Mchakato wa Hitimisho la Kupata Msingi Moja katika Mstari wa Maendeleo wa 35kV

Mistari ya Uhamishaji: Kipengele Chache kwa Mifumo ya Umeme

Mistari ya uhamishaji ni kipengele kikuu cha mifumo ya umeme. Kwenye busbar moja ya kiwango cha umeme, mistari mengi ya uhamishaji (kwa ajili ya kuingiza au kutoka) huunganikiwa, kila moja ina shughuli nyingi zilizoorodheshwa radially na zimeunganishwa na transforma za uhamishaji. Baada ya kuachika kwa kiwango cha chini na transforma hizi, umeme hutumizwa kwa wateja wengi. Katika mitandao haya ya uhamishaji, vinguvu kama vile short circuit ya phase-to-phase, overcurrent (overload), na single-phase-to-ground faults mara nyingi hutokea. Kati ya hayo, single-phase-to-ground faults ni zaidi ya kawaida, zinazopungua zaidi ya asilimia 70 ya vinguvu vya mfumo wote. Pia, vinguvu vingi vya short-circuit vinapokua kutokana na single-phase-to-ground faults vilivyotarajiwa kuvuka kuwa multi-phase ground faults.

Single-phase-to-ground faults ni namba ambayo yoyote ya phase tatu (A, B, au C) kwenye mstari wa uhamishaji unakata na kukutana na ardhi, migomba, nyumba, mikuta, au mitoweko, kuunda njia ya kusambaza na ardhi. Zinaweza pia kutokana na overvoltage kutokana na lightning au masharti mengine ya asili, ambayo hupata ubovu wa insulation ya vyombo vya uhamishaji, kuharibu upana wa insulation kwa ardhi.

Wakati single-phase-to-ground fault inatokea katika mfumo wa grounding wa kiwango cha chini, mtaro kamili wa vinguvu haunatengenezwa moja kwa moja. Capacitive grounding current ni ndogo sana kuliko load current, na line voltages za mfumo hujaa sawa, hivyo huduma ya umeme haijaa imara. Hivyo basi, sheria zinarejesha utendaji wa endelea kwa muda wa masaa ishirini na mbili. Lakini, voltage ya phases isiyo na vinguvu hujaa juu kwa ardhi, kuleta hatari kwa insulation. Kwa hivyo, mistari yenye vinguvu lazima zitolewe na kusuluhisha haraka.

I. Utambuzi wa Single-Phase-to-Ground Faults kwenye Busbars Za Kiungo Cha 35kV

Wakati single-phase-to-ground faults, ferroresonance, phase loss, au high-voltage fuse blowouts kwenye voltage transformers (VTs) inatokea, matukio yanayotokea yanaweza kuwa sawa, lakini utambuzi mzuri unaonyesha tofauti.

• Single-Phase-to-Ground Fault:
  Substation na SCADA system itaongeza ishara kama “35kV busbar grounding” au “Arc Suppression Coil No. X activated.” Relay protection hautapanga ila hutatulia ishara za alarm. Voltage ya phase yenye vinguvu hujaa, na phase zingine mbili hujaa juu. VT indicator light kwa phase yenye vinguvu hujaa, na zingine mbili hujaa ng'ombe. Katika vinguvu vya solid (metallic), voltage ya phase yenye vinguvu hujaa hadi zero, na phase zingine mbili hujaa √3 mara, na line voltages hazijaa. VT’s 3V₀ output hujaa karibu 100V, na harmonic suppression light hujaa. Arc suppression coil hutoa current, sawa na compensation current corresponding kwa tap setting lake. Ikiwa tume ya small-current fault line selector imeainishwa, itaanza na kutambua mstari wenye vinguvu. Ikiwa vinguvu ni ndani ya substation, alama za kibinafsi kama visible arcing, smoke, na sauti za umeme zitasaidia kutambua pointi ya vinguvu.

• Ferroresonance:
  Voltage ya neutral point displacement inatengenezwa, kubadilisha three-phase phase voltages. Mara nyingi, voltage ya phase moja hujaa, na zingine mbili hujaa chini, au vipaka, na line voltages pia hujaa kulingana. Tangu voltage ya neutral si zero, current inafika kwenye arc suppression coil, na “busbar grounding” signals zinaweza kutoa kulingana na ukubwa wa displacement voltage.

