Pag-improve sa Protection Logic ug Engineering Application sa Grounding Transformers sa Rail Transit Power Supply Systems

1. Konfigurasyon sa Sistema ug mga Kondisyon sa Operasyon
Ang pangunahon nga transformers sa Main Substation sa Convention & Exhibition Center ug Municipal Stadium Main Substation sa Zhengzhou Rail Transit nagamit og star/delta winding connection pinaagi sa non-grounded neutral point operation mode. Sa 35 kV bus side, gigamit ang Zigzag grounding transformer, gikonekta sa yuta pinaagi sa low-value resistor, ug gitumong sa paghatag sa station service loads. Kung adunay single-phase ground short-circuit fault sa usa ka linya, nahimo ang ruta pinaagi sa grounding transformer, grounding resistor, ug grounding grid, naggenehiro og zero-sequence current. 

Kini nagpadayon sa high-sensitivity, selective zero-sequence protection sa faulted section aron mas magamit ug immediate trip sa corresponding circuit breakers, sukad pa isulod ang fault ug limitar ang iyang epekto. Kung ang grounding transformer gi-disconnect, ang sistema mao ang ungrounded system. Sa kahimtang niini, ang single-phase ground fault mahimong severe threat sa insulation sa sistema ug safety sa equipment. Busa, kung operasyon ang grounding transformer protection, dili lang ang grounding transformer mismo ang gipang-trip, apan ang associated main transformer usab ang gipang-trip.

2. Limitasyon sa Existing Protection Schemes
Sa power supply systems sa Convention & Exhibition Center Main Substation ug Municipal Stadium Main Substation sa Zhengzhou Rail Transit, ang existing protection para sa grounding station service transformer sulod lamang sa overcurrent protection. Kung ang fault nagbutang sa grounding transformer nga mog trip ug gibuhat og service, mog trip ra ang iyang kaugalingon nga switchgear walay interlock sa corresponding incoming power feeder breaker. 

Kini nagresulta sa affected bus section nga mogoperasyon sa matagamtam nga panahon walay grounding point. Sa kahimtang niini, ang single-phase ground fault mahimong makaprodukto og overvoltage o ang protection system mahimong madulaan sa zero-sequence current, kasagaran ang zero-sequence protection mog malfunction o dili mog-operate—potentially escalatihon ang incident ug kompromiso sa overall power system safety.

Bisan na, sa bus tie automatic transfer (bus tie auto-switching) operations, ang grounding station service transformer sa de-energized bus section wala gi-interlock sa trip. Kini mahimong makausab sa duha ka bus sections nga maginterconnect pinaagi sa bus tie breaker, resultando sa two-point grounding condition sa sistema. Ang two-point grounding scenario mahimong mausab sa duha ka serious issues: (1) misclassification sa zero-sequence current sa ground faults, causahan ang protection refusal sa operate o false tripping; ug (2) circulating currents induced sa zero-sequence current, lead sa overheating sa equipment ug damage sa insulation.

Ang kasamtangan nga protection logic adunay significant limitations. Ang conventional protection devices sulod lamang sa monitor sa operational status sa grounding transformer ug wala gi-establish interlocking logic sa incoming power feeder breakers o bus tie breaker—wala sa necessary blocking/interlock mechanisms.

3. Recommendations para sa Pag-improve sa Existing Protection Limitations

3.1 Proposed Improvement Measures

Pagsulob “Grounding Station Service Transformer Trip Interlock” Soft Logic

• Trigger Condition: Ang circuit breaker sa grounding station service transformer open. Kung ang sistema gamiton ang low-resistance grounding, ang disappearance sa grounding resistor current mahimong additional criterion.

• Interlock Trip Logic Design: Trip the incoming power feeder breaker: Kung ang grounding station service transformer gibuwag ug wala pay uban pa nga grounding point sa bus section, interlock-trip ang incoming power feeder breaker aron mapasabot ang load sa uban pa nga bus. Trip the bus tie breaker: Kung ang duha ka bus sections nagoperasyon sa parallel pinaagi sa bus tie breaker, interlock-trip ang bus tie breaker aron isulod ang ungrounded bus section.

