Metodi ta' Grounding Neutral għas Sistemi tal-Elettricità tal-Ħalqa tal-Velocità Konvenzjonali
Is-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana huma bbażi mill-infrastrutturi tal-tramuntana, u inkluwdu l-inħilji tal-blokk awtomatiku, is-silġ tal-enerġija ta' tramuntana, is-sottostazzjonijiet tal-enerġija u d-distribuzzjoni, u l-inħilji tal-enerġija. Huma jfornixxu l-enerġija neċessarja għal operazzjonijiet kritiċi tal-tramuntana, inkluż is-senjali, il-komunikazzjoni, is-sistemi tal-vagoni, it-tifdal tal-passegġieri fil-stazzjonijiet, u l-imprestbliet tal-manutenzjoni. Bħala parti integranti mill-grid nazzjonali tal-enerġija, is-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana jippermettu karatteristiċi distiŋguti tal-inġinierija tal-enerġija elektrika u tal-infrastruttura tal-tramuntana.
Il-miżju għall-istudju tal-modi tal-terża tal-neutru fis-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana ta' vleġi normali, u s-sidir tal-konsiderazzjonijiet ta' dawn il-modi waqt id-disinn, it-talb, u l-operazzjoni, huwa importanti ħafna biex is-sigurtà u r-relibiltà tas-silġ tal-enerġija tal-tramuntana tkun tafforżati.
1. Panoramika tal-Modi tal-Terża tal-Neutru fis-Sistemi tal-Enerġija tal-Tramuntana
Il-mod ta' terża tal-neutru fis-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana tipikament irreferi għall-konfigurazzjoni tal-terża tal-transformaturi - forma ta' terża funzjonali (lavoranti) li hija strettament legata llivell tal-volti, l-akurrenti tal-falti ta' faza wahda, livelli ta' overvoltage, u skemi ta' protezzjoni relè. Huwa problem tekniku komplikat li jista' jiġi klassifikat f'kategoriji żgħar:
Sistemi mhumiex solidament imterżi: inkluż is-sistemi mhumiex imterżi, imterżi bl-arċ-suppression coil (Petersen coil), u sistemi imterżi ta' rezistanza għoli;
Sistemi solidament imterżi: inkluż it-terża diretta u it-terża ta' rezistanza bassa.
It-terża tal-enerġija mill-grid nazzjonali għal tramuntanat universalment tużi konfigurazzjoni ta' neutru mhux imterżi. Is-silġ mil-sottostazzjonijiet u d-distribuzzjoni tal-enerġija tal-tramuntana solitament jiġu miċtuj direttament mis-silġ sekondari (sitwat wara l-inħilji tal-enerġija tal-bus tal-inħilji imma qabel il-regulator tal-volti), għalhekk ukoll jiġu tużati sistemi mhumiex imterżi. Għal is-silġ tal-tramuntana, il-mod ta' terża tal-transformaturi tal-regolazzjoni tal-volti jista' jiġi scelto skont in-necessita reali.
Differenzi minn is-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana tal-vleġi għoli, li solitament tużaw it-terża ta' rezistanza bassa, is-sistemi tal-enerġija tal-tramuntana ta' vleġi normali prinċipalment tużaw konfigurazzjonijiet mhumiex imterżi. Wara l-evoluzzjoni tal-standardi ta' sigurtà u l-upgrades tekniki kontinwi, hija meħtieġa re-evaluazzjoni ta' strategiji tal-terża fit-kontest operattiv odi.
2. Vantaggi u Limiti tas-Sistemi Mhumiex Imterżi
Skond il-Kodiġi tal-Disinn tal-Enerġija tal-Tramuntana (TB 10008–2015), il-konfigurazzjoni tal-silġ tal-tramuntana għandha tkun determinata skont ir-relibiltà tas-silġ tal-enerġija u l-kundizzjonijiet speċifiċi tal-proġett, użant silġ ibħal mixta ta' kabli u kablej jew silġ kabil tal-kabla kumpletament sottoterra.
Għall-limiti tal-budġett u tal-fehlesibiltà teknika, l-ebda silġ tal-tramuntana ta' vleġi normali attualment fi-opera primarjament tużaj is-silġ tal-kondukturi fuq il-kelb jew il-konfigurazzjonijiet ibħal mixta dominanti fuq il-kelb. Għalhekk, is-sistemi tal-terża tal-neutru tagħhom solitament jiġu adopjati sistemijiet mhumiex imterżi jew sistemijiet ta' akurrenti żgħir. Skond l-Artikolu 69 tar-Regoli tal-Għid tal-Enerġija tal-Tramuntana, l-akurrenti tal-falti ta' faza wahda fl-istess sistemi għandhom jiġu affrontati b'mod immediat, u l-temps permess tal-operazzjoni tal-falti għandu ma jiġxiex iktar minn 2 saġġi.