• Phase Loss:
  Voltage kwenye upande wa juu wa phase iliyokosa hujaa mara 1.5 ya normal voltage, na downstream voltage hujaa hadi zero. Current kwenye phase yenye vinguvu hujaa zero, na phase zingine mbili hujaa chini kidogo. Line voltages hazijaa. 3V₀ hujaa karibu 50V, arc suppression coil hutoa current, na ishara ya grounding inatoa. Wateja wanaweza kurejelea power outages.

• VT High-Voltage Fuse Blowout:
  Voltage ya phase yenye blown hujaa sana (maranyinyi chini ya nusu ya normal phase voltage), na phase zingine hazijaa juu. Line voltages hujaa balance. Vitendo vyote vya busbar vinatilia “voltage circuit open” alarm. 3V₀ hujaa karibu 33V, na ishara ya grounding inatoa.

Ingawa hii conditions nne—single-phase-to-ground, ferroresonance, phase loss, na VT fuse blowout—zinaonyesha dalili zisizofanani, utambuzi mzuri wa phase voltage, line voltage, 3V₀, arc suppression coil current, SCADA automation signals, na ripoti kutoka kwa control room operators anaweza kutambua single-phase-to-ground fault kwa uhakika.

II. Mchakato wa Kutatua Single-Phase-to-Ground Faults kwenye Busbar za 35kV

Wakati grounding fault kwenye mstari wa 35kV inatokea, 35kV busbar ya Wan’an substation itaongeza ishara ya grounding. Watu wa central control station wanapaswa kutambuliwa mara moja kufanya utafiti kwenye vyombo vya ndani na hali ya protection (ikiwa ni 3V₀ voltage, hali ya small-current fault line selector, arc suppression coil temperature/current, na kadhalika), na timu ya line operation inapaswa kutuma kwa line patrol. Baada ya kupokea maoni kutoka kwa central station ya kutambua vinguvu, trial switching (trial tripping) ya lines inapaswa kufanyika. Kabla ya kufanya trial switching, wateja muhimu wanapaswa kutambuliwa.

Kwa mifumo isiyokuwa na trial switching devices, remote tripping kwa SCADA inaweza kufanyika, lakini loads kwenye substations zilizochini zinapaswa kwanza kutumika. Katika mifumo inayokuwa na internal bridge connections, automatic transfer switches (ATS) zinapaswa kuzuiliwa ili kutokupa vinguvu kwenye sehemu safi.Tangu mstari fulani ufanyike kama uliyoko na vinguvu, priority inapaswa kutolewa kwa kutumia load yake kabla ya kutumia mstari wenye vinguvu. Timu ya line operation na watu wa central station wanapaswa kutambuliwa kufanya line patrol na kutafuta 35kV equipment ndani ya 35kV substation.

Ili kutokua vinguvu kwa phase-to-phase short circuit—ambayo inaweza kusababisha power outages—vyombo vya vinguvu vinapaswa kutambuliwa na kutumika haraka. Pia, ili kutokua arc suppression coil ikaheat na kuangamia, vyombo vya vinguvu vinapaswa kutumika ndani ya masaa miwili. Temperature rise ya coil inapaswa kutambuliwa na kutengeneza chini ya 55°C. Ikiwa ikapita, single-phase-to-ground operation inapaswa kutokoma mara moja, na vyombo vya vinguvu kutumika. Ikiwa hali ya grounding ipigane zaidi ya masaa miwili, hali inapaswa kutambuliwa kwa senior management.

III. Mwisho

Wakati single-phase-to-ground fault inatokea kwenye mstari wa uhamishaji, magnitude na phase ya line voltage hazijaa, kunawezesha utendaji wa muda fupi bila kutumia vyombo vya vinguvu. Ingawa hii inaweza kuboresha usalama wa huduma, voltage ya phase mbili safi hujaa hadi kiwango cha line-to-line, kuongeza hatari ya insulation breakdown na short circuits ya two-phase-to-ground ifuatayo. Hii inaweza kuleta hatari kwa usalama na kifedha kwa vyombo vya substation na mitandao ya uhamishaji. Kwa hivyo, vinguvu kama haya yanapaswa kutokua ikiwa inaweza, na mara moja yanatokea, pointi ya vinguvu inapaswa kutambuliwa na kutatuliwa haraka ili kuboresha usalama wa huduma ya umeme.