Mengapa Penyambungan ke Tanah MVDC Menyebabkan Kegagalan Sistem?

Analisis dan Penanganan Kegagalan Tanah Sistem DC di Gardu Induk

Ketika terjadi kegagalan tanah sistem DC, dapat diklasifikasikan sebagai tanah satu titik, tanah multi-titik, tanah loop, atau penurunan isolasi. Tanah satu titik lebih lanjut dibagi menjadi tanah kutub positif dan tanah kutub negatif. Tanah kutub positif mungkin menyebabkan kesalahan operasi perlindungan dan perangkat otomatis, sementara tanah kutub negatif mungkin menyebabkan gagal beroperasi (misalnya, perlindungan relai atau perangkat penghenti). Begitu ada kegagalan tanah, akan terbentuk jalur tanah baru; harus segera dieliminasi. Jika terjadi tanah kedua atau tambahan, bisa menyebabkan kegagalan atau kecelakaan yang serius.

Dalam operasi normal, resistansi isolasi dari kedua kutub positif dan negatif sistem DC ke tanah adalah 999 kΩ. Namun, ketika peralatan luar basah, resistansi isolasi sistem DC menurun. Ambang batas alarm untuk sistem DC 220V biasanya 25 kΩ, dan 15 kΩ untuk sistem 110V. Perusahaan Pemeliharaan Hubei State Grid sangat memperhatikan bahaya tanah dan telah meningkatkan standar alarm: peringatan diberikan ketika isolasi turun hingga 40 kΩ untuk sistem 220V dan 25 kΩ untuk sistem 110V. Ini memungkinkan potensi bahaya dihilangkan sebelum degradasi isolasi berkembang menjadi kegagalan tanah penuh.

Baru-baru ini, karena cuaca buruk yang berkepanjangan dan musim hujan plum dengan kelembaban tinggi, enam gardu induk 500 kV di provinsi mengalami penurunan isolasi DC atau tanah langsung dalam derajat yang berbeda:

• Enshi dan Anfu: isolasi turun hingga 40 kΩ

• Shuanghe: tanah kutub positif

• Jiangxia: tanah kutub positif

• Junshan: penurunan isolasi secara umum

• Xian Nv Shan: penurunan isolasi, negatif-ke-tanah pada 18 kΩ

• Xinglong: tanah kutub positif

Analisis Kasus Masalah Isolasi Sistem DC Terbaru:

(1) Gardu Induk 500 kV Enshi & Anfu:
Perangkat pemantau isolasi DC menunjukkan isolasi turun hingga 40 kΩ. Setelah diamati, isolasi sebagian pulih ke rentang yang dapat diterima. Berdasarkan pengalaman sebelumnya, kemungkinan penyebabnya adalah masuknya kelembaban ke dalam relai termal dalam kotak mekanisme saklar putus luar ruangan.

(2) Gardu Induk 500 kV Jiangxia:
Setelah terjadi kegagalan tanah DC, personel pemeliharaan sekunder memeriksa perangkat pemantau isolasi dan tidak menemukan sinyal abnormal. Pengukuran tegangan lapangan menunjukkan 0 V pada kutub positif ke tanah. Menggunakan detektor tanah DC, kegagalan ditelusuri ke kontak yang terkena kelembaban dalam relai densitas lemari kontrol bus tie #2. Setelah menghapus kontak yang bermasalah, isolasi sistem DC kembali normal.

Tantangan dalam Penanganan Kegagalan Tanah DC:
Lokalisasi dan penanganan cacat tanah DC merupakan tantangan. Kegagalan sering berulang dengan perubahan cuaca, dan titik kegagalan sulit dikenali. Tanah multi-titik juga dapat terjadi. Sebagian besar masalah tanah terbaru disebabkan oleh penurunan isolasi pada kontak atau kabel peralatan luar. Faktor-faktor penyumbang meliputi komponen yang menua dengan isolasi yang menurun dan hujan berkepanjangan yang menyebabkan masuknya kelembaban atau kegagalan peralatan.