Id-data operattiva minn settur speċifiċi tal-buro tal-tramuntana bejn Jannar u Ottubru 2023 registra 152 trip tal-enerġija, ta' li 15 kienu falzijiet relatati mal-ebda (2 attribuiti għal responsabilitajiet interni, 13 għal fatturi esterni). Notevolment, il-perikoli tal-ambjent, partikularment l-invazjoni tal-vegetazzjoni, jipperzenti l-mina prinkipali għal stabilità tal-kabli fuq il-kelb. F'waqfa speċifiċa, il-xweġ tal-għargħar intrudixxu fid-zona tal-clearance, bil-falta partiali ta' faza ta' kelb. Il-falta tidentifikata u risolta fid-fenestra ta' 2 saġġi, prevenendu lil-ebda impatt fuq l-operazzjoni tal-tramuntana u evitandu falzijiet cascading. Dan jidmostrax li, sott il-kundizzjonijiet tekniki esistenti, is-sistemi mhumiex imterżi jippermettu benefiċċji praktiċi.
Imma, il-kabli prezentjaw sfidi differenti. Inkluż mal-kabli fuq il-kelb, il-kabli tal-enerġija għandhom margni ta' isolazzjoni inferiori u tolleranza limitata ta' overvoltage. Waqt falt ta' faza wahda fis-sistema mhumiex imterżi, il-volti tal-fazi salva għandhom jiżdew fuq livelli normali ta' faza ta' kelb - potenzjalment raggiungendo il-volti ta' faza ta' faza - inkrementandu r-riskju ta' breakdown multi-point tal-isolazzjoni fl-istess fazi mhumiex fałti. Aparts, l-akurrenti ta' falt ta' kelb kapassivi fis-sistemi tal-kabla huma relativament kbira, bil-risultat ta' degradazzjoni rapida tal-isolazzjoni ftit tal-falta u probabbiltà alta ta' evoluzzjoni fin-niżżal tal-faza ta' faza.
Billi l-kabli solitament jiġu installati permezz ta' metodi sottoterra, tal-konduit, jew tal-tray, l-okkupazzjoni tal-post tal-falta hija diffiċli. Kombinata mal-limiti tal-tekniki tal-konnessjoni tal-kabla, logistika tal-riparazzjoni, u finestri operattivi tal-tramuntana, dan ifalzijiet solitament ma jistgħux jiġu risolti b'mod veloċi. Fi prattika, il-falzijiet tal-kabla huma prinċipalment dovuti għal breakdown permanenti tal-isolazzjoni - materiali organici tal-isolazzjoni ma jistgħux jiġu restitwiti. Fis-sistema mhumiex imterżi, il-mankanza ta' tripping immediat permi ttokk għal falti, bil-risultat ta' dani serju tal-isolazzjoni, espansjoni tal-zona tal-falta, u possibilment avviż tal-falta tal-screen tal-enerġija jew anke "red-band" signal failures li jinterrompu servizzi tal-tramuntana - dikà jarbitraw il-mogħdija u riskji ta' pubblik relatjoni significanti.
3. Selezzjoni tal-Modi tal-Terża tal-Neutru għas-Sistemi tal-Enerġija tal-Tramuntana ta' Vleġi Normali
Is-selezzjoni tal-mod appropriat tal-terża tal-neutru huwa kritiku għal operazzjoni stabil tal-enerġija tal-tramuntana. Il-sfida prinċipali tinsab fil-balanza:
Minimizzazzjoni tal-tripping mhux neċessarju minn disturbi esterni,
Assigurazzjoni tal-enerġija mhux interrotta għal carichi kritiċi,
Abilitazione ta' protezzjoni effettiva tal-falta,
Kontroll tal-propagazzjoni tal-falta, u
Maniteniment tal-integrità elettrika u tal-isolazzjoni tal-ebda attrebbjar salva waqt il-falta.
Skond il-Kodiġi tal-Disinn tal-Enerġija tal-Tramuntana (TB 10008–2015), għal is-silġ tal-10(20) kV tal-tramuntana furniti permezz ta' regulatori tal-volti, il-linja ta' guide ta' terża seguenti japplikaw:
Jekk il-kurrent kapassittiv tal-falt tal-faża wahda ≤ 10 A, għandu jiġi użat sistema mhux imgradda.
Jekk il-kurrent ≤ 150 A, jista' jiġi aċċessibu l-imgradjar b'qasir riziljenza jew l-imgradjar b'koil tas-silġ tal-falz; jekk > 150 A, huwa mgħarrif l-imgradjar b'qasir riziljenza.
Il-linji komplutament basati fuq kajjeli għandhom jagħmlu użu preferent tal-imgradjar b'qasir riziljenza.
