Pagpapabuti ng Lojika ng Proteksyon at Pagsasaayos ng Inhenyeriya ng mga Grounding Transformers sa Mga Sistemang Paggamit ng Kapangyarihan sa Riles

1. Konfigurasyon ng Sistema at mga Kalagayan ng Paggamit
Ang pangunahing transformers sa Convention & Exhibition Center Main Substation at Municipal Stadium Main Substation ng Zhengzhou Rail Transit ay gumagamit ng star/delta winding connection na may non-grounded neutral point operation mode. Sa bahaging 35 kV bus, ginagamit ang Zigzag grounding transformer, na konektado sa lupa sa pamamagitan ng low-value resistor, at nagbibigay din ng supply para sa mga station service loads. Kapag nangyari ang single-phase ground short-circuit fault sa isang 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 high-sensitivity, selective zero-sequence protection sa loob ng faulted section na makapag-operate nang maasahan at agad na tripin ang mga corresponding circuit breakers, na siyang nag-iisolate ng fault at limitado ang epekto nito. Kung ang grounding transformer ay ididisconnect, magiging ungrounded system ang sistema. Sa kondisyong ito, ang single-phase ground fault ay seryosong banta sa insulation ng sistema at kaligtasan ng mga kagamitan. Kaya, kapag nagsimula ang operasyon ng grounding transformer protection, hindi lang ang grounding transformer mismo ang dapat tripin, kundi ang associated main transformer din ay dapat interlocked at tripin.

2. Limitasyon ng Mga Umumang Proteksyon Schemes
Sa mga power supply systems ng Convention & Exhibition Center Main Substation at Municipal Stadium Main Substation ng Zhengzhou Rail Transit, ang umumang proteksyon para sa grounding station service transformer ay kasama lamang ang overcurrent protection. Kapag nangyari ang fault na nagdudulot ng pagtrip at pagalis ng grounding transformer mula sa serbisyo, tripin lamang nito ang sarili nitong switchgear nang walang interlocking para tripin ang corresponding incoming power feeder breaker. 

Ito ay nagresulta sa pag-operate ng naapektuang bus section sa mahabang panahon nang walang grounding point. Sa pagkakataong may single-phase ground fault sa ganitong kondisyon, maaaring mangyari ang overvoltage o maaaring hindi mapansin ng sistema ang zero-sequence current, na nagdudulot ng pagmali ng zero-sequence protection o hindi ito gumana—na maaaring palakihin ang insidente at ipanganak ng panganib ang kabuuang seguridad ng power system.

Karagdagang dito, sa panahon ng bus tie automatic transfer (bus tie auto-switching) operations, ang grounding station service transformer sa de-energized bus section ay hindi interlocked para tripin. Ito ay maaaring magresulta sa pagkakonekta ng parehong bus sections sa pamamagitan ng bus tie breaker, na nagpapabuo ng two-point grounding condition sa sistema. Ang ganitong two-point grounding scenario ay maaaring magdulot ng dalawang seryosong isyu: (1) maling classification ng zero-sequence current sa panahon ng ground faults, na nagdudulot ng pagtutol ng proteksyon na gumana o maling pagtrip; at (2) circulating currents na dulot ng zero-sequence current, na nagdudulot ng sobrang init at pinsala sa insulation ng mga kagamitan.

Ang kasalukuyang proteksyon logic ay may malaking limitasyon. Ang conventional protection devices ay nagmomonitor lamang ng operational status ng grounding transformer at hindi nagtatatag ng interlocking logic kasama ang incoming power feeder breakers o bus tie breaker—nangangailangan ng necessary blocking/interlock mechanisms.

3. Mga Rekomendasyon para sa Pagpapabuti ng Mga Limitasyon ng Umumang Proteksyon

3.1 Inirerekumendang Pagpapabuti ng Mga Paraan

Idagdag ang “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, maaari idagdag ang pagkawala ng grounding resistor current bilang karagdagang criterion.

• Interlock Trip Logic Design: Tripin ang incoming power feeder breaker: Kung ang grounding station service transformer ay inalis at walang ibang grounding point sa bus section, interlock-tripin ang incoming power feeder breaker upang ipilit ang paglipat ng load sa isa pang bus. Tripin ang bus tie breaker: Kung parehong bus sections ay nag-ooperate sa parallel via bus tie breaker, interlock-tripin ang bus tie breaker upang i-isolate ang ungrounded bus section.

• Technical Implementation Recommendation: Idagdag ang zero-sequence current protection. Kapag nangyari ang overcurrent o zero-sequence current operation, ang protection device ay dapat tripin ang lokal na breaker at parehong magpadala ng interlock-trip commands sa corresponding incoming feeder breaker at bus tie breaker. Ang mga manufacturer ng protection device ay dapat baguhin ang interlock logic diagram 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: Idagdag ang 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 set threshold para sa mas mahabang oras kaysa sa preset time delay, awtomatikong tripin ang incoming feeder o bus tie breaker.

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

• Implementation Notes – Anti-Maloperation Measures: Idagdag ang time delay upang iwasan ang maling pagtrip dahil sa transient disturbances. Gumamit ng “AND” logic criteria (halimbawa, zero-sequence voltage + grounding transformer off-status) upang palakasin ang reliability.

