Pagsasama ng Pagpapahusay sa Lojika ng Proteksyon at Aplikasyon sa Inhinyeriya ng mga Grounding Transformers sa mga Sistema ng Paggamit ng Kuryente sa Riles

1. Konfigurasyon ng Sistema at Kalagayang Paggamit
Ang pangunahing mga transformer sa Main Substation ng Convention & Exhibition Center at Municipal Stadium Main Substation ng Zhengzhou Rail Transit ay gumagamit ng koneksyon ng star/delta winding na may mode ng paggana ng hindi naka-ground na neutral point. Sa bahaging 35 kV bus, ginagamit ang Zigzag grounding transformer, na nakakonekta sa lupa sa pamamagitan ng mababang halaga ng resistor, at nagbibigay din ng serbisyo ng istasyon. Kapag nangyari ang single-phase ground short-circuit fault sa linya, nabubuo ang isang ruta sa pamamagitan ng grounding transformer, grounding resistor, at grounding grid, na nagpapabuo ng zero-sequence current. 

Ito ay nagbibigay-daan para sa mataas na sensitibidad, piling zero-sequence protection sa loob ng nasirang seksyon upang makapagtrabaho nang maasahan at agad na i-trip ang mga kaukulang circuit breakers, kaya't inilalayo ang pagkasira at pinaghihigpit ang epekto nito. Kung ang grounding transformer ay itinanggal, ang sistema ay naging ungrounded system. Sa kondisyong ito, ang single-phase ground fault ay seryosong banta sa insulation ng sistema at kaligtasan ng mga kagamitan. Kaya, kapag ipinagana ang proteksyon ng grounding transformer, hindi lamang ang grounding transformer mismo ang kailangang i-trip, kundi kailangan din na i-interlock at i-trip ang kaugnay na main transformer.

2. Limitasyon ng Umum na Mga Proteksyon na Sistemang Ito
Sa mga sistemang power supply ng Main Substation ng Convention & Exhibition Center at Municipal Stadium Main Substation ng Zhengzhou Rail Transit, ang umum na proteksyon para sa grounding station service transformer ay kasama lamang ang overcurrent protection. Kapag nangyari ang pagkasira at i-trip ang grounding transformer, ito ay i-trip lamang ang kanyang sariling switchgear nang walang interlocking upang i-trip ang kaukulang incoming power feeder breaker. 

Ito ay nagresulta sa paggana ng apektadong bahaging bus section sa mahabang panahon nang walang grounding point. Sa pagkakataong ito, kapag nangyari ang single-phase ground fault, maaaring magkaroon ng overvoltage o maaaring hindi ma-detekta ng sistema ng proteksyon ang zero-sequence current, na nagdudulot ng pagkakamali o hindi paggana ng zero-sequence protection—na maaaring palakihin ang insidente at mapanganib sa kabuuan ng seguridad ng sistema ng power.

Karagdagan pa, sa oras ng bus tie automatic transfer (bus tie auto-switching) operations, ang grounding station service transformer sa de-energized bus section ay hindi interlocked upang i-trip. Ito ay maaaring magresulta sa pagkakonekta ng dalawang bus sections sa pamamagitan ng bus tie breaker, na nagreresulta sa two-point grounding condition sa loob ng sistema. Ang ganitong two-point grounding scenario ay maaaring magdulot ng dalawang seryosong isyu: (1) maling pagklasipiko ng zero-sequence current sa oras ng ground faults, na nagdudulot ng pagtutol ng proteksyon o maling tripping; at (2) circulating currents na dulot ng zero-sequence current, na nagdudulot ng sobrang init at pinsala sa insulation ng mga kagamitan.

Ang kasalukuyang logic ng proteksyon ay may malaking limitasyon. Ang mga conventional na mga device ng proteksyon ay nagmomonito lamang ng kalagayang operasyonal ng grounding transformer at hindi ito nagtatatag ng interlocking logic kasama ang incoming power feeder breakers o ang bus tie breaker—walang kinakailangang blocking/interlock mechanisms.

3. Mga Rekomendasyon para Sa Pagpapabuti ng Limitasyon ng Umum na Mga Proteksyon

3.1 Iniharang Mga Tala ng Pagpapabuti

Magdagdag ng “Grounding Station Service Transformer Trip Interlock” Soft Logic

• Trigger Condition:Ang circuit breaker ng grounding station service transformer ay bukas.Kung ang sistema ay gumagamit ng low-resistance grounding, maaaring idagdag ang pagkawala ng grounding resistor current bilang karagdagang criterion.

