Pagsasagawa ng Pag-aayos sa Isang Bahagi ng Lupaing May Sirkwitong 35kV Distribution Line

Mga Linya ng Distribusyon: Isang Mahalagang Komponente ng mga Sistema ng Kapangyarihan

Ang mga linya ng distribusyon ay isang pangunahing bahagi ng mga sistema ng kapangyarihan. Sa parehong busbar ng antas ng voltaje, kumakonekta ang maraming mga linya ng distribusyon (para sa pagsisilip o paglabas), bawat isa ay may maraming sangay na naka-arrange nang radial at nakakonekta sa mga transformer ng distribusyon. Pagkatapos ma-step down sa mababang voltaje ng mga transformer na ito, inilalabas ang kuryente sa malawak na hanay ng mga end user. Sa mga network ng distribusyon gaya nito, madalas nangyayari ang mga kasalanan tulad ng phase-to-phase short circuit, overcurrent (overload), at single-phase-to-ground faults. Sa mga ito, ang mga single-phase-to-ground faults ang pinakakaraniwan, na sumasakop sa higit sa 70% ng kabuuang mga kasalanan ng sistema. Bukod dito, maraming mga short-circuit fault ang nagmumula sa mga single-phase-to-ground faults na lumalaki hanggang maging multi-phase ground faults.

Ang mga single-phase-to-ground faults ay tumutukoy sa mga sitwasyon kung saan anumang isa sa tatlong phase (A, B, o C) sa linya ng distribusyon ay bumabali at bumababa sa lupa, nakakontak sa mga puno, gusali, poste, o tower, na nagpapabuo ng isang conductive path kasama ang lupa. Maaari rin itong maging resulta ng overvoltage dahil sa kidlat o iba pang atmospheric conditions, na nagdudulot ng pinsala sa insulation ng mga kagamitang distribusyon, na nagdudulot ng mahalagang pagbaba ng insulation resistance sa lupa.

Kapag nangyari ang isang single-phase-to-ground fault sa isang low-current grounding system, hindi direktang nabubuo ang isang buong fault loop. Ang capacitive grounding current ay mas maliit kaysa sa load current, at ang mga line voltages ng sistema ay nananatiling symmetrical, kaya hindi agad napuputol ang power supply sa mga user. Kaya, pinapayagan ng mga regulasyon ang patuloy na operasyon na may isang ground fault hanggang sa 2 oras. Gayunpaman, ang voltage sa mga non-faulted phases ay tumaas sa relatibong aspeto sa lupa, na nagbabanta sa insulation. Kaya, kailangan mabilis na matukoy at i-address ang mga linya na may umiiral na ground fault.

I. Pagtukoy ng Single-Phase-to-Ground Faults sa 35kV Auxiliary Busbars

Kapag nangyari ang single-phase-to-ground faults, ferroresonance, phase loss, o high-voltage fuse blowouts sa mga voltage transformers (VTs), ang mga obserbasyon ay maaaring magkamukhang katulad, ngunit ang maingat na pagsusuri ay nagpapakita ng malinaw na pagkakaiba.

• Single-Phase-to-Ground Fault:
  Magbibigay ang substation at SCADA system ng mga signal tulad ng “35kV busbar grounding” o “Arc Suppression Coil No. X activated.” Ang relay protection ay hindi nag-trip pero nag-trigger ng alarm signals. Ang voltage ng faulted phase ay bumababa, samantalang ang ibang dalawang phase voltages ay tumaas. Ang VT indicator light para sa faulted phase ay mababawasan ang liwanag, samantalang ang ibang dalawa ay maging mas liwanag. Sa isang solid (metallic) ground fault, ang faulted phase voltage ay bumababa hanggang zero, at ang ibang dalawang phase-to-ground voltages ay tumaas ng √3 beses, habang ang line voltages ay nananatiling walang pagbabago. Ang VT’s 3V₀ output ay nagbabasa ng halos 100V, at ang harmonic suppression light ay ililimutan. Ang arc suppression coil ay nagdadala ng current, na katumbas ng compensation current na naka-set sa tap setting. Kung may small-current fault line selector, ito ay mag-activate at matutukoy ang faulted line. Kung ang fault ay nasa loob ng substation, ang pisikal na mga senyas tulad ng visible arcing, usok, at malaking electrical noises ay nagpapadali sa pag-identify ng fault point.

• Ferroresonance:
  Naglilikha ng neutral point displacement voltage, na nagbabago ang tatlong phase voltages. Karaniwang tumaas ang isang phase voltage habang ang ibang dalawa ay bumababa, o vice versa, at ang line voltages din ay nagbabago. Dahil ang neutral voltage ay hindi zero, nagdaraan ang current sa arc suppression coil, at maaaring lumitaw ang mga “busbar grounding” signals depende sa magnitude ng displacement voltage.

