Pelan Lindung Sifar Urutan Transformator 110kV: Isu dan Langkah Peningkatan

Masalah Perlindungan Sederetan Nol pada Transformator 110 kV

Dalam sistem yang di-ground secara efektif, voltan penyejatan netral ke tanah transformator dibatasi pada tahap tertentu, dan perlindungan jurang titik netral tidak beroperasi. Tujuan pemasangan perlindungan jurang adalah untuk mencegah kerusakan isolasi transformator akibat voltan sederetan nol yang meningkat dalam sistem yang tidak di-ground secara efektif. Jurang pelepasan hanya beroperasi apabila terjadi gangguan satu fasa ke tanah, semua transformator dengan titik netral yang di-ground langsung diputus, dan transformator yang masih berenergi dengan titik netral yang tidak di-ground tetap terhubung dengan grid yang mengalami gangguan. Dalam situasi ini, jurang melepaskan muatan untuk mengurangi voltan netral ke tanah dan mengelakkan kerusakan isolasi.

Walau bagaimanapun, pemecahan jurang menghasilkan gelombang terpotong, yang merugikan isolasi lilitan ke lilitan transformator. Oleh itu, apabila voltan sederetan nol meningkat disebabkan oleh gangguan satu fasa ke tanah, lebih baik perlindungan overvoltan sederetan nol—bukan perlindungan arus jurang—yang memutus transformator. Sebaliknya, perlindungan arus jurang melibatkan tahap rawak dan mungkin gagal beroperasi atas pelbagai sebab. Dari sudut pandang ini, untuk melindungi isolasi titik netral transformator, perlindungan overvoltan sederetan nol lebih kritikal daripada perlindungan arus jurang.

Biasanya, perlindungan overvoltan sederetan nol dan perlindungan arus jurang digunakan bersama-sama untuk membentuk skema perlindungan isolasi titik netral yang lengkap. Oleh itu, pemasangan hanya perlindungan arus jurang tanpa perlindungan overvoltan sederetan nol adalah tidak mencukupi—terutamanya semasa pemecahan jurang yang intermiten, di mana arus pelepasan tidak dapat diteruskan, menjadikan perlindungan arus jurang tidak berkesan.

Kebanyakan substasi 110 kV yang sedang beroperasi saat ini hanya dilengkapi dengan jurang batang titik netral tetapi tiada relai perlindungan yang sesuai. Konfigurasi ini kurang menguntungkan. Apabila voltan sederetan nol grid meningkat hampir mendekati voltan fasa yang ditetapkan, semua transformator dengan titik netral yang tidak di-ground serentak mengalami overvoltan sederetan nol. Jika transformator terminal tanpa perlindungan arus jurang pelepasan awal titik netralnya—dan pelepasan tidak dapat diteruskan—transformator yang masih berenergi dengan titik netral yang tidak di-ground akan kekal terhubung dengan grid yang mengalami gangguan.

Oleh itu, bagi transformator terminal tanpa sumber kuasa sisi rendah, jika perlindungan arus jurang dan perlindungan overvoltan sederetan nol yang lengkap tidak dipasang, jurang batang titik netral harus dilepaskan atau jaraknya sengaja ditingkatkan untuk mengelakkan pelepasan awal.

Bagi substasi dengan sambungan jambatan dalaman, amalan konvensional menggunakan pengaturan masa pertama perlindungan arus sederetan nol transformator yang di-ground untuk memutus pemutus litar 900 dan penyambung bus 100 bukan optimal. Apabila sisi rendah beroperasi secara selari, pemutusan pemutus litar 900 menyebabkan hilangnya satu bahagian bus yang tidak perlu. Sementara itu, pemutus litar sisi rendah transformator yang tidak di-ground kekal tertutup.

Dalam ketiadaan perlindungan overvoltan sederetan nol, jika sumber kuasa sementara sisi rendah wujud (contohnya, disebabkan pemindahan kuasa 10 kV), transformator yang tidak di-ground berisiko mengalami overvoltan. Oleh itu, mengingat tiga transformer voltan (VT) telah dipasang pada sisi 110 kV, penambahan perlindungan overvoltan sederetan nol adalah langkah keselamatan yang mudah dan berkesan.

Kawalan Kaedah Grounding Titik Netral Transformator dan Langkah Pembaikan bagi Perlindungan Sederetan Nol

Pertama, penting untuk memastikan sistem 110 kV beroperasi sebagai sistem yang di-ground secara efektif. Pencegahan operasi salah adalah pendekatan asas—memastikan titik netral 110 kV transformator sumber di-ground secara efektif. Jika dibenarkan oleh pengaturan koordinasi perlindungan, kedua-dua transformator sumber yang selari boleh memiliki titik netral yang di-ground secara serentak.

Jika transformator penyedia kuasa kehilangan titik netral yang di-ground, sistem mungkin menjadi tidak di-ground secara efektif. Oleh itu, semasa fasa reka bentuk, transformator sumber—atau yang mungkin menyediakan kuasa pada masa hadapan—harus dilengkapi dengan perlindungan jurang titik netral yang lengkap, termasuk perlindungan arus sederetan nol titik netral, perlindungan arus jurang titik netral, dan perlindungan voltan sederetan nol delta terbuka pada busbar.

Pada penghantar keluar 110 kV, terlepas berapa banyak transformator yang disambungkan secara selari, transformator terminal mungkin beroperasi dengan titik netral yang tidak di-ground selagi titik netral sisi sumber di-ground. Dalam operasi sebenar, untuk mengurangkan risiko potensial, satu titik netral transformator mungkin di-ground. Semasa memilih titik netral yang akan di-ground, urutan prioritas berikut harus diterapkan:

• Utamakan transformator yang sisi rendahnya memberikan kuasa sementara;

• Selanjutnya, pertimbangkan transformator yang sisi tingginya tiada pemutus litar;

• Akhirnya, pilih transformator yang paling dekat dengan sumber kuasa.

Untuk kebanyakan substasi terminal 110 kV yang telah beroperasi dan kini tiada perlindungan voltan sederetan nol delta terbuka (dari VT bus) dan perlindungan arus jurang titik netral, jurang batang titik netral yang asal harus dilepaskan atau jaraknya sengaja ditingkatkan untuk mengelakkan pelepasan awal.

Untuk reka bentuk substasi 110 kV masa depan, perlu dipertimbangkan tiga transformer voltan pada sisi tinggi, bersama dengan perlindungan overvoltan sederetan nol dan perlindungan arus jurang titik netral transformator. Konfigurasi ini memberikan fleksibilitas operasi dan menyesuaikan diri dengan perubahan struktur grid pada masa hadapan.

Bagi substasi dengan sambungan jambatan dalaman, pengaturan masa pertama perlindungan arus sederetan nol titik netral transformator utama harus memutus transformator lain yang tidak di-ground untuk mengelakkan pengekangan area gangguan atau menyebabkan overvoltan frekuensi kuasa.