• Interlock Trip Logic Design:I-trip ang incoming power feeder breaker: Kung ang grounding station service transformer ay inalis at walang ibang grounding point sa bus section, i-interlock trip ang incoming power feeder breaker upang pilitin ang transfer ng load sa isa pang bus.I-trip ang bus tie breaker: Kung ang parehong bus sections ay gumagana sa parallel sa pamamagitan ng bus tie breaker, i-interlock trip ang bus tie breaker upang ilayo ang ungrounded bus section.

• Technical Implementation Recommendation:Magdagdag ng zero-sequence current protection. Kapag nag-operate ang overcurrent o zero-sequence current, ang device ng proteksyon ay dapat i-trip ang lokal na breaker at parehong magpadala ng interlock-trip commands sa kaukulang incoming feeder breaker at bus tie breaker. Ang mga manufacturer ng device ng proteksyon ay dapat baguhin ang diagram ng interlock logic at gawin ang software upgrades batay sa logic na ito.

3.2 Pag-upgrade ng Proteksyon Batay sa Zero-Sequence Voltage

• Zero-Sequence Overvoltage Blocking/Tripping Function:Magdagdag ng zero-sequence overvoltage protection sa bus protection scheme bilang backup kapag ang grounding station service transformer ay out of service. Kung ang zero-sequence voltage ay lumampas sa itakdang threshold para sa mas mahaba kaysa sa preset time delay, awtomatikong i-trip ang incoming feeder o bus tie breaker.

• Coordination with Grounding Transformer Status:Ilagay ang function ng zero-sequence voltage protection sa operational status signal ng grounding station service transformer:Kapag ang grounding transformer ay gumagana nang normal, ang zero-sequence voltage protection ay gumagana sa mode ng alarm.Kapag ang grounding transformer ay out of service, ang zero-sequence voltage protection ay lumilipat sa trip mode.

• Implementation Notes – Anti-Maloperation Measures:Magdagdag ng time delay upang maiwasan ang maling tripping dahil sa transient disturbances.Gamitin ang “AND” logic criteria (halimbawa, zero-sequence voltage + grounding transformer off-status) upang palakasin ang reliabilidad.

3.3 Pagbabago ng Control Circuit (Hardware Enhancement)

• Magdagdag ng hardwired interlock circuits sa pagitan ng grounding station service transformer protection device at incoming feeder breaker protection device. Kapag i-trip ang grounding transformer, ang trip signal mula sa output terminal ng kanyang device ng proteksyon → triggers ang output terminal ng incoming feeder protection device → i-trip ang incoming feeder breaker.

• Sa panahon ng operasyon ng awtomatikong paglipat ng bus tie, kapag ang device ng proteksyon ng bus tie ay nagpadala ng senyal upang tripin ang breaker ng inaasahang feeder, ito ay nagpapadala rin ng isang senyal sa pamamagitan ng kanyang interlock output terminal → patungo sa output terminal ng device ng proteksyon ng grounding station service transformer → upang tripin ang breaker ng grounding transformer.

3.4 Implementasyon ng On-Site Retrofit
Tulad ng ipinapakita sa Table 1, ang parehong Option 1 at Option 2 ay nangangailangan ng pag-modify at pag-upgrade ng mga device ng proteksyon. Gayunpaman, ang Convention & Exhibition Center Main Substation at Municipal Stadium Main Substation ay mga aging substations na kung saan ang mga kagamitang ito ay malayo na sa warranty. Ang pag-implement ng Option 1 o Option 2 ay magbibigay-daan sa orihinal na manufacturer ng device ng proteksyon na gumawa ng software upgrades, na kasama rito ang mahalagang manpower at financial investment. Dahil dito, pinili ng mga operational personnel ang Option 3—na ang pag-implement ng on-site modifications sa pamamagitan ng pagdaragdag ng hardwired interlock circuits.

Kapag ang grounding transformer ay naputol dahil sa isang problema, kinakailangan na interlock-tripin ang incoming power feeder breaker. Sa pagsusuri, natuklasan na ang spare outputs 1, 2, at 3 ay hindi ginagamit. Pagkatapos ng operasyon ng tren, humingi ng work permit ("request for work authorization") ang mga tauhan ng pagmamanntento sa equipment dispatcher. Ginawa ng dispatcher ang load transfer batay sa operational requirements at inaprubahan ang work permit kapag ang kondisyon ay naaangkop para sa konstruksyon.

