Kaedah Umum untuk Mencari Kerosakan Bumi dalam Sistem DC Substesen

Kaedah Umum untuk Mencari Kerosakan Bumi dalam Sistem DC Substesen

Di dalam substesen, sistem DC menyediakan bekalan kuasa kawalan yang boleh dipercayai untuk peranti geganti pelindung, operasi buka dan tutup pemutus litar, peralatan automasi, litar isyarat, dan beban kecemasan. Berbanding dengan sistem kuasa bantu AC, sistem DC pencawang biasanya direka sebagai sistem tidak dibumikan atau terapung. Oleh itu, satu kerosakan bumi mungkin tidak serta-merta mengganggu kuasa DC, tetapi ia mengurangkan margin penebatan sistem. Jika kerosakan bumi kedua berlaku, ia boleh mencipta laluan arus yang tidak diingini dan berpotensi menyebabkan salah operasi perlindungan, kegagalan pemutus litar, atau bahkan gangguan sistem yang lebih luas.

Dengan perkembangan berterusan pencawang pintar, pencawang digital, integrasi tenaga boleh diperbaharui, dan grid kuasa moden, kebolehpercayaan sistem DC pencawang dan keupayaan pemantauan penebatan dalam taliannya menjadi semakin penting kepada utiliti, kontraktor EPC, dan pembeli peralatan kuasa antarabangsa.

Apakah Kerosakan Bumi dalam Sesebuah Substationn Sistem DCtem?

A kerosakan bumi sistem DC pencawang, juga dirujuk sebagai Kerosakan pembumian DC atau "Kerosakan penebat DCberlaku apabila kutub positif atau negatif sistem DC menghasilkan laluan konduktif yang tidak disengajakan ke bumi akibat kemerosotan penebat, kerosakan peralatan, kelembapan, atau punca-punca lain.

Sistem DC pencawang tipikal terdiri daripada:

• Bank bateri
• Pengecas bateri
• Basbar DC
• Panel pengagihan DC
• Litar penyuap DC
• Peralatan perlindungan dan kawalan

Di bawah keadaan operasi biasa, kedua-dua kutub positif dan negatif harus mengekalkan rintangan penebat yang mencukupi ke bumi.

Punca biasa kerosakan tanah DC termasuk:

• Kabel sekunder yang menua atau rosak
• Kelembapan atau pengumpulan air di dalam parit kabel
• Pemeluwapan di dalam kabinet kawalan
• Kemerosotan penebat dalam geganti atau litar pemutus litar
• Kerosakan mekanikal pada kabel semasa pemasangan
• Kegagalan penebat dalaman peralatan elektrik
• Habuk dan pencemaran
• Haiwan kecil atau objek logam asing memasuki peralatan

Oleh kerana sistem DC pencawang mungkin mengandungi sejumlah besar penyuap teragih dan kabel sekunder yang panjang, Pengesanan dan penentuan lokasi kerosakan bumi DC boleh menjadi jauh lebih rumit daripada menyelesaikan masalah litar kawalan voltan rendah konvensional.

Mengapakah Kerosakan Bumi DC Perlu Dikenal Pasti dengan Segera?

Kerosakan bumi tunggal tidak semestinya menyebabkan kehilangan kuasa DC serta-merta. Walau bagaimanapun, ia mengubah taburan voltan sistem DC berbanding bumi dan mengurangkan margin keselamatan sistem.

Sebagai contoh, jika kutub positif menjadi terbumi, voltan kutub negatif berbanding bumi mungkin berubah dengan ketara. Jika kerosakan bumi lain kemudiannya berlaku di tempat lain dalam sistem, laluan arus positif-ke-negatif yang tidak diingini mungkin terhasil.

Kesan berpotensi termasuk:

1. Operasi salah geganti perlindungan
2. Operasi pemutus litar yang tidak normal
3. Kegagalan pemutus litar untuk trip atau tutup
4. Kerosakan peralatan automasi
5. Operasi tidak diingini fius DC atau pemutus litar
6. Dalam kes yang teruk, keupayaan berkurang untuk bertindak balas terhadap kerosakan dan kecemasan pencawang

Atas sebab ini, sebaik sahaja kerosakan penebat sistem DC dikesan, kekutuban kerosakan, penyuap terjejas, dan lokasi kerosakan khusus hendaklah dikenal pasti secepat mungkin.

Kaedah Umum untuk Mencari Kerosakan Bumi DC Pencawang

1. Sahkan Penggera Kerosakan Bumi dan Keadaan Sistem

Apabila panel DC, peranti pemantauan penebatan, atau sistem penyeliaan mengeluarkan penggera kerosakan bumi, langkah pertama ialah mengesahkan keadaan operasi keseluruhan sistem DC.