Għal l-imgradjar b'qasir riziljenza, għandu tkun selezzjonat ir-rizistor tal-imgradjar biex jiġi ottent kurrent tal-falt tal-faża wahda ta' 200–400 A, b'tripping fiż-istant fit-ħal li jintlaq falt.
Fil-kontrarju, il-Kodiċi ta' Dizzign tal-Ferroviji tal-Velocità Alta (TB 10621–2014) jippermetti sistemi neutrali mhux mimgradda meta l-kurrent kapassittiv tal-falt tal-terra ≤ 30 A, bl-iġkompensazzjoni magħrufa minn reattur neutrali-mit-terra.
Bazza' fuq il-kalkuli mill-manuali standard tal-inġenerar tal-kurrent tal-ferroviji, il-lunghezzi massimu permezz tal-kajjeli ħabili (sekzjonijiet trasversali ta' 70 mm² u 95 mm²) korrispondenti ma' kurrenti kapassittivi tal-falt tal-faża wahda ta' 10 A, 30 A, 60 A, 100 A, u 150 A huma summirizzati ftabel 1. Dawn il-valuri jistgħu jidiriggaw is-scelta tal-metodu ta' imgradjar appropjatu mis-suġġett tal-lunghezza reali tal-kajjel.
Numru ta’ Sħubija Kurrent kapassitiv ta' ftit fasi ta' kabel tal-tliet qalb (A) Kurrent kapassitiv medju ta' kabel tal-tliet qalb ta' sezzjoni 70 mm² (A/km) Tul tal-kabel korrispondent (km) Kurrent kapassitiv medju ta' kabel tal-tliet qalb ta' sezzjoni 95 mm² (A/km) Tul tal-kabel korrispondent (km) 1 10 0.9 11.11 1.0 10.00 2 30 0.9 33.33 1.0 30.00 3 60 0.9 66.67 1.0 60.00 4 100 0.9 111.11 1.0 100.00 5 150 0.9 166.67 1.0 150.00 Il-ġrounding permezz tal-punt neutrali jippermet il-midol tal-falt b'mod veloċi. Il-protezzjoni zero-sekwenzjali tista’ topera f’0.2–2.0 sekondi biex tisolja l-falt, waqqfa lil probabbiltà ta’ inċidenti elettrika permanenti sekondarji u tipproma l-affidabilità u l-għada ta’ l-equipament elettriku.
4. Konfront bejn metodi komuni ta’ grounding neutrali
4.1 Sistemu neutrali mhux ġroundat
Il-metodu tal-neutrali mhux ġroundat jippermet is-servizz kontinwu ta’ l-enerġija għal 1–2 sġief waqt li hemm falziet tan-nużulu f’linji preponderanti bl-konduċturi erari. Però, f’linji preponderanti bl-kaħl, dan il-metodu solit jiġi miskina mill-falziet.
4.2 Neutrali ġroundat permezz tal-arċ-suppression coil
Salv l-avvantaggi tal-sistema neutrali mhux ġroundat, din il-metodu tuża r-riżistenza induttiva tal-arċ-suppression coil biex ikompensa r-riżistenza kapasitiva, qabel il-kurrent tal-falt tan-nużulu għal livell li jista’ jaqsmilha, bil-mod li jniqsu l-overvoltages minn arċ. Din il-metodu wkoll tippermet is-servizz kontinwu ta’ l-enerġija għal 1–2 sġief waqt li hemm falziet tan-nużulu singolari u tipprema minn falziet tan-nużulu singolari li jivvissilu għal falziet inter-fażi. Però, din il-metodu timplika requisiti akbar għall-protezzjoni tal-falt tan-nużulu, ma tistax tiddeffinixxi l-linja defektiża, hija suġġetta għal riżonanza, u ma tistax tiskadi effiċjentement ir-riżidu kurrenti fuq il-linja.
4.3 Neutrali ġroundat permezz tal-resistenza bassa
F’linji preponderanti bl-kaħl, il-metodu tal-resistenza bassa kontrolja effiċjentement l-overvoltages tal-arċ tal-falt tan-nużulu, tisilġi l-overvoltages tal-riżonanza tas-sistema, tipproma l-effetti limitativi tal-kurrenti u reżuttivi tal-volttagi, u tipproma l-prestazzjoni relattivament alta tal-protezzjoni tal-overkurrent zero-sekwenzjali, facilitand is-soluzzjoni tempestiva tal-falt. Però, din il-metodu għandha limiti, speċjalment f’sessjonijiet ta’ linji erari: l-aument fit-trippjar taffeċta l-operazzjoni tas-sistema tal-enerġija, tneħħi l-affidabilità tal-fornitur tal-enerġija, u tizdied l-diffiċultà tal-manutenzjoni tal-equipament f’dak li jkun relativament.