Peningkatan Kemampuan Tanggap Kegagalan Tanah DC:
Penanganan yang efektif membutuhkan upaya koordinasi, prosedur standar, dan integrasi sistem operasi dan pemeliharaan (O&M):

• Prosedur Keamanan:
  Sebelum menangani kegagalan tanah DC, bersihkan semua personel dari area yang relevan, terutama mereka yang bekerja pada sirkuit sekunder. Minimal dua personel harus hadir selama lokalisasi dan perbaikan kegagalan. Cegah short circuit DC atau tanah tambahan. Terapkan tindakan keamanan untuk mencegah kesalahan operasi perlindungan.

• Strategi Lokalisasi Kegagalan:
  Ikuti prinsip: deteksi berbasis mikroprosesor terlebih dahulu, lalu manual; eksternal sebelum internal; sekunder sebelum primer; sinyal sebelum kontrol. Pertama, gunakan perangkat pemantau isolasi DC untuk melokalisasi kegagalan. Jika data tidak akurat, lanjutkan dengan inspeksi manual.

• Protokol Tanggap Cepat:
  Personel O&M harus segera mengumpulkan pesan alarm dan sinyal abnormal dari pemantau isolasi. Tim sekunder harus segera mengorganisir perbaikan darurat. Jika pemantau secara akurat mengidentifikasi sirkuit yang bermasalah, putuskan dayanya dan amati apakah isolasi pulih. Jika tidak, gunakan detektor tanah DC untuk memindai semua sirkuit DC, identifikasi sirkuit yang dicurigai, dan uji dengan memutus daya.

• Isolasi Kegagalan yang Tepat:
  Saat sirkuit yang bermasalah diidentifikasi, gunakan skematik untuk menentukan titik tanah potensial. Uji dengan memutus terminal yang dicurigai. Setelah dikonfirmasi, terapkan isolasi isolasi yang andal. Koordinasikan erat dengan tim peralatan primer untuk segera menghilangkan kegagalan.

Tindakan Pencegahan untuk Mengurangi Insiden Tanah DC:

• Perbaiki lingkungan operasi. Instal pendingin udara di area dengan kontrol suhu yang tidak memadai. Tutup kotak terminal, kotak mekanisme saklar, dan kotak saklar putus dengan benar. Pastikan pintu kabinet tahan hujan.

• Selama inspeksi rutin atau instalasi transformator, periksa secara menyeluruh apakah relai gas, relai aliran minyak, pengukur level minyak, termometer, dan perangkat pelepas tekanan memiliki pelindung hujan yang tepat. Verifikasi instalasi kotak kabel yang aman, keberadaan gasket penyegelan, dan bahwa kabel sekunder dirutekan dengan benar dan tidak rusak.

• Gunakan pemadaman terjadwal untuk mengganti komponen sekunder luar yang sering dioperasikan atau terus-menerus dipasok daya.

• Hilangkan cacat desain atau pekerjaan yang buruk. Pastikan sirkuit sekunder lengkap saat komisioning—hindari sirkuit parasit, loop, atau persimpangan. Perhatikan pembersihan dan penghapusan debu selama inspeksi perlindungan dan perangkat otomatis.

• Untuk peningkatan teknis atau konstruksi baru, ikuti gambar desain dengan ketat. Lakukan tinjauan gambar pra-konstruksi yang menyeluruh. Cegah pencampuran segmen I/II DC, pencampuran AC/DC, dan sirkuit parasit yang dapat menyebabkan anomali sistem DC.

• Perkuat operasi, pemeliharaan, dan inspeksi sistem DC, panel distribusi DC, dan perangkat pemantau isolasi di semua gardu induk. Pastikan perangkat pemantauan secara akurat mencerminkan lokasi tanah, memungkinkan isolasi cepat oleh personel pemeliharaan.