3.3 Pagbabago sa Control Circuit (Hardware Enhancement)

• Idagdag ang hardwired interlock circuits sa pagitan ng grounding station service transformer protection device at incoming feeder breaker protection device. Kapag natrip ang grounding transformer, ang trip signal mula sa output terminal ng protection device nito → triggers ang output terminal ng incoming feeder protection device → trips ang incoming feeder breaker.

• Sa panahon ng pag-aauto-transfer ng bus tie, kapag ang device para sa pangangalaga ng bus tie ay nagpadala ng senyal upang i-trip ang breaker ng pumasok na feeder, ito ay kaisa na rin nagsasala ng isang senyal sa pamamagitan ng kanyang terminal ng interlock output → patungo sa terminal ng output ng device para sa pangangalaga ng grounding station service transformer → upang i-trip ang breaker ng grounding transformer.

3.4 Pagpapatupad ng Retrofit sa Lugar
Bilang ipinapakita sa Table 1, parehong Option 1 at Option 2 ay nangangailangan ng pagbabago at pag-upgrade ng mga device para sa pangangalaga. Gayunpaman, ang Convention & Exhibition Center Main Substation at Municipal Stadium Main Substation ay mga matatanda na substation kung saan ang mga kagamitan ay lubhang lumampas sa warranty. Ang pagpapatupad ng Option 1 o Option 2 ay magngangailangan ng orihinal na tagagawa ng device para sa pangangalaga na gawin ang mga upgrade ng software, na kasama ang mahalagang puhunan ng tao at pera. Dahil dito, ang mga tauhan ng operasyon ay pumili ng Option 3—pagpapatupad ng mga pagbabago sa lugar sa pamamagitan ng pagdaragdag ng hardwired na mga circuit ng interlock.

Kapag ang grounding transformer ay natumba dahil sa pagkakamali, kinakailangan na interlock-trip ang incoming power feeder breaker. Sa pagsusuri, natuklasan na ang mga spare output 1, 2, at 3 ay hindi ginagamit. Pagkatapos ng operasyon ng tren, humingi ng work permit ("request for work authorization") ang mga maintenance personnel sa equipment dispatcher. Ginawa ng dispatcher ang load transfer ayon sa operational requirements at inaprubahan ang work permit kapag ang kondisyon ay angkop 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—na may normal na open contacts—ay konektado sa serye sa bagong idinagdag na hardwired interlock circuit. Ang circuit na ito ay dinala sa normal na 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. Matapos ang output signal mula sa terminal block, tumumba ang incoming feeder breaker. Ang hardwiring ay i-install sa pagitan ng grounding transformer switchgear at incoming feeder switchgear, at naiintegro sa hardwired blocking circuit sa pamamagitan ng 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 tiyakin ang walang pagputol na supply ng kuryente sa mga serbisyo area, na siyang nagbabawas ng impact sa post-operational equipment maintenance.

Matapos ang pagkumpleto ng mga modification, isinagawa ang protection relay testing upang i-verify ang interlock-trip functionality. Kapag na-verify na normal, direktang inilagay 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 maintenance personnel. Ginawa ng dispatcher ang load switching ayon sa operational needs at binigyan ng approval kapag ang kondisyon para sa konstruksyon ay natugunan.

Para sa on-site retrofit ng Section I bus grounding station service transformer: idinagdag ang bagong hardwired circuit. Ang spare output 3 (terminals 519/520) sa 5# signal plug-in board ng WBT-821C protection device—na may normal na open contacts—ay konektado sa serye sa bagong hardwired circuit, na dinala sa normal na 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. Matapos ang terminal output, tumumba ang grounding transformer breaker. Ang bagong hardwired circuit ay i-install sa secondary cabinet doors ng parehong grounding transformer switchgear at bus tie switchgear, at konektado sa hardwired blocking circuit sa pamamagitan ng pisikal na pressure plate link. Ang blocking function ay maaring i-enable o i-disable 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 bagong hardwired circuit. Ang spare output 4 (terminals 311/312) sa 3# expansion plug-in board ng WBT-821C protection device—na may normal na open contacts—ay konektado sa serye sa bagong hardwired circuit, na dinala sa normal na 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. Matapos ang terminal output, tumumba ang grounding transformer breaker. Ang bagong hardwired circuit ay i-install sa secondary cabinet doors ng parehong grounding transformer switchgear at bus tie switchgear, at konektado sa hardwired blocking circuit sa pamamagitan ng pisikal na pressure plate link. Ang blocking function ay maaring i-enable o i-disable 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 kasangguni na bus section.

4. Conclusion

Bilang isang artipisyal na ipinasok na neutral point sa mga power system na may non-grounded neutral configurations, ang grounding transformer ay may mahalagang papel upang tiyakin ang seguridad at matatag na operasyon ng sistema. Ang mga improvement na nabanggit ay lubos na nagpapataas ng seguridad ng sistema kapag ang grounding transformer ay alisin sa serbisyo, na siyang epektibong nag-iwas ng mga panganib ng overvoltage at pinsala sa equipment dahil sa pag-operate nang walang grounding point. Bago ang aktwal na pag-implement, kinakailangang gawin ang detalyadong verification batay sa partikular na modelo ng equipment at mga parameter ng sistema.