5. Diskussjoni dwar metodi ta’ grounding neutrali għas-sistemi tal-enerġija tal-riljati
(1) Aċċertaw l-użu aċċessibil tas-dispożitivi tal-arċ-suppression coil automatiku. Dan il-metodu għandu l-avvantaggi ta’ l-eliminazzjoni automatika tal-falziet tan-nużulu transjent tas-sistema tal-enerġija, bl-mod li jniqsu l-numru ta’ trippjar. Meta jsilġu s-sigwal tal-allarm tal-falt, id-dispożitiv tal-arċ-suppression coil automatiku jġenera kurrent kompensanti, li jippermet til-rikkompensazzjoni tal-linja tal-enerġija. Dan jniqsu l-avveniment ta’ falziet short-circuit bejn is-sliet tat-tliet fażi u jassikura l-stabilità u s-sigurtà tas-sistema. Nnifsu, wara li d-dispożitiv tal-arċ-suppression għandu valur kritiku speċifik għal estinzjoni ta’ arċ, jekk il-kurrent tal-falt tan-nużulu huwa infeġġur minn dan il-valur kritiku, is-sigħtar tal-volttagi jiżdied permezz tal-operazzjoni tad-dispożitiv tal-arċ-suppression, li jgħin fil-extinguishing tal-arċ b’mudal affidabbli u jniqsu l-probabbiltà tal-reignition tal-arċ, bil-mod li jniqsu l-inċidenti tal-enerġija u jsuppportaw l-operazzjoni tal-grounding neutrali affidabbli.
(2) Waqt it-talb tas-sistemi esistenti tal-through-feeder konvenzjonali u tal-automatic block signaling, jekk l-kaħl jokkupa proporzziòn signifikanti wara li jissostituw il-konduċturi erari, huwa mirbut li nikkunsideraw il-kompensazzjoni sentralizzata jew distributa permezz ta’ reactors box-type biex ikompensa l-reactive power induttiv taħt l-kondizzjonijiet normali tal-kurrent kapasitiv. Skont ir-riżultati tal-kalessjar f’tabell 2, il-valuri tal-operaċjon tal-kapacità huma 0.22 μF/km għal kaħl alluminju 70 mm² u 0.24 μF/km għal kaħl alluminju 95 mm². Fl-istess ħin, għandu nikkunsideraw modifikazzjonijiet ta’ adattabilità għal il-rooms ta’ distribuzzjoni, u s-sistemi ta’ grounding neutrali tal-regulatori tal-volttagi fl-rooms ta’ distribuzzjoni fis-silġa u t-tieni għandhom jiġu aġġustati skont id-data inkalkulata.
Serial No. Steady-state capacitive current of three-core cable (A) Average steady-state capacitive current of 70 mm² three-core cable (A/km) Corresponding cable length (km) Average steady-state capacitive current of 95 mm² three-core cable (A/km) Corresponding cable length (km) Capacitive reactive power of cable line (kvar) Inductive reactive power required to compensate 75% of steady-state (kvar) 1 3 0.4 7.5 0.44 6.82 51.96 38.97 2 5 0.4 12.5 0.44 11.36 86.6 64.95 3 10 0.4 25 0.44 22.73 173.2 129.9 4 15 0.4 37.5 0.44 34.09 259.3 194.85 5 30 0.4 75 0.44 68.18 519.6 389.7 Flu situazzjonijiet estremi, jekk is-sistema mhux tterratà u ssewġa kavli ta' qalb wahed—li jissottgħawx il-standards tal-trilċis fil-vloxx għoxrin—l-inċident ta' terrament f'qalb wieħed ma jiġix solvut fit-tmienax orar permezz. Dan jiċċaq dannu termiku kontinwu fl-iktar. Fuqdiżiv, wara li tkun ssirna daniel il-kabel ta' qalb wahed, l-impat fuq il-fażi ħdied hija relatativament dħifa, b'mod li jistenna l-attivazzjoni ta' tripp tal-protezzjoni, li tista' tfassil saħansar għall-inċidenti sistemici.
6. Konkluzzjoni
Fis-sistemi tal-enerġija tal-trilċis bil-veloċità konvenzjonali, it-tagħżil tal-metodu ta' terrament neutru jaffettwa direttament is-sigurtà u l-stabbiltà tas-silġ tas-sistema. Tagħżil mhux opportunu tas-silġ tal-terrament neutru tista' jiffruti facilment fid-dan inċidenti sekondarji u inċidenti miftuħa. permezz tas-silġ u l-analiżi komparattiva, it-tagħżil komprensiv u raġonevol tal-metodu ta' terrament neutru huwa importanti ħafna biex isolvu l-inċidenti effiċjentement, jipproteġġu l-isulazzjoni tal-apparat, jassenaw is-silġ tal-enerġija tal-trattrament, u j żid is-sigurtà tal-persuna u tal-operazzjoni tal-trilċis.
