I. Penyebab Inti Kerusakan: Dampak Elektrodinamis (Sesuai dengan GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Penyebab langsung runtuhnya ujung lilitan tegangan tinggi adalah dampak elektrodinamis instan yang diinduksi oleh arus hubungan pendek. Ketika terjadi gangguan tanah satu fasa dalam sistem (seperti overvoltage petir, breakdown isolasi, dll.), trafo grounding, sebagai jalur arus gangguan, menahan arus hubungan pendek dengan amplitudo tinggi dan laju naik curam. Menurut hukum gaya Ampère, konduktor lilitan mengalami gaya elektrodinamis radial (kompresi ke dalam) dan aksial (tarik/tekan) dalam medan magnet yang kuat. Jika gaya elektrodinamis melebihi batas kekuatan mekanis struktur lilitan (konduktor, spasi, plat tekan, sistem pengikat), akan menyebabkan deformasi, pergeseran, atau distorsi yang tidak dapat diperbaiki pada lilitan, akhirnya muncul sebagai runtuhnya ujung lilitan—suatu mode kegagalan tipikal dari peralatan jenis trafo saat terjadi gangguan hubungan pendek.
II. Pemicu Gangguan Terkait: Overvoltage Resonansi dan Penghidupan dengan Gangguan Sisa (Sesuai dengan Standar Perlindungan Overvoltage seperti DL/T 620 / IEC 60099)
Overvoltage Resonansi Sistem (Ferroresonansi / Resonansi Linear)
Ketidakcocokan parameter sistem (kapasitansi garis, induktansi PT, induktansi koil pemadam, dll.) dapat memicu ferroresonansi atau resonansi linear, menghasilkan overvoltage berkelanjutan. Overvoltage ini secara berulang bertindak pada titik lemah isolasi (isolator yang tua, pelindung petir, bushing, dll.), menyebabkan tanah sementara melalui busur atau breakdown berulang, membuat trafo grounding menahan arus dampak frekuensi tinggi. Ini tidak hanya menghasilkan dampak elektrodinamis langsung tetapi juga mempercepat penuaan termal dan elektrik isolasi lilitan (antara putaran, antara lapisan, dan isolasi utama), secara signifikan mengurangi ketahanan dielektrik dan kekuatan mekanisnya, membuatnya lebih rentan terhadap runtuhnya pada dampak selanjutnya atau operasi normal.
Penghidupan dengan Gangguan Berkelanjutan setelah Petir
Setelah petir menyebabkan gangguan tanah permanen pada garis, jika titik gangguan tidak dipisahkan (misalnya, pemutus sirkuit tidak beroperasi atau indikasi gangguan tidak jelas), petugas pemeliharaan secara keliru menghidupkan kembali (penghidupan dengan gangguan), memaksa trafo grounding untuk terus melewati arus gangguan frekuensi tenaga (jauh melebihi batas desain). Arus berlebih berkelanjutan memicu efek pemanasan Joule I²Rt, menyebabkan suhu lilitan meningkat tajam melebihi batas toleransi isolasi (misalnya, 105°C untuk Kelas A), dengan cepat menyebabkan penuaan termal, karbonisasi, dan hilangnya kinerja isolasi, akhirnya mengakibatkan hubungan pendek dan hangus lilitan (runtuh termal). Kondisi ini menyebabkan kerusakan yang merusak pada peralatan.
III. Skema Optimalisasi: Meningkatkan Toleransi Peralatan dan Mempertahankan Strategi Perlindungan (Mengintegrasikan Pemilihan Peralatan, Perlindungan Relai, dan Standar Pemantauan Kondisi)
Meningkatkan Ketahanan Hubungan Pendek Tubuh Peralatan (Sesuai dengan GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Persyaratan Pemilihan: Prioritaskan model dengan ketahanan hubungan pendek tinggi yang telah diverifikasi melalui uji ketahanan hubungan pendek yang ketat (misalnya, IEC 60076-5) untuk pembelian selanjutnya, fokus pada desain struktur lilitan (plat tekan yang diperkuat, sistem pengencang aksial, struktur dukungan radial, proses konduktor transposisi), kekuatan material, dan proses manufaktur.
Reaktor Pembatas Arus Seri Opsional: Instal reaktor pembatas arus pada sirkuit netral trafo grounding untuk efektif menekan amplitudo dan laju naik arus gangguan, mengurangi dampak elektrodinamis pada lilitan. Dampak pada mode grounding sistem dan perlindungan relai harus diverifikasi secara bersamaan.
