Metode Operasi untuk Resonansi PT di Stasiun Pengalihan GIS 500kV

1. Penyebab Resonansi

Stasiun pengalihan GIS 500kV dirancang berdasarkan prinsip "peralatan primer cerdas dan peralatan sekunder jaringan". Sisi tegangan tinggi PT tidak memiliki disconnector dan terhubung langsung ke bus GIS. Melalui analisis diagram perekaman kerusakan, ketika sirkuit pemutus 5021 dibuka, kapasitansi fraktur dan PT membentuk rangkaian seri. Selain itu, tegangan bus, setelah diparalelkan oleh induktansi PT, menunjukkan karakteristik induktif. Kapasitansi mengalami gangguan, memicu resonansi.

Arus jenuh berlangsung lebih dari 1 jam 40 menit, menyebabkan risiko pemanasan dan kerusakan PT. Rangkaian ekivalen mencakup tegangan sumber (Es), sirkuit pemutus (CB), kapasitor fraktur bertingkat (Cs), kapasitor bus-ke-tanah (Ce), dan resistansi dan induktansi kumparan utama PT (Re, Lcu).

Untuk menyelidiki penyebabnya, garis kedua dide-energikan. Deteksi resistansi isolasi PT, resistansi DC, dan tekanan gas SF₆ menunjukkan tidak ada keanehan. Karena PT elektromagnetik adalah induktor non-linier dengan inti besi dan komponen peralatan GIS memiliki kapasitansi, dalam skenario tertentu, rangkaian LC memenuhi kondisi resonansi, menyebabkan resonansi berkelanjutan.

2. Solusi Penghambatan Ilmiah
2.1 Proposisi Solusi

Resonansi PT umum terjadi di stasiun pengalihan GIS 500kV. Permeabilitas bahan feromagnetik berubah dengan medan magnet eksternal: seiring meningkatnya medan magnet → intensitas induksi magnetik meningkat. Setelah jenuh, permeabilitas mencapai nilai puncak. Dengan peningkatan lebih lanjut, permeabilitas menurun. Berdasarkan rumus induksi kumparan:

(N adalah jumlah putaran, μ adalah permeabilitas, S adalah area penampang ekivalen sirkuit magnet, dan l_m adalah panjang sirkuit magnet ekivalen), jumlah putaran kumparan dan parameter sirkuit magnet PT elektromagnetik konstan, dan induktansi memiliki hubungan linier dengan permeabilitas; ketika inti besi jenuh, permeabilitas menurun tajam, induktansi menjadi lebih kecil, menunjukkan karakteristik non-linier. Jika tegangan frekuensi rendah muncul dalam rangkaian, inti besi PT jenuh, induktansi ekivalen menurun, dan arus eksitasi kumparan melonjak ratusan kali, menyebabkan pemanasan resonansi.

Untuk resonansi, solusi berikut diajukan:

• Ubah urutan hidup/mati: Saat de-energizing bus, matikan PT terlebih dahulu, kemudian bus; saat energizing, charge bus terlebih dahulu, kemudian operasikan PT. Ini dapat mengganggu kondisi resonansi tetapi memerlukan penyesuaian urutan operasi dan PT perlu dilengkapi dengan disconnector.

• Hapus kapasitansi fraktur sirkuit pemutus: Ini dapat menghilangkan kondisi resonansi tetapi akan mengurangi kapasitas pemutusan sirkuit pemutus.

• Hubungkan resistansi redaman: Mengingat situasi aktual, hubungkan resistansi redaman ke set kabel sisa PT bus untuk menekan overvoltage dan overcurrent resonansi.

2.2 Penanganan Kecelakaan

PT masuk garis pada stasiun pengalihan GIS 500kV mengalami resonansi berulang selama de-energizing, merusak PT dan mempengaruhi operasi peralatan. Selama operasi de-energizing masuk garis (switching ke hot standby → cold standby, dll.), PT masih mengalami resonansi. Oleh karena itu, parameter PT dihitung, jumlah putaran kumparan utama/sekunder diatur untuk mengurangi densitas fluks magnet dan mengubah induktansi; kumparan anti-resonansi dipasang, dan PT baru serta PT masuk garis diganti. Setelah pengamatan dan statistik, tidak ada resonansi yang terjadi di stasiun pengalihan, dan peralatan beroperasi normal.

3. Tindakan Pencegahan: Pasang Peralatan Penghilangan Resonansi Otomatis

Ketika PT bus terhubung langsung ke bus GIS, resistansi PT dan bus-ke-tanah tidak dipertimbangkan. Misalkan induktansi PT adalah L dan kapasitansi bus-ke-tanah adalah C; keduanya diparalelkan untuk membentuk impedansi Z, dan rumus perhitungannya adalah

Dengan memasang peralatan penghilangan resonansi otomatis, resonansi dapat ditekan berdasarkan karakteristik impedansi.

Untuk mengurangi dampak resonansi PT pada PT masuk garis 500kV GIS, saklar udara dan resistor non-linier ditambahkan ke kumparan tegangan sisa PT (melalui koordinasi dengan produsen selama shutdown total) untuk penghilangan resonansi otomatis. Diperlukan rencana darurat untuk kegagalan resonansi bus tanpa beban.

Busbar GIS 500kV menggunakan instalasi terbuka; perangkat lainnya diisolasi dengan SF₆ (cakupan kecil, keandalan tinggi, interval pemeliharaan 20 tahun+, seperti yang digunakan dalam Proyek Three Gorges). Penghilang resonansi otomatis yang andal (misalnya, jenis LXQ dengan SiC, kompak dan mudah dipasang; WXZ196 berbasis mikrokomputer, integrasi tinggi untuk eliminasi harmonik real-time) dapat mencegah resonansi.

3.2 Peningkatan Regulasi Operasi

Untuk operasi GIS 500kV:

• Analisis pra: Identifikasi risiko resonansi PT; klarifikasi peran operator tenaga/NCS.

• Kontrol perangkat: Sebelum mematikan sirkuit pemutus terakhir, pisahkan bus. Tutup K1/K2 di kotak PT; di pintu masuk stasiun, aktifkan penghilang resonansi bus (tutup K3, siapkan resistor).

• Pantauan real-time: NCS melacak sirkuit pemutus dan tegangan bus. Tegangan nol = tidak ada resonansi; tegangan fluktuatif = resonansi terdeteksi.

• Tanggapan: Untuk resonansi, tutup K3 untuk mengaktifkan resistor. Jika tidak efektif, buka disconnector sirkuit pemutus untuk penghapusan manual.

4. Ringkasan

Selama desain GIS 500kV, simulasi resonansi PT bus untuk memilih PT yang kuat (mencegah jenuh inti selama switching). Untuk resonansi yang ada, ambil tindakan yang ditargetkan (misalnya, penggantian bus/PT) untuk memastikan operasi aman. Sistem "pencegahan-operasi-desain" ini meningkatkan kemampuan anti-resonansi.