Para sa interlock trip circuit: ang spare output 2 (terminals 517/518) sa 5# signal plug-in board ng WCB-822C protection device—normal open contacts—ay nakakonekta nang serye sa isang bagong idinagdag na hardwired interlock circuit. Ang circuit na ito ay dinala patungo sa normal open terminals ng output 5 (terminals 13/14) sa 4# output plug-in board ng WBH-818A protection device para sa incoming power feeder switchgear. Pagkatapos ng output signal mula sa terminal block, naputol ang incoming feeder breaker. Ang hardwiring ay inilapat sa pagitan ng grounding transformer switchgear at incoming feeder switchgear, at inintegrate sa hardwired blocking circuit gamit ang pisikal na pressure plate link. Ang pag-eengage o pag-disengage ng hard pressure plate ay nagpapasya kung aktibo ang blocking function.

Ang mga modification points para sa ibang bus section ay katulad ng nabanggit. Sa panahon ng retrofit ng parehong bus sections, ginamit ang sectionalized incoming feeders upang matiyak ang walang pagputok na supply ng kuryente sa mga service area, na siyang nagbabawas ng epekto sa post-operational equipment maintenance.

Pagkatapos ng pagkumpleto ng mga modification, ginawa ang protection relay testing upang i-verify ang interlock-trip functionality. Kapag na-verify na normal, ilagay agad ang sistema sa serbisyo.

Tungkol sa interlock trip ng grounding station service transformer sa de-energized bus sa panahon ng bus tie auto-transfer (BATS) operation: sa pagsusuri, natuklasan na ang spare outputs 3 hanggang 7 ay hindi ginagamit. Pagkatapos ng operasyon ng tren, humingi ng work permit ang mga tauhan ng pagmamanntento sa equipment dispatcher. Ginawa ng dispatcher ang load switching batay sa operational needs at inaprubahan ang pagtrabaho kapag ang kondisyon ay naaangkop.

Para sa on-site retrofit ng Section I bus grounding station service transformer: idinagdag ang isang bagong hardwired circuit. Ang spare output 3 (terminals 519/520) sa 5# signal plug-in board ng WBT-821C protection device—normal open contacts—ay nakakonekta nang serye sa bagong hardwired circuit, na dinala patungo sa normal open terminals ng spare output 1 (terminals 514/515) sa 5# output plug-in board ng WCB-822C protection device sa Section I grounding station service transformer switchgear. Pagkatapos ng terminal output, naputol ang grounding transformer breaker. Ang bagong hardwired circuit ay inilapat sa secondary cabinet doors ng parehong grounding transformer switchgear at bus tie switchgear, at konektado sa hardwired blocking circuit gamit ang pisikal na pressure plate link. Ang blocking function ay maenable o madisable sa pamamagitan ng pag-eengage o pag-disengage ng hard pressure plate.

Para sa on-site retrofit ng Section II bus grounding station service transformer: idinagdag ang isang bagong hardwired circuit. Ang spare output 4 (terminals 311/312) sa 3# expansion plug-in board ng WBT-821C protection device—normal open contacts—ay nakakonekta nang serye sa bagong hardwired circuit, na dinala patungo sa normal open terminals ng spare output 1 (terminals 514/515) sa 5# output plug-in board ng WCB-822C protection device sa Section II grounding station service transformer switchgear. Pagkatapos ng terminal output, naputol ang grounding transformer breaker. Ang bagong hardwired circuit ay inilapat sa secondary cabinet doors ng parehong grounding transformer switchgear at bus tie switchgear, at konektado sa hardwired blocking circuit gamit ang pisikal na pressure plate link. Ang blocking function ay maenable o madisable sa pamamagitan ng pag-eengage o pag-disengage ng hard pressure plate.

Ang modification ng interlock-trip signal para sa grounding station service transformer sa de-energized bus sa panahon ng bus tie auto-transfer startup ay natapos sa nasabing single-bus retrofit process para sa kasaganaang bus section.

4. Kasimpulan

Bilang isang artipisyal na ipinakilala na neutral point sa mga power systems na may non-grounded neutral configurations, ang grounding transformer ay may mahalagang papel sa pagtiyak ng seguridad at stable operation ng sistema. Ang mga pagbabago na nabanggit sa itaas ay lubhang nagpapataas ng seguridad ng sistema kapag ang grounding transformer ay inalis sa serbisyo, na siyang nagiiwas sa mga panganib ng overvoltage at pinsala sa equipment dahil sa pag-operate nang walang grounding point. Bago ang aktwal na pag-implement, kailangang gawin ang detalyadong verification batay sa partikular na modelo ng equipment at system parameters.