• Technical Implementation Recommendation: Pagsulob zero-sequence current protection. Kung ang overcurrent o zero-sequence current operation, ang protection device dapat mog trip sa local breaker ug simultaneously send interlock-trip commands sa corresponding incoming feeder breaker ug bus tie breaker. Ang protection device manufacturers dapat bag-ohon ang interlock logic diagram accordingly ug perform software upgrades batasan kini nga logic.

3.2 Protection Upgrade Batasan Zero-Sequence Voltage

• Zero-Sequence Overvoltage Blocking/Tripping Function: Pagsulob zero-sequence overvoltage protection sa bus protection scheme isip backup kung ang grounding station service transformer wala sa service. Kung ang zero-sequence voltage adunay excess sa set threshold sa mas long sa preset time delay, automatic trip ang incoming feeder o bus tie breaker.

• Coordination sa Grounding Transformer Status: Link the zero-sequence voltage protection function sa operational status signal sa grounding station service transformer: Kung ang grounding transformer normal nga nagoperasyon, ang zero-sequence voltage protection nagoperasyon sa alarm mode. Kung ang grounding transformer wala sa service, ang zero-sequence voltage protection switch sa trip mode.

• Implementation Notes – Anti-Maloperation Measures: Add time delay aron malihok ang false tripping tungod sa transient disturbances. Gamiton “AND” logic criteria (e.g., zero-sequence voltage + grounding transformer off-status) aron mapataas ang reliability.

3.3 Control Circuit Modification (Hardware Enhancement)

• Pagsulob hardwired interlock circuits tali sa grounding station service transformer protection device ug incoming feeder breaker protection device. Kung ang grounding transformer mog trip, ang trip signal gikan sa output terminal sa iyang protection device → triggers ang output terminal sa incoming feeder protection device → mog trip ang incoming feeder breaker.

• Pasensya na, ang "宿务亚诺语" wala'y opisyal nga piniling yinaktohan sa pagtumong. Ang mga dokumento sa teknolohiya sa kuryente mahimong isulat sa Cebuano o Bisaya. Usa ra ka ektado, ang sumusunod mao ang pagsasalin sa Cebuano:

  Sa panahon sa awtomatikong paglipat sa bus tie, kon ang device sa proteksyon sa bus tie magpadala og senyal aron matumba ang breaker sa incoming feeder, adunay parehas nga pagpadala og senyal pinaagi sa iyang interlock output terminal → sa output terminal sa device sa proteksyon sa grounding station service transformer → aron matumba ang breaker sa grounding transformer.

3.4 Implementasyon sa On-Site Retrofit
Isip ipailustrar sa Table 1, ang Option 1 ug Option 2 nanganginahanglan og pagbag-o ug pag-upgrade sa mga device sa proteksyon. Apan, ang Convention & Exhibition Center Main Substation ug Municipal Stadium Main Substation mao ang mga lumad nga substation diin ang mga kasangkapan nian sila gawas na sa warranty. Ang pag-implementar sa Option 1 o Option 2 nanganginahanglan og software upgrade gikan sa orihinal nga manufacturer sa device sa proteksyon, nga nanganginahanglan og dako nga tigom ug financial investment. Kini nagresulta sa pagpili sa operational personnel sa Option 3—ang pag-implementar sa on-site modifications pinaagi sa pagdugang og hardwired interlock circuits.

Pagkaylap sa grounding transformer tungod sa kasagaran, gikinahanglan ang interlock-trip sa incoming power feeder breaker. Sa pag-inspect, natukod nga ang spare outputs 1, 2, ug 3 wala gi-usab. Human sa pag-operasyon sa tren, imong gipangita sa maintenance personnel ang work permit ("request for work authorization") gikan sa equipment dispatcher. Ang dispatcher migamit og load transfer batas sa operational requirements ug gibigyan og approval ang work permit human mahimong maayo ang kondisyon alang sa construction.

