Mga Dahilan ng Grounding sa Mga Linya ng Cable at ang mga Prinsipyo ng Pag-handle ng Insidente

Ang aming substation na 220 kV ay matatagpuan malayo sa sentro ng lungsod sa isang liblib na lugar, na paligid nito ang mga industriyal na zonel gaya ng Lanshan, Hebin, at Tasha Industrial Parks. Ang mga pangunahing mataas na konsyumidor ng load sa mga zoneng ito—kabilang ang mga planta ng silicon carbide, ferroalloy, at calcium carbide—ay sumusunod sa halos 83.87% ng kabuuang load ng aming opisina. Ang substation ay gumagana sa mga lebel ng volt na 220 kV, 110 kV, at 35 kV.

Ang 35 kV low-voltage side ay pangunahing nagbibigay ng feeders sa mga planta ng ferroalloy at silicon carbide. Ang mga energy-intensive na mga pabrikang ito ay itinayo malapit sa substation, na nagreresulta sa mabigat na load, maikling feeder lines, at seryosong polusyon. Ang mga feeders na ito ay pangunahing konektado sa pamamagitan ng mga cable, na nagbabahagi ng isang common cable trench. Kaya, anumang line fault ay nagdadala ng malaking panganib sa substation. Ang paper na ito ay nag-aanalisa ng mga sanhi ng 35 kV line faults at nag-uusap tungkol sa mga kaugnay na countermeasures. Noong Pebrero 2010, ang isang 220 kV substation sa ilalim ng aming opisina ay madalas na nakaranas ng grounding faults sa 35 kV II bus at 35 kV III bus, tulad ng detalyado sa Table 1.

1 Analisis ng Mga Sanhi ng Grounding sa Cable Lines
Ayon sa aming estadistika ng 2010 sa cable incidents, ang pangunahing mga sanhi ng pagkakasira ng cable lines ay ang mga sumusunod:

• Epekto ng temperatura: Sa mga pasilidad tulad ng Sanyou Chemical, ang mataas na temperatura sa furnace transformers at cable terminations ay nagresulta sa breakdown ng insulation. Ito ay nangyari sa humigit-kumulang 18 insidente, na nangangailangan ng paggawa ng 15 cable terminations.

• Mataas na density ng cable sa cable trenches: Sa Rongsheng Yinbei Ferroalloy Plant, ang mga manhole covers ay bumagsak at nasira ang mga cable sa trench, na nagresulta sa short circuits at sunog na epektibo sa iba pang mga cables ng iba pang planta. Ang kabuuang 51 cable splices ay ginawa.

• Malubhang customer overloading: Ang mga planta tulad ng Huanghe Ferroalloy, Pengsheng Metallurgy, Lingyun Chemical, at Rongsheng Yinbei Ferroalloy ay gumagamit ng cables sa ilalim ng matagal na overload conditions, na nagpapabilis ng pagtanda ng cable at pagtaas ng temperatura. Lalo na noong mainit na tag-init, ang thermal stress ay nagresulta sa breakdown ng insulation sa cables at terminations, na nangangailangan ng humigit-kumulang 50 cable terminations.

• Mechanical damage: Ang mga excavators sa panahon ng konstruksyon at earthworks ay naghiwa ng cables, na nagresulta sa fractures at damage sa insulation. Ang kabuuang 25 cable terminations at splices ay ginawa.

• Mga isyu sa kalidad ng cable: Ang mga kaputanan tulad ng air bubbles sa insulation o broken shielding sa panahon ng paggawa ay nagresulta sa 9 insidente, na nangangailangan ng 9 cable terminations at splices.

• Damage sa panahon ng cable laying: Ang excessive pulling tension dahil sa mahaba na cable runs ay nagresulta sa scraping ng mga sharp objects, na nagresulta sa 13 cable damage incidents.

• Poor cable termination workmanship: Ang kakulangan sa teknikal na eksperto at hindi tamang proseso sa panahon ng installation ay nagresulta sa pagpasok ng tubig sa cable insulation. Ang kabuuang 16 cable splices at terminations ay ginawa.