• Phase Loss:
  Tumaas ang voltage sa upstream side ng nawawalang phase hanggang 1.5 beses ng normal voltage, habang ang downstream voltage ay bumababa hanggang zero. Ang current sa faulted phase ay naging zero, at ang ibang dalawang phase voltages ay kaunti lang bumababa. Ang line voltages ay nananatiling walang pagbabago. Ang 3V₀ ay nagbabasa ng halos 50V, ang arc suppression coil ay nagdadala ng current, at inilalabas ang grounding signal. Maaring ipagturo ng mga user ang mga power outages.

• VT High-Voltage Fuse Blowout:
  Bumababa nang malaki ang voltage ng blown phase (karaniwang mas mababa sa kalahati ng normal phase voltage), habang ang ibang phase voltages ay hindi tumaas. Ang line voltages ay naging unbalanced. Lahat ng outgoing circuits sa busbar ay nag-trigger ng “voltage circuit open” alarm. Ang 3V₀ ay nagbabasa ng halos 33V, at inilalabas ang grounding signal.

Bagama't ang apat na kondisyong ito—single-phase-to-ground, ferroresonance, phase loss, at VT fuse blowout—ay nagpapakita ng katulad na sintomas, ang maingat na pagsusuri ng phase voltage, line voltage, 3V₀, arc suppression coil current, SCADA automation signals, at mga ulat mula sa control room operators ay maaaring tiyak na makilala ang single-phase-to-ground fault.

II. Proseso ng Pag-handle para sa 35kV Auxiliary Bus Single-Phase-to-Ground Faults

Kapag nangyari ang 35kV line grounding fault, inilalabas ng 35kV busbar ng Wan’an substation ang grounding alarm. Dapat agad na ipaalam sa personnel sa central control station upang inspeksyunin ang mga kagamitan at estado ng proteksyon sa loob ng estasyon (kasama ang 3V₀ voltage, small-current fault line selector status, arc suppression coil temperature/current, atbp.), at dapat ipadala ang line operation team para sa line patrol. Pagkatapos makatanggap ng feedback mula sa central station na napatunayan ang ground fault, dapat gawin ang trial switching (trial tripping) ng mga linya. Bago ang trial switching, dapat ipaalam ang mga critical users. 

Para sa mga sistema na walang trial switching devices, posible ang remote tripping via SCADA, ngunit kailangang unang ilipat ang mga load sa downstream substations. Sa mga sistema na may internal bridge connections, kailangang i-disable ang automatic transfer switches (ATS) upang maiwasan ang pag-transfer ng fault sa healthy sections.Kapag natukoy ang partikular na linya bilang faulted, dapat bigyan ng prayoridad ang pag-transfer ng load nito bago i-take out of service ang faulty line. Dapat ipaalam sa line operation team at central station personnel upang magpatrol ng 35kV line at inspeksyunin ang 35kV equipment sa associated 35kV substation. 

Upang maiwasan ang pag-laki ng fault sa phase-to-phase short circuit—na maaaring magdulot ng biglaang mga brownout—dapat mabilis na matukoy at i-isolate ang mga faulted equipment. Bukod dito, upang maiwasan ang sobrang init at pinsala sa arc suppression coil, dapat i-isolate ang faulted equipment sa loob ng 2 oras. Dapat monitorin at panatilihin sa ibaba ng 55°C ang temperatura ng coil. Kung lampa, dapat agad na istop ang single-phase-to-ground operation, at i-disconnect ang faulted equipment. Kung ang grounding condition ay patuloy na umiiral pagkatapos ng 2 oras, dapat ireport ang sitwasyon sa senior management.

III. Kasimpulan

Kapag nangyari ang single-phase-to-ground fault sa isang linya ng distribusyon, ang magnitude at phase ng line voltage ay nananatiling walang pagbabago, na nagpapahintulot ng short-term continued operation nang hindi kinakailangang i-disconnect ang faulted equipment. Habang ito ay nagpapabuti sa reliabilidad ng supply, ang voltage sa dalawang healthy phases ay tumaas hanggang sa line-to-line levels, na nagpapataas ng panganib ng insulation breakdown at sumusunod na two-phase-to-ground short circuits. Ito ay nagpapataas ng malaking panganib sa safe at economical na operasyon ng mga kagamitang substation at network ng distribusyon. Kaya, dapat maprevent ang mga fault na ito kung maaari, at kapag nangyari, dapat mabilis na matukoy at i-eliminate ang fault point upang mapataas ang kabuuang reliabilidad ng power supply.