วิธีการแก้ไขปัญหาการตัดสินใจเกี่ยวกับข้อผิดพลาดการต่อพื้นเดียวสำหรับ 3 เฟส 4PT ในระบบไม่ต่อพื้น

ในระบบไม่ต่อกราวด์ 10 กิโลโวลต์และ 35 กิโลโวลต์ ความผิดปกติของการต่อกราวด์เฟสเดียวทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าน้อยมาก ดังนั้นการป้องกันจึงแทบไม่ทำงาน ตามกฎระเบียบ การทำงานจำกัดอยู่ที่ 2 ชั่วโมง ถ้าหากความผิดปกติไม่ได้รับการตรวจพบนานกว่านี้ อาจทำให้สถานการณ์แย่ลง หรือกระทั่งทำลายสวิตช์ แม้ว่า State Grid จะสนับสนุนอุปกรณ์เลือกสายสำหรับการต่อกราวด์ด้วยกระแสน้อยในสถานีไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์และ 220 กิโลโวลต์ แต่ความแม่นยำยังคงต่ำ ทำให้เจ้าหน้าที่ต้องวิเคราะห์การวัดระยะไกล บทความนี้วิเคราะห์การต่อกราวด์เฟสเดียวในระบบไม่ต่อกราวด์ที่ใช้หม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT เพื่อปรับปรุงการใช้งานการวัดระยะไกลสำหรับเจ้าหน้าที่ โดยนำเสนอวิธีการแก้ไขตามประสบการณ์ภาคสนาม

1 การวิเคราะห์การทำงานปกติและการต่อกราวด์เฟสเดียวในระบบไม่ต่อกราวด์
1.1 หลักการของหม้อแปลงแรงดันในการทำงานปกติ

สำหรับหม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT บนบัส 10 กิโลโวลต์ (การต่อวงจร: รูปที่ 1) U_A, U_B, U_C(แรงดันเฟสต่อกราวด์), U_L (แรงดันลำดับศูนย์); U_Aa, U_Bb, U_Cc (แรงดันเฟสของขดลวดหลัก); U_a, U_b, U_c (แรงดันเฟสของขดลวดรอง), 3U₀ (แรงดันลำดับศูนย์) ความสัมพันธ์ของ PT ทั้งหมด:(10 kV/√3)/(57.74 V)

ในการทำงานปกติ แรงดันเฟสหลักและแรงดันลำดับศูนย์จะถูกวิเคราะห์ ตามที่แสดงในสมการ (1) จากสมการ (1) แรงดันรองจะได้เป็น U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, และ 3U₀ = 0V ซึ่งสอดคล้องกับแรงดันรองของหม้อแปลงแรงดันที่เชื่อมต่อแบบสามเฟสเปิด

1.2 การวิเคราะห์หลักการของ PT ในการต่อกราวด์เฟสเดียว

เมื่อเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟส A ฝั่งหลักของหม้อแปลงแรงดันสามารถแทนได้ดังแสดงในรูปที่ 2 ภายในนั้น ขดลวดหลักของ PT สามเฟสคือ , อิมพีแดนซ์ของขดลวดลำดับศูนย์คือ , และ U_A', U_B', U_C', U_L' เป็นแรงดันเฟสต่อกราวด์ของเฟส A, B, C และแรงดันลำดับศูนย์เมื่อเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟส A ตามลำดับ

จากทฤษฎีการซ้อนทับ สามารถได้ว่า

ตามคุณสมบัติของหม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT อิมพีแดนซ์ของขดลวดลำดับศูนย์จะมากกว่าอิมพีแดนซ์ของขดลวดเฟส ดังนั้น สมการข้างต้นสามารถลดรูปได้ดังแสดงในสมการ (3)

เมื่อเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟส A แรงดันเฟสต่อกราวด์ของเฟส A เป็น 0 แรงดันของเฟส B และ C เป็น 10 กิโลโวลต์ ร่วมกับสมการ (3) สามารถได้แผนภาพเวกเตอร์ในระหว่างความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียว ดังแสดงในรูปที่ 3

จากแผนภาพเวกเตอร์ในรูปที่ 3 สามารถได้สมการ (4) ภายในนั้น U_Aa', U_Bb', และ U_Cc' เป็นแรงดันของขดลวดหลักของบัสหลังจากเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟส A ตามลำดับU_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3 แปลงเป็นฝั่งรองหลังจากเกิดความผิดปกติ สามารถได้ว่า U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, และ 3U₀' = 57.74V.

จากวิเคราะห์ข้างต้น ในระบบไม่ต่อกราวด์ เมื่อเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียว แรงดันของเฟส ABC ทั้งหมดเป็น 57.74 V ซึ่งสอดคล้องกับการทำงานปกติ เฉพาะแรงดันลำดับศูนย์เพิ่มขึ้นเป็นแรงดันเฟส ทำให้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบและบำรุงรักษามีความสับสน ยากต่อการตัดสินใจว่าเป็นความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียว นอกจากนี้ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการผิดปกติมีขนาดเล็กเกินไป ทำให้ระบบป้องกันไม่ทำงาน สร้างภัยคุกคามต่อการดำเนินงานอย่างปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า

2 มาตรการแก้ไข

เพื่อแก้ปัญหาที่ เมื่อเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียว ข้อมูลการวัดระยะไกลของแรงดันเฟสทั้งสามที่ส่งขึ้นมาจากหม้อแปลงแรงดันที่ใช้การต่อวงจรสามเฟส 4PT มีลักษณะเหมือนกับการดำเนินงานปกติ ทำให้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบและบำรุงรักษาสับสน บทความนี้เสนอให้คงการต่อวงจรของขดลวดแรงดันฝั่งหลักของหม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT ไว้ แล้วเปลี่ยนการต่อวงจรของขดลวดฝั่งรอง ดังแสดงในรูปที่ 4

จากหลักการที่วิเคราะห์ในส่วน 1.2 เราสามารถอนุมานได้ว่า: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV นั่นคือ แรงดันรองหลังจากเกิดความผิดปกติเป็น U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, และ3U₀' = 57.74kV จากข้อมูลที่วิเคราะห์ข้างต้น สำหรับหม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT ที่ปรับปรุงแล้ว ระหว่างความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียว แรงดันเฟสทั้งสามสอดคล้องกับความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียวในระบบสามเฟสสี่สาย และแรงดันลำดับศูนย์ยังเพิ่มขึ้นเป็นแรงดันเฟส

เจ้าหน้าที่ตรวจสอบและบำรุงรักษาสามารถระบุได้อย่างรวดเร็วว่าเกิดความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียวในระบบ 10 กิโลโวลต์ ร่วมกับอุปกรณ์เลือกสายสำหรับการต่อกราวด์ด้วยกระแสน้อย สามารถนำสายที่เกิดความผิดปกติออกได้โดยเร็ว

3 สรุป

บทความนี้เสนอวิธีการต่อวงจรขดลวดรองสำหรับหม้อแปลงแรงดันสามเฟส 4PT ที่สามารถส่งข้อมูลการวัดระยะไกลของแรงดันเฟสทั้งสามที่มีลักษณะเหมือนกับความผิดปกติการต่อกราวด์เฟสเดียวในระบบไม่ต่อกราวด์ไปยังระบบตรวจสอบ ทำให้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบและบำรุงรักษาสามารถตัดสินใจได้อย่างรวดเร็ว ป้องกันไม่ให้ความผิดปกติแย่ลง และรักษาการดำเนินงานอย่างปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า