Perlindungan Arus Bumi Terbatas

Kesalahan Tanah: Punca, Impak, dan Langkah Perlindungan

Kesalahan tanah berlaku apabila terdapat sambungan elektrik yang tidak diingini antara konduktor hidup dan bumi. Ini biasanya berlaku disebabkan oleh kegagalan pengasingan, yang boleh disebabkan oleh faktor-faktor seperti penuaan komponen elektrik, kerosakan mekanikal, atau paparan kepada keadaan persekitaran yang keras. Apabila kesalahan tanah berlaku, arus pendek melonjak melalui sistem elektrik. Arus-arus kesalahan ini kembali ke sumber entah melalui bumi sendiri atau melalui peralatan elektrik yang tersambung.

Kehadiran arus kesalahan tanah boleh mempunyai akibat yang serius. Ia boleh menyebabkan kerosakan yang signifikan kepada peralatan dalam sistem kuasa, termasuk transformator, motor, dan peralatan pemutus litar, dengan menghangatkan komponen, meleburkan pengasingan, dan bahkan menyebabkan kerosakan fizikal. Selain itu, kesalahan tanah mengganggu kesinambungan bekalan elektrik, menyebabkan gangguan bekalan yang boleh mempengaruhi pengguna perumahan, komersial, dan industri.

Untuk mengurangkan risiko yang berkaitan dengan kesalahan tanah, skim perlindungan kesalahan tanah yang terhad digunakan. Di jantung skim perlindungan ini adalah reley kesalahan tanah, komponen penting yang memainkan peranan penting dalam melindungi sistem kuasa. Apabila kesalahan tanah dikesan, reley kesalahan tanah mengeluarkan perintah untuk memutuskan litar pemutus litar. Tindakan ini dengan cepat mengasingkan bahagian litar yang rosak, dengan demikian membatasi aliran arus kesalahan dan mengurangkan kerosakan potensial.

Reley kesalahan tanah ditempatkan secara strategik di bahagian sisa transformator arus, seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah di bawah. Penempatan ini membolehkan reley dengan efektif memantau dan mendeteksi aliran arus yang tidak normal yang menandakan kesalahan tanah. Secara khusus, ia memberikan perlindungan penting untuk pembungkusan delta atau bintang yang tidak bertanah pada transformator kuasa, melindungi komponen-komponen penting ini daripada kesan merosakkan arus kesalahan. Gambarajah di bawah juga menunjukkan sambungan terperinci reley kesalahan tanah dengan pembungkusan bintang atau delta transformator, menyoroti konfigurasi yang tepat yang memastikan pengesanan kesalahan dan perlindungan yang boleh dipercayai.

Konfigurasi dan Operasi Sistem Perlindungan Kesalahan Tanah

Transformator arus (CT) memainkan peranan penting dalam sistem perlindungan kesalahan tanah, ditempatkan secara strategik di kedua-dua sisi zon pelindungan yang ditetapkan. Terminal sekunder CT ini disambungkan secara selari dengan reley perlindungan, membentuk laluan elektrik yang penting untuk pengesanan kesalahan. Output dari CT dirancang secara khusus untuk mewakili arus urutan sifar yang mengalir melalui laluan elektrik. Perlu dicatat, semasa kesalahan luaran, arus urutan sifar tetap tidak hadir, manakala semasa kesalahan dalaman, ia meningkat menjadi nilai yang dua kali ganda magnitud arus kesalahan sebenar.

Operasi Sistem Perlindungan Kesalahan Tanah

Sisi yang disambungkan bintang sistem elektrik dilindungi oleh mekanisme perlindungan kesalahan tanah yang terhad, seperti yang ditunjukkan dalam gambarajah di bawah. Skim perlindungan ini direka untuk mendeteksi dan bertindak balas dengan tepat terhadap kesalahan tanah dalam zon yang dilindungi, menggunakan ciri-ciri unik arus urutan sifar untuk memastikan pengasingan kesalahan yang cepat dan boleh dipercayai.

Sistem Perlindungan Kesalahan Tanah: Mekanisme Operasi dan Ciri Reka Bentuk

Anggaplah kesalahan luaran, yang dinyatakan sebagai F1, berlaku dalam rangkaian elektrik. Kecelakaan ini menginduksi arus I1 dan I2 yang mengalir melalui sekunder transformator arus (CT). Berdasarkan konfigurasi elektrik dan sifat kesalahan luaran, hasil tambah I1 dan I2 adalah sifar. Sebaliknya, apabila kesalahan berlaku dalam zon perlindungan, katakan F2, hanya arus I2 yang wujud; arus I1 secara efektif dibatalkan atau diabaikan. I2 ini kemudian melalui reley kesalahan tanah, memicu operasinya. Reley kesalahan tanah direka untuk beroperasi secara eksklusif dalam menanggapi kesalahan dalaman dalam zon perlindungan, memastikan ia secara selektif mengasingkan bahagian-bahagian litar yang rosak.

Reley kesalahan tanah mesti mempunyai tahap sensitiviti yang tinggi untuk mengesan kesalahan dengan tepat. Ia direka untuk mengesan arus kesalahan yang melebihi arus penggulung yang ditetapkan setidaknya 15%. Pengaturan tertentu ini membolehkan reley melindungi bahagian tertentu dan terbatas dari penggulung elektrik, yang mengapa skim perlindungan ini diberi nama perlindungan kesalahan tanah yang terhad.

Untuk meningkatkan kebolehpercayaan sistem perlindungan, arus stabilisasi disambungkan secara siri dengan reley. Penambahan ini memainkan fungsi penting: ia secara efektif mengurangkan impak arus inrush magnetisasi. Arus inrush magnetisasi, yang boleh berlaku semasa penghidupan sistem atau acara transien lain, mempunyai potensi untuk menyebabkan penutupan palsu reley. Dengan mengimbangi arus-arus yang tidak diingini, arus stabilisasi memastikan reley kesalahan tanah hanya merespon kepada keadaan kesalahan yang sebenar, dengan demikian meningkatkan integriti dan kebolehpercayaan keseluruhan sistem perlindungan elektrik.