• Surface discharge sa cable terminations: Ang malubhang polusyon mula sa high-energy-consuming plants ay nagresulta sa pag-settle ng contaminants sa cable equipment. Ang dirty na surface ng cable terminations, kasama ang ulan o mainit na panahon, ay nagresulta sa surface flashover, na nagdamage sa insulation at nagresulta sa breakdowns. Sa mga kaso na ito, 13 cable terminations ang inalis at inreplace.

2 Prinsipyong Pampagamit para sa Pag-handle ng Cable Grounding Faults
May standard na proseso para sa pag-handle ng 35 kV cable grounding faults. Gayunpaman, sa aming opisina, ang mga linya ng voltage level na ito ay pangunahing naglilingkod sa mga mataas na konsyumidor ng enerhiya na may malaking individual capacities (minimum 12,500 kVA), direct supply loads, mabigat na loading, at mataas na current. 

Ang biglaang pag-load shedding ay nagdudulot ng malaking grid disturbances. Bukod dito, mahirap lokasyonin ang cable grounding faults, at ang mahabang duration ng fault ay nagdudulot ng mas maraming panganib. Kung hindi ito agad na na-address, ang mga fault na ito ay maaaring mapanganib sa seguridad ng grid, na nagpapataas ng higit na demand sa mga dispatcher. Ang ilang 35 kV customers ay mga coal mines o chemical plants—na klasipikado bilang critical users. Ang power outages para sa mga user na ito ay maaaring magresulta sa casualties, sunog, o pagsabog. Kaya, ang mga customers ay nakakategorya bilang general o critical, na may mga sumusunod na prinsipyo sa pag-handle:

• Para sa general customers (pangunahing silicon carbide at ferroalloy plants), kapag natukoy ang faulted line, agad na kontakin ang customer upang i-disconnect ang load at de-energize ang faulty line. Para sa mga non-cooperative customers, ipatupad ang load shedding kasama ang warning measures.

• Para sa critical customers tulad ng coal mines at chemical plants, utusan silang ilipat ang load sa backup power sources. Kung wala silang backup, ihanda ang outage bago i-take out of service ang faulty line.

• Bilang karunungan, ang mga smelting furnaces ay may malakas na overload capability, kaya para sa mga substation at lines na gumagana sa ilalim ng matagal na mabigat na load, kung ang current ay lumampas sa 90% ng current transformer rating, palakasin ang monitoring, ipaalam sa customers na bawasan ang load, at ipatupad ang three-step process: notification → warning → forced load shedding, upang tiyakin ang seguridad ng equipment.

• Para sa mga customers na may madalas na cable failures, kinakailangan ng enhanced line inspections at regular maintenance sa panahon ng scheduled outages, na gawin ng mga qualified na professional contractors upang tiyakin ang reliable operation.

• Mahigpit na quality control mula sa pinagmulan: Para sa dedicated-line customers, kinakailangan ng submission ng lahat ng relevant na dokumento sa dispatch center at pagsingit ng "Dispatch Agreement" bago i-commission. Ang mga customers na walang signed agreement o incomplete/inadequate documentation ay hindi dapat i-connect sa grid.

• Para sa mga cable trenches na may excessive at dense cabling, inirerekomenda ang pag-limit ng bilang ng cables upang maiwasan ang pag-propagate ng fault at minimisin ang escalation ng insidente.

3 Kasimpulan
Ang ligtas na operasyon ng grid ay nangangailangan ng hindi lamang maingat na dispatching at dedikasyon, kundi pati na rin ang proficient na paggamit ng legal tools upang protektahan ang mga tao at equipment. Lalo na sa pakikipag-ugnayan sa mga power customers, ang "Dispatch Agreement" ay dapat maimplemento nang buo upang regulahin ang pag-uugali ng customer, tiyakin ang proper operation, at iwasan ang mga disputes. Mahalaga na maintindihan ang characteristics ng line, load profiles, capacities, at usage patterns ng mga customers sa daily operations, na nagbibigay ng mabilis, tama, at decisive na response sa fault, at tiyakin ang ligtas at stable na operasyon ng power grid.