Bagaimana Menyelesaikan Penilaian Kesalahan Grounding Fasa Tunggal untuk 3-Fasa 4PT dalam Sistem yang Tidak Ditanah?

Dalam sistem tidak bertanah 10 kV dan 35 kV, gangguan tanah tunggal menyebabkan arus yang minimal, jadi perlindungan jarang terpicu. Menurut 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 pengawasan/operasi untuk menganalisis pengukuran jarak jauh. Untuk sistem tidak bertanah dengan transformator tegangan tiga fasa 4PT, makalah ini menganalisis tanah tunggal untuk meningkatkan ketergunaan pengukuran jarak jauh bagi staf, menawarkan solusi berdasarkan pengalaman lapangan.

1 Analisis Operasi Normal dan Gangguan Tanah Tunggal pada Sistem Tidak Bertanah
1.1 Prinsip Transformator Tegangan Selama Operasi Normal

Untuk transformator tegangan tiga fasa 4PT bus 10 kV (pengkabelan: Gambar 1), U_A, U_B, U_C(tegangan fase-ke-tanah), U_L (tegangan urutan nol); U_Aa, U_Bb, U_Cc (tegangan fase gulungan primer); U_a, U_b, U_c (tegangan fase 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 sambungan delta terbuka tiga fasa.

1.2 Analisis Prinsip PT dalam Gangguan Tanah Tunggal

Ketika terjadi gangguan tanah pada fase A, sisi primer transformator tegangan dapat direpresentasikan secara ekuivalen 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 fase-ke-tanah dari tiga fasa dan tegangan urutan nol ketika terjadi gangguan tanah pada fase A, masing-masing.

Menurut teorema superposisi, dapat diperoleh bahwa

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

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

Berdasarkan analisis diagram vektor dalam Gambar 3, Rumus (4) dapat diperoleh. Di antaranya, U_Aa', U_Bb', dan U_Cc' adalah tegangan gulungan primer bus setelah gangguan tanah pada fase 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 bertanah, ketika terjadi gangguan tanah tunggal, tegangan tiga fasa ABC semua 57.74 V, yang sesuai dengan situasi operasi normal. Hanya tegangan urutan nol naik menjadi tegangan fase, yang membawa kebingungan besar bagi personil pemantauan dan operasi serta pemeliharaan. Sangat sulit untuk menentukan bahwa itu adalah gangguan tanah tunggal. Selain itu, karena arus gangguan terlalu kecil untuk perlindungan memulai peluncuran perlindungan, hal ini membawa bahaya tersembunyi untuk operasi aman dan stabil jaringan listrik.

2 Tindakan Perbaikan

Untuk mengatasi masalah bahwa, untuk transformator tegangan dengan mode pengkabelan tiga fasa 4PT, ketika terjadi gangguan tanah tunggal, pengukuran jarak jauh tegangan tiga fasa yang diunggah konsisten dengan situasi operasi normal, yang membawa kebingungan tertentu bagi personil pemantauan dan operasi serta pemeliharaan. Makalah ini mengusulkan untuk tetap menjaga mode pengkabelan gulungan tegangan sisi primer transformator tegangan tiga fasa 4PT tidak berubah 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. Yaitu, 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 ditingkatkan, selama gangguan tanah tunggal, tegangan tiga fasa konsisten dengan gangguan tunggal dalam sistem tiga fasa empat kabel, dan tegangan urutan nol juga naik menjadi tegangan fase.

Personil pemantauan dan operasi serta pemeliharaan dapat dengan cepat menentukan bahwa telah terjadi gangguan tanah tunggal dalam sistem 10 kV. Dikombinasikan dengan perangkat pemilihan jalur tanah kecil-arus, jalur gangguan terkait dapat segera dihapus.

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 tunggal dalam sistem tidak bertanah ke sistem pemantauan. Dengan demikian, lebih mudah bagi personil pemantauan dan operasi serta pemeliharaan untuk membuat penilaian cepat, mencegah gangguan memburuk lebih lanjut, dan memastikan operasi aman dan stabil jaringan listrik.