase untuk meningkatkan ketergunaan pengukuran jarak jauh bagi staf, menawarkan solusi berdasarkan pengalaman lapangan.

1 Analisis Operasi Normal dan Gangguan Tanah Satu Fase pada Sistem Tidak Terhubung
1.1 Prinsip Transformator Tegangan Selama Operasi Normal

Untuk bus 10 kV dengan transformator tegangan tiga fasa 4PT (pengkabelan: Gambar 1), U_A, U_B, U_C(tegangan fasa-ke-tanah), U_L (tegangan urutan nol); U_Aa, U_Bb, U_Cc (tegangan fasa gulungan primer); U_a, U_b, U_c (tegangan fasa gulungan sekunder), 3U₀ (tegangan urutan nol). Semua rasio PT:(10 kV/√3)/(57.74 V).

Selama operasi normal, tegangan tiga fasa primer dan urutan nol dianalisis, seperti ditunjukkan dalam Persamaan (1). Dari Persamaan (1), tegangan sekunder diperoleh sebagai U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, dan 3U₀ = 0V, yang sesuai dengan tegangan sekunder transformator tegangan dengan pengkabelan delta terbuka tiga fasa.

1.2 Analisis Prinsip PT pada Tanah Satu Fase

Ketika terjadi gangguan tanah fasa-A, sisi primer transformator tegangan dapat digambarkan secara setara seperti ditunjukkan dalam Gambar 2. Di antaranya, gulungan primer tiga fasa PT adalah , impedansi gulungan urutan nol adalah , dan U_A', U_B', U_C', U_L' adalah tegangan fasa-ke-tanah dari tiga fasa dan tegangan urutan nol ketika terjadi gangguan tanah fasa-A, masing-masing.

Berdasarkan teorema superposisi, dapat diperoleh bahwa

Berdasarkan karakteristik transformator tegangan tiga fasa 4PT, impedansi gulungan urutan nol jauh lebih besar daripada gulungan fasa. Maka rumus di atas dapat disederhanakan seperti ditunjukkan dalam Rumus (3).

Ketika terjadi gangguan tanah fasa-A, tegangan fasa-ke-tanah fasa A adalah 0, dan tegangan fasa B dan C adalah 10 kV. Dikombinasikan dengan Rumus (3), diagram fasor selama gangguan tanah satu fase dapat diperoleh, seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.

Berdasarkan analisis diagram fasor dalam Gambar 3, Rumus (4) dapat diperoleh. Di antaranya, U_Aa', U_Bb', dan U_Cc' adalah tegangan gulungan primer bus setelah terjadi gangguan tanah fasa-A, masing-masing.U_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3. Setelah dikonversi ke sisi sekunder setelah gangguan, kita dapat mendapatkan U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, dan 3U₀' = 57.74V.

Dari analisis di atas, dalam sistem tidak terhubung, ketika terjadi gangguan tanah satu fase, tegangan tiga fasa ABC semua 57.74 V, yang sesuai dengan situasi operasi normal. Hanya tegangan urutan nol yang naik menjadi tegangan fasa, yang membawa kebingungan besar bagi personel pemantauan dan operasi serta pemeliharaan. Sangat sulit untuk menilai bahwa itu adalah gangguan tanah satu fase. Selain itu, karena arus gangguan terlalu kecil untuk memulai pelindung, hal ini membawa ancaman tersembunyi terhadap operasi aman dan stabil jaringan listrik.

2 Tindakan Koreksi

Untuk mengatasi masalah bahwa, untuk transformator tegangan dengan mode pengkabelan tiga fasa 4PT, ketika terjadi gangguan tanah satu fase, pengukuran jarak jauh tegangan tiga fasa yang diunggah konsisten dengan situasi operasi normal, yang membawa kebingungan tertentu bagi personel pemantauan dan operasi serta pemeliharaan. Makalah ini mengusulkan untuk mempertahankan mode pengkabelan gulungan tegangan sisi primer transformator tegangan tiga fasa 4PT tetap dan mengubah pengkabelan gulungan sekunder, seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.

Berdasarkan prinsip yang dianalisis dalam Bagian 1.2, kita dapat menurunkan: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV. Artinya, tegangan sekunder setelah gangguan adalah U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, dan3U₀' = 57.74kV. Dari data yang dianalisis di atas, untuk transformator tegangan tiga fasa 4PT yang telah ditingkatkan, selama gangguan tanah satu fase, tegangan tiga fasa konsisten dengan gangguan satu fasa dalam sistem tiga fasa empat kabel, dan tegangan urutan nol juga naik menjadi tegangan fasa.

Personel pemantauan dan operasi serta pemeliharaan dapat dengan cepat menentukan bahwa telah terjadi gangguan tanah satu fase dalam sistem 10 kV. Dikombinasikan dengan perangkat pemilihan jalur tanah kecil-arus, jalur gangguan relevan dapat segera dihilangkan.

3 Kesimpulan

Makalah ini mengusulkan metode pengkabelan gulungan sekunder untuk transformator tegangan tiga fasa 4PT, yang dapat mengunggah pengukuran jarak jauh tegangan tiga fasa dengan karakteristik yang sama dengan gangguan tanah satu fase dalam sistem tidak terhubung ke sistem pemantauan. Dengan demikian, lebih mudah bagi personel pemantauan dan operasi serta pemeliharaan untuk membuat penilaian cepat, mencegah gangguan semakin memburuk, dan memastikan operasi aman dan stabil jaringan listrik.