Optimalisasi Konfigurasi dan Setelan Perlindungan Relai (Sesuai dengan Standar Perlindungan Relai DL/T 584 / DL/T 559)
Prinsip Setelan: Setelan perlindungan overcurrent (overcurrent zero-sequence, overcurrent inverse-time) trafo grounding harus secara ketat lebih rendah dari batas stabilitas termal dan dinamis peralatan (dihitung berdasarkan GB/T 1094.5).
Koordinasi Gradasi: Waktu penundaan perlindungan trafo grounding (misalnya, 100A/10s) harus andal dikoordinasikan dengan perlindungan garis hulu (pemutus sirkuit keluar). Pastikan perlindungan garis (zero-sequence Tahap I: 0.2s, Tahap II: 0.7s) dapat dengan cepat membersihkan gangguan tanah pada garis, mencegah trafo grounding menahan stres yang tidak perlu. Perlindungan trafo grounding, sebagai cadangan dekat, harus memiliki waktu penundaan operasi lebih besar dari waktu penundaan terpanjang perlindungan garis (termasuk gradasi Δt).
Optimalisasi Setelan Perlindungan Tubuh Trafo Grounding:
Penguatan Kemampuan Pembersihan Cepat Gangguan (Sesuai dengan DL/T 584 / DL/T 559)
Konfigurasi Perlindungan Arus Zero-Sequence Arah: Pasang dan andalkan aktivasi perlindungan arus zero-sequence arah (Tahap I/II) dalam perlindungan garis. Elemen arah dengan akurat membedakan antara garis yang bermasalah dan tidak bermasalah, memastikan bahwa pemutus sirkuit garis yang bermasalah beroperasi andal dalam ≤0.2s selama gangguan tanah satu fasa, sepenuhnya mengisolasi sumber gangguan—ini adalah langkah perlindungan inti untuk mencegah kerusakan trafo grounding.
Implementasi Sistem Pemantauan Online Cerdas dan Peringatan Dini (Sesuai dengan Standar Pemantauan Kondisi DL/T 1709.1)
Pemantauan Temperatur Titik Panas Lilitan Real-Time: Pasang sensor temperatur serat optik atau resistansi platinum pada posisi kunci ujung lilitan tegangan tinggi untuk mencapai pemantauan real-time dengan akurasi ±1~2℃. Tetapkan ambang alarm multi-level (peringatan/peringatan) dan ambang trip (dihitung berdasarkan model termal kelas isolasi), secara otomatis memicu tindakan perlindungan saat melebihi batas untuk mencegah runtuh termal.
Pemantauan Parameter Listrik Titik Netral dan Peringatan Asimetri: Pantau terus-menerus arus titik netral dan voltase displasemen sistem (voltase zero-sequence), dan konfigurasikan fungsi peringatan asimetri melebihi batas. Ketika parameter listrik titik netral persisten/frekuen abnormal terdeteksi (menunjukkan tanah intermiten, resonansi, atau degradasi isolasi), berikan peringatan segera untuk intervensi awal gangguan.
Kesimpulan Optimalisasi dan Rekomendasi Implementasi
Ringkasan Kesimpulan
Penguatan Peralatan: Pilih peralatan dengan ketahanan hubungan pendek tinggi atau pasang reaktor pembatas arus untuk meningkatkan toleransi elektrodinamis.
Koordinasi Perlindungan: Atur nilai perlindungan dengan tepat (≤batas toleransi peralatan) dan pastikan koordinasi gradasi dengan perlindungan zero-sequence arah (Tahap I ≤0.2s).
Peringatan Awal Kondisi: Pasang sistem pemantauan temperatur presisi tinggi (±1~2℃) dan sistem peringatan parameter listrik titik netral untuk perlindungan awal gangguan.
Penyebab langsung kecelakaan adalah gaya elektrodinamis yang dihasilkan oleh arus gangguan tanah satu fasa melebihi batas kekuatan mekanis lilitan.
Pemicu tingkat dalam termasuk: ① Dampak intermiten yang disebabkan oleh overvoltage resonansi sistem mempercepat penuaan isolasi; ② Runtuh termal karena penghidupan dengan gangguan permanen setelah petir.
Optimalisasi sistematis harus fokus pada tiga aspek:
Rekomendasi Implementasi
Implementasi segera penyesuaian setelan perlindungan, aktivasi perlindungan arah, dan pemasangan sistem pemantauan.
Rencanakan peningkatan tubuh peralatan sesuai dengan siklus umur layanan dan jadwal transformasi teknis.
Integrasikan skema ini ke dalam peraturan operasi dan tindakan anti-kecelakaan, secara ketat melarang penghidupan dengan gangguan tanah, dan menyelidiki secara menyeluruh titik gangguan sebelum menghidupkan kembali setelah petir.
