การจัดการข้อผิดพลาดการต่อพื้นเดี่ยวของสายส่งไฟฟ้า 35kV

สายส่งไฟฟ้า: ส่วนประกอบสำคัญของระบบไฟฟ้า

สายส่งไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบหลักของระบบไฟฟ้า ในบัสบาร์ระดับแรงดันเดียวกัน มีการเชื่อมต่อสายส่งไฟฟ้าหลายเส้น (สำหรับการนำเข้าหรือส่งออก) แต่ละเส้นมีสาขาจำนวนมากที่จัดเรียงอย่างกระจายและเชื่อมต่อกับหม้อแปลงไฟฟ้า การลดแรงดันไฟฟ้าลงเป็นแรงดันต่ำโดยหม้อแปลงเหล่านี้ทำให้สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้งานปลายทางหลากหลาย เมื่อพิจารณาในเครือข่ายการแจกแจงนี้ ความผิดปกติ เช่น วงจรลัดวงจรระหว่างเฟส กระแสเกิน (โหลดเกิน) และวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้น จะเกิดขึ้นบ่อยครั้ง โดยเฉพาะวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นซึ่งเป็นความผิดปกติที่พบมากที่สุด คิดเป็นกว่า 70% ของความผิดปกติทั้งหมด นอกจากนี้ ความผิดปกติลัดวงจรหลายเฟสส่วนใหญ่จะเกิดจากวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นที่ขยายเป็นวงจรลัดวงจรหลายเฟส

วงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นหมายถึงสถานการณ์ที่เฟสใดเฟสหนึ่ง (A, B หรือ C) บนสายส่งไฟฟ้าขาดและตกลงไปบนพื้น หรือสัมผัสต้นไม้ อาคาร ต้นเสา หรือหอคอย สร้างช่องทางนำไฟฟ้ากับพื้น นอกจากนี้ยังสามารถเกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกินเนื่องจากฟ้าผ่าหรือสภาพอากาศอื่น ๆ ที่ทำลายฉนวนของอุปกรณ์ส่งไฟฟ้า ทำให้ค่าความต้านทานฉนวนต่อพื้นลดลงอย่างมาก

เมื่อมีวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นในระบบกราวด์กระแสต่ำ วงจรลัดวงจรสมบูรณ์จะไม่ถูกสร้างขึ้นโดยตรง กระแสกราวด์แบบแคปซิทีฟจะน้อยกว่ากระแสโหลดมาก และแรงดันเฟสของระบบยังคงสมมาตร ทำให้การจ่ายไฟฟ้าแก่ผู้ใช้งานไม่หยุดชะงักทันที ดังนั้นกฎระเบียบอนุญาตให้ดำเนินการต่อได้แม้มีวงจรลัดวงจรต่อพื้นหนึ่งวงจร ได้นานถึง 2 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม แรงดันเฟสที่ไม่มีความผิดปกติจะเพิ่มขึ้นเทียบกับพื้น ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อฉนวน ดังนั้น สายที่มีวงจรลัดวงจรต้องถูกตรวจสอบและแก้ไขอย่างรวดเร็ว

I. การระบุวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นบนบัสบาร์เสริม 35kV

เมื่อมีวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้น เฟอร์โรเรโซแนนซ์ การสูญเสียเฟส หรือการระเบิดของฟิวส์แรงดันสูงในหม้อแปลงแรงดัน (VTs) ปรากฏการณ์ที่เห็นอาจคล้ายคลึงกัน แต่การวิเคราะห์อย่างละเอียดจะแสดงความแตกต่าง

• วงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้น:
  สถานีไฟฟ้าและระบบ SCADA จะส่งสัญญาณเช่น "บัสบาร์ 35kV ต่อพื้น" หรือ "วงจรกำจัดอาร์คหมายเลข X ทำงาน" ระบบป้องกันไม่ทริกเกอร์แต่จะส่งสัญญาณเตือน แรงดันเฟสที่มีความผิดปกติลดลง ในขณะที่แรงดันเฟสอื่น ๆ เพิ่มขึ้น ไฟแสดงสถานะ VT ของเฟสที่มีความผิดปกติจะมืด ในขณะที่ไฟแสดงสถานะ VT ของเฟสอื่น ๆ สว่างขึ้น ในกรณีวงจรลัดวงจรโลหะ แรงดันเฟสที่มีความผิดปกติลดลงเป็นศูนย์ และแรงดันเฟสต่อพื้นของเฟสอื่น ๆ เพิ่มขึ้น √3 เท่า ในขณะที่แรงดันเฟสคงที่ แรงดันเอาต์พุต 3V₀ ของ VT อ่านประมาณ 100V และไฟแสดงสถานะกำจัดฮาร์โมนิกสว่าง วงจรกำจัดอาร์คจะมีกระแสไหลเท่ากับกระแสทดแทนที่สอดคล้องกับตำแหน่งแท็ป หากมีตัวเลือกวงจรลัดวงจรกระแสต่ำติดตั้งไว้ จะทำงานและระบุสายที่มีความผิดปกติ ถ้าความผิดปกติอยู่ภายในสถานีไฟฟ้า ร่องรอยทางกายภาพ เช่น การเห็นอาร์คไฟ ควัน และเสียงไฟฟ้าดัง ทำให้สามารถระบุจุดความผิดปกติได้ง่ายขึ้น

• เฟอร์โรเรโซแนนซ์:
  แรงดันที่จุดกลางเปลี่ยนแปลง ทำให้แรงดันเฟสสามเฟสเปลี่ยนแปลง ทั่วไปแล้ว แรงดันเฟสหนึ่งเพิ่มขึ้น ในขณะที่แรงดันเฟสอื่น ๆ ลดลง หรือตรงกันข้าม และแรงดันเฟสก็เปลี่ยนแปลงตาม ด้วยแรงดันจุดกลางไม่เป็นศูนย์ กระแสจะไหลผ่านวงจรกำจัดอาร์ค และสัญญาณ "บัสบาร์ต่อพื้น" อาจปรากฏขึ้นขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันที่เปลี่ยนแปลง

• การสูญเสียเฟส:
  แรงดันเฟสที่สูญเสียบนฝั่งขาเข้าเพิ่มขึ้นเป็น 1.5 เท่าของแรงดันปกติ ในขณะที่แรงดันเฟสที่ขาออกลดลงเป็นศูนย์ กระแสเฟสที่มีความผิดปกติกลายเป็นศูนย์ และแรงดันเฟสอื่น ๆ ลดลงเล็กน้อย แรงดันเฟสคงที่ แรงดันเอาต์พุต 3V₀ อ่านประมาณ 50V วงจรกำจัดอาร์คมีกระแสไหล และสัญญาณต่อพื้นถูกส่ง ผู้ใช้งานอาจรายงานการขาดแคลนไฟฟ้า

• การระเบิดของฟิวส์แรงดันสูงใน VT:
  แรงดันเฟสที่ระเบิดลดลงอย่างมาก (ทั่วไปแล้วต่ำกว่าครึ่งของแรงดันเฟสปกติ) ในขณะที่แรงดันเฟสอื่น ๆ ไม่เพิ่มขึ้น แรงดันเฟสไม่สมดุล วงจรทั้งหมดที่ออกจากบัสบาร์จะส่งสัญญาณเตือน "วงจรแรงดันเปิด" แรงดันเอาต์พุต 3V₀ อ่านประมาณ 33V และสัญญาณต่อพื้นถูกส่ง

แม้ว่าสี่สถานการณ์—วงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้น เฟอร์โรเรโซแนนซ์ การสูญเสียเฟส และการระเบิดของฟิวส์แรงดันสูงใน VT—จะแสดงอาการคล้ายคลึงกัน การวิเคราะห์อย่างละเอียดของแรงดันเฟส แรงดันเฟส แรงดัน 3V₀ กระแสวงจรกำจัดอาร์ค สัญญาณอัตโนมัติ SCADA และรายงานจากผู้ควบคุมห้องควบคุม สามารถระบุวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นได้อย่างถูกต้อง

II. กระบวนการจัดการกับวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นบนบัสบาร์เสริม 35kV

เมื่อมีวงจรลัดวงจรต่อพื้นบนสาย 35kV บัสบาร์ 35kV ของสถานีไฟฟ้า Wan’an จะส่งสัญญาณเตือนต่อพื้น ควรแจ้งเจ้าหน้าที่ที่สถานีควบคุมกลางทันทีเพื่อตรวจสอบอุปกรณ์ภายในสถานีและการป้องกัน (รวมถึงแรงดัน 3V₀ สถานะตัวเลือกวงจรลัดวงจรกระแสต่ำ ความร้อน/กระแสวงจรกำจัดอาร์ค ฯลฯ) และส่งทีมปฏิบัติการสายตรวจสาย หลังจากได้รับคำยืนยันจากสถานีกลางว่ามีวงจรลัดวงจร ควรทำการทดลองสลับสาย (ทดลองตัด) สายก่อนทดลองสลับ ควรแจ้งผู้ใช้งานสำคัญ

สำหรับระบบที่ไม่มีอุปกรณ์ทดลองสลับ สามารถใช้การตัดทางไกลผ่าน SCADA ได้ แต่ต้องย้ายโหลดที่สถานีไฟฟ้าปลายน้ำก่อน ในระบบที่มีการเชื่อมต่อสะพานภายใน ต้องปิดการทำงานของสวิตช์โอนอัตโนมัติ (ATS) เพื่อป้องกันการโอนความผิดปกติไปยังส่วนที่แข็งแรง เมื่อระบุสายที่มีความผิดปกติได้ ควรให้ความสำคัญกับการโอนโหลดของสายก่อนการนำสายที่มีความผิดปกติออกจากบริการ หลังจากนั้น ควรแจ้งทีมปฏิบัติการสายและเจ้าหน้าที่ที่สถานีกลางเพื่อตรวจสาย 35kV และตรวจสอบอุปกรณ์ 35kV ภายในสถานีไฟฟ้า 35kV ที่เกี่ยวข้อง

เพื่อป้องกันการขยายตัวของความผิดปกติเป็นวงจรลัดวงจรระหว่างเฟส ซึ่งอาจทำให้เกิดการขาดแคลนไฟฟ้าทันที ต้องหาและแยกความผิดปกติออกจากอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ เพื่อป้องกันการร้อนเกินและเสียหายของวงจรกำจัดอาร์ค ควรแยกความผิดปกติออกจากอุปกรณ์ภายใน 2 ชั่วโมง ควรตรวจสอบและควบคุมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิวงจรกำจัดอาร์คให้ต่ำกว่า 55°C ถ้าเกิน ต้องหยุดการดำเนินงานเฟสเดียวต่อพื้นทันที และแยกความผิดปกติออกจากอุปกรณ์ ถ้าสภาพต่อพื้นยังคงอยู่เกิน 2 ชั่วโมง ต้องรายงานสถานการณ์ให้ผู้บริหารระดับสูงทราบ

III. สรุป

เมื่อมีวงจรลัดวงจรเฟสเดียวต่อพื้นบนสายส่งไฟฟ้า ขนาดและความเฟสของแรงดันสายยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้สามารถดำเนินการต่อไปได้ระยะสั้นโดยไม่ต้องตัดสายที่มีความผิดปกติ แม้ว่านี่จะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้า แต่แรงดันเฟสที่สองเฟสที่แข็งแรงจะเพิ่มขึ้นเป็นแรงดันระหว่างเฟส ทำให้ความเสี่ยงของการแตกฉนวนและการเกิดวงจรลัดวงจรสองเฟสต่อพื้นเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อการดำเนินงานที่ปลอดภัยและประหยัดของอุปกรณ์สถานีไฟฟ้าและเครือข่ายการแจกแจง ดังนั้น ควรป้องกันความผิดปกติเหล่านี้โดยทุกวิถีทาง และเมื่อเกิดขึ้น ต้องระบุและกำจัดจุดความผิดปกติอย่างรวดเร็ว เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าโดยรวม