Alang sa interlock trip circuit: ang spare output 2 (terminals 517/518) sa 5# signal plug-in board sa WCB-822C protection device—normally open contacts—gi-connection sa series sa bag-o nga idugang nga hardwired interlock circuit. Kini nga circuit gipadala sa normally open terminals sa output 5 (terminals 13/14) sa 4# output plug-in board sa WBH-818A protection device sa incoming power feeder switchgear. Human sa output signal gikan sa terminal block, ang incoming feeder breaker nag-trip. Ang hardwiring gipasabot tali sa grounding transformer switchgear ug incoming feeder switchgear, ug gipasabot sa hardwired blocking circuit pinaagi sa physical pressure plate link. Ang pag-enable o disable sa blocking function gihatagan sa engaging o disengaging sa hard pressure plate.

Ang modification points para sa uban nga bus section sama sa itaas. Sa panahon sa retrofit sa duha ka bus sections, gipasabot ang sectionalized incoming feeders aron sigurado ang walay hapos nga supply sa kuryente sa ilang mga serbisyo area, aron mapugos ang epekto sa post-operational equipment maintenance.

Human sa pagkumpleto sa modifications, gihimo ang protection relay testing aron masiguro ang interlock-trip functionality. Human ma-verify nga normal, ang sistema gilagda sa usa ka direct service.

Tungod sa interlock trip sa grounding station service transformer sa de-energized bus sa panahon sa bus tie auto-transfer (BATS) operation: sa pag-inspect, natukod nga ang spare outputs 3 hangtod 7 wala gi-usab. Human sa pag-operasyon sa tren, imong gipangita sa maintenance personnel ang work permit. Ang dispatcher migamit og load switching batas sa operational needs ug gibigyan og approval human mahimong maayo ang kondisyon alang sa construction.

Alang sa on-site retrofit sa Section I bus grounding station service transformer: gipasabot ang bag-o nga hardwired circuit. Ang spare output 3 (terminals 519/520) sa 5# signal plug-in board sa WBT-821C protection device—normally open contacts—gi-connection sa series sa bag-o nga hardwired circuit, kini nga circuit gipadala sa normally open terminals sa spare output 1 (terminals 514/515) sa 5# output plug-in board sa WCB-822C protection device sa Section I grounding station service transformer switchgear. Human sa terminal output, ang grounding transformer breaker nag-trip. Ang bag-o nga hardwired circuit gipasabot sa secondary cabinet doors sa parehas nga grounding transformer switchgear ug bus tie switchgear, ug gipasabot sa hardwired blocking circuit pinaagi sa physical pressure plate link. Ang blocking function gihatagan sa engaging o disengaging sa hard pressure plate.

Alang sa on-site retrofit sa Section II bus grounding station service transformer: gipasabot ang bag-o nga hardwired circuit. Ang spare output 4 (terminals 311/312) sa 3# expansion plug-in board sa WBT-821C protection device—normally open contacts—gi-connection sa series sa bag-o nga hardwired circuit, kini nga circuit gipadala sa normally open terminals sa spare output 1 (terminals 514/515) sa 5# output plug-in board sa WCB-822C protection device sa Section II grounding station service transformer switchgear. Human sa terminal output, ang grounding transformer breaker nag-trip. Ang bag-o nga hardwired circuit gipasabot sa secondary cabinet doors sa parehas nga grounding transformer switchgear ug bus tie switchgear, ug gipasabot sa hardwired blocking circuit pinaagi sa physical pressure plate link. Ang blocking function gihatagan sa engaging o disengaging sa hard pressure plate.

Ang modification sa interlock-trip signal sa grounding station service transformer sa de-energized bus sa panahon sa bus tie auto-transfer startup gikumpleto sa panahon sa itaas nga single-bus retrofit process sa corresponding bus section.

4. Conclusion

Isip artificial nga neutral point sa mga power systems nga dili grounded neutral configurations, ang grounding transformer naghunahuna sa importanteng papel sa pag-siguro sa system safety ug stable operation. Ang improvements nga gihatagan sa itaas nagsiguro sa system safety human ang grounding transformer gibuhat gikan sa service, mao nga nakakat-on sa risks sa overvoltage ug equipment damage gikan sa pag-operate bisan wala'y grounding point. Bago ang actual implementation, kinahanglan ang detailed verification batas sa specific equipment models ug system parameters.