Pengamanan Urutan Nol Trafo 110kV: Masalah & Tindakan Peningkatan

Masalah dengan Perlindungan Sekuen Nol pada Trafo 110 kV

Dalam sistem yang tergrounding secara efektif, tegangan pergeseran netral ke tanah trafo dibatasi pada tingkat tertentu, dan perlindungan celah netral tidak beroperasi. Tujuan pemasangan perlindungan celah adalah untuk mencegah kerusakan isolasi trafo yang disebabkan oleh peningkatan tegangan sekuen nol dalam sistem yang tidak tergrounding secara efektif. Celah pengaman hanya beroperasi saat terjadi gangguan satu fase ke tanah, semua trafo dengan titik netral yang tergrounding langsung diputus, dan trafo yang masih terhubung dengan titik netral yang tidak tergrounding tetap terhubung ke jaringan yang mengalami gangguan. Dalam hal ini, celah melepaskan muatan untuk mengurangi tegangan netral-ke-tanah dan mencegah kerusakan isolasi.

Namun, pemutusan celah menghasilkan gelombang terputus, yang merugikan isolasi lilitan ke lilitan trafo. Oleh karena itu, ketika tegangan sekuen nol meningkat karena gangguan satu fase ke tanah, lebih baik perlindungan overvoltage sekuen nol—bukan perlindungan arus celah—yang memutus trafo. Sebaliknya, perlindungan arus celah melibatkan tingkat keacakan dan mungkin gagal beroperasi karena berbagai alasan. Dari sudut pandang ini, untuk melindungi isolasi titik netral trafo, perlindungan overvoltage sekuen nol lebih penting daripada perlindungan arus celah.

Secara umum, perlindungan overvoltage sekuen nol dan perlindungan arus celah digunakan bersama-sama untuk membentuk skema perlindungan isolasi titik netral yang lengkap. Oleh karena itu, hanya memasang perlindungan arus celah tanpa perlindungan overvoltage sekuen nol adalah tidak cukup—terutama selama pemutusan celah yang intermiten, di mana arus pelepasan tidak dapat dipertahankan, sehingga perlindungan arus celah menjadi tidak efektif.

Sebagian besar gardu induk 110 kV yang saat ini beroperasi hanya dilengkapi dengan celah batang titik netral tetapi tidak memiliki relai perlindungan yang sesuai. Konfigurasi ini kurang menguntungkan. Ketika tegangan sekuen nol jaringan meningkat mendekati tegangan fasa nominal, semua trafo dengan titik netral yang tidak tergrounded secara bersamaan mengalami overvoltage sekuen nol. Jika trafo terminal tanpa perlindungan overcurrent celah mengalami pelepasan celah titik netral lebih awal—dan pelepasan tersebut tidak dapat dipertahankan—trafo yang tidak tergrounded akan tetap terhubung ke jaringan yang mengalami gangguan.

Oleh karena itu, untuk trafo terminal tanpa sumber daya sisi rendah, jika perlindungan arus celah lengkap dan perlindungan overvoltage sekuen nol tidak dipasang, celah batang titik netral harus dihapus atau jaraknya ditingkatkan secara sengaja untuk mencegah pelepasan prematur.

Untuk gardu induk dengan koneksi jembatan internal, praktik konvensional menggunakan setelan waktu pertama perlindungan arus sekuen nol trafo yang tergrounded untuk memutus pemutus 900 dan bus tie 100 bukanlah optimal. Saat sisi rendah beroperasi secara paralel, memutus pemutus 900 menyebabkan hilangnya satu bagian bus yang tidak perlu. Sementara itu, pemutus sisi rendah trafo yang tidak tergrounded tetap tertutup.

Dalam absennya perlindungan overvoltage sekuen nol, jika ada sumber daya sisi rendah sementara (misalnya, karena transfer daya 10 kV), trafo yang tidak tergrounded berisiko mengalami overvoltage. Oleh karena itu, mengingat transformator tegangan tiga fasa (VT) sudah dipasang di sisi 110 kV, menambah perlindungan overvoltage sekuen nol adalah langkah keamanan yang sederhana dan efektif.

Kontrol Metode Grounding Titik Netral Trafo dan Tindakan Perbaikan untuk Perlindungan Sekuen Nol

Pertama, sangat penting untuk memastikan bahwa sistem 110 kV beroperasi sebagai sistem yang tergrounding secara efektif. Mencegah operasi salah adalah pendekatan yang paling mendasar—memastikan bahwa titik netral 110 kV trafo sumber daya tergrounding secara efektif. Jika diizinkan oleh setelan koordinasi perlindungan, kedua trafo sisi sumber yang diparalelkan dapat memiliki titik netral mereka tergrounding secara bersamaan.

Jika trafo penyedia daya kehilangan titik netral yang tergrounded, sistem mungkin menjadi tidak tergrounding secara efektif. Oleh karena itu, pada tahap desain, trafo sisi sumber—atau yang mungkin menyediakan daya di masa depan—harus dilengkapi dengan perlindungan celah titik netral yang lengkap, termasuk perlindungan arus sekuen nol titik netral, perlindungan arus celah titik netral, dan perlindungan tegangan sekuen nol open-delta pada busbar.

Pada feeder keluar 110 kV, terlepas dari berapa banyak trafo yang diparalelkan, trafo terminal dapat beroperasi dengan titik netral yang tidak tergrounded selama titik netral sisi sumber tergrounded. Dalam operasi sebenarnya, untuk mengurangi risiko potensial, titik netral satu trafo dapat diground. Ketika memilih titik netral mana yang akan diground, urutan prioritas berikut harus diterapkan:

• Pilih trafo yang sisi rendahnya sementara menyediakan daya;

• Selanjutnya, pertimbangkan trafo yang sisi tingginya tidak memiliki pemutus sirkuit;

• Akhirnya, pilih trafo yang paling dekat dengan sumber daya.

Untuk sebagian besar gardu induk terminal 110 kV yang sudah beroperasi dan saat ini tidak memiliki perlindungan tegangan sekuen nol open-delta (dari VT bus) dan perlindungan arus celah titik netral, celah batang titik netral yang telah dipasang sebelumnya harus dihapus atau jaraknya ditingkatkan secara sengaja untuk mencegah pelepasan prematur.

Untuk desain gardu induk 110 kV di masa depan, harus dipertimbangkan transformator tegangan tiga fasa di sisi tinggi, bersama dengan perlindungan overvoltage sekuen nol dan perlindungan arus celah titik netral trafo. Konfigurasi ini memberikan fleksibilitas operasional dan menyesuaikan diri dengan perubahan struktur jaringan di masa depan.

Untuk gardu induk dengan koneksi jembatan internal, setelan waktu pertama perlindungan arus sekuen nol titik netral trafo utama harus memutus trafo lain yang tidak tergrounded untuk menghindari perluasan area padam atau menyebabkan overvoltage frekuensi daya.