Parameter penting termasuk:

• Voltan sistem DC
• Voltan positif ke bumi
• Voltan negatif ke bumi
• Rintangan penebatan
• Status peranti pemantauan penebatan
• Kekutuban kerosakan
• Sama ada kerosakan berterusan atau berselang-seli
• Sama ada berbilang kerosakan bumi mungkin wujud

Moden Peranti pemantauan penebat DC (IMD) secara berterusan memantau rintangan penebat ke bumi dalam sistem DC yang tidak dibumikan. IEC 61557-8 menetapkan keperluan untuk peranti pemantauan penebat yang digunakan untuk sistem IT DC tidak dibumian sehingga 1,500 V DC.

2. Tentukan Kekutuban dan Keterukan Kerosakan

Selepas mengesahkan penggera, juruteknik harus menentukan sama ada kemerosotan penebat terutamanya berkaitan dengan kutub positif atau negatif.

Parameter berikut harus dinilai:

Keadaan penebat positif-ke-bumi
Keadaan penebat negatif-ke-bumi
Voltan bas DC
Rintangan penebat keseluruhan

Jika rintangan penebat satu kutub jauh lebih rendah daripada yang dijangkakan, kemungkinan besar kerosakan itu berkaitan dengan litar yang disambungkan ke kutub tersebut.

Walau bagaimanapun, kaedah diagnostik yang tepat bergantung pada konfigurasi sistem DC dan reka bentuk peranti pemantauan penebat. Pengukuran voltan tunggal tidak boleh digunakan sebagai asas tunggal untuk menentukan lokasi kerosakan yang tepat.

3. Periksa Penyumpan DC Seksyen demi Seksyen

Jika kerosakan tidak dapat dikesan secara langsung, prinsip penyelesaian masalah yang biasa adalah:

Mulakan dari bas DC, kemudian periksa penyumpan, litar cabang, dan akhirnya peralatan individu.

Urutan penyelesaian masalah yang biasa adalah:

Bas DC → panel pengagihan DC → penyumpan DC individu → kabinet perlindungan/kawalan → kotak terminal → peralatan lapangan

Dengan mengasingkan bahagian sistem secara berperingkat, juruteknik boleh mengurangkan rangkaian DC yang kompleks kepada kawasan kerosakan yang lebih kecil yang disyaki.

Semasa proses ini, pengendali mesti mematuhi prosedur pensuisan yang diluluskan dengan ketat.Litar perlindungan kritikal, litar kawalan pemutus litar, atau bekalan DC penting tidak boleh diputuskan secara sewenang-wenangnya semata-mata untuk mencari kerosakan bumi.

4. Gunakan Pemantauan Penebatan Dalam Talian dan Penentuan Lokasi KerosakanPeralatan

Bagi pencawang besar, memeriksa setiap penyuap secara manual boleh mengambil masa. Oleh itu, pencawang moden semakin menggunakansistem pemantauan penebatan dalam talian dan penentuan lokasi kerosakan penebatan.

Satusistem pengesanan dan penentuan lokasi kerosakan bumi DCyang maju boleh memantau keadaan penebatan penyuap individu dan membantu mengenal pasti litar yang berkaitan dengan kerosakan penebatan.

IEC 61557-9:2023 menetapkan keperluan untuksistem penentuan lokasi kerosakan penebatan (IFLS)yang direka untuk menyetempatkan kerosakan penebatan dalam sistem IT yang tidak dibumikan, termasuk sistem DC yang tidak dibumikan sehingga 1,500 V DC.

Teknologi ini membolehkan sistem perlindungan berkembang daripada sekadar mengesan kerosakan penebat kepada mengesan, mencari, merekod, dan menganalisis kerosakan.

5. Periksa Peralatan Lapangan Setelah Mengecilkan Kawasan Kerosakan

Setelah penyuap atau litar yang terjejas dikenal pasti, juruteknik boleh memeriksa komponen tertentu, termasuk:

• Kabel dan sambungan kabel
• Blok terminal
• Relay pelindung
• Gegelung pemutus litar dan gegelung penutup
• Suis kawalan
• Peranti isyarat
• Pemanas anti-kondensasi
• Kotak terminal
• Pendawaian sekunder luar
• Parit kabel dan terminal kabel

Untuk substesen luar, perhatian khusus harus diberikan kepada air hujan, kondensasi, kelembapan, habuk, pencemaran, dan kemasukan haiwan, yang semuanya boleh menyumbang kepada kemerosotan penebat.

Penyelesaian Masalah Tradisional vs. Penentuan Lokasi Kerosakan Pintar

Tradisional penyelesaian masalah kerosakan bumi DC di pencawangterutamanya bergantung pada penggera penebatan diikuti dengan pemeriksaan manual penyuap demi penyuap.

Pendekatan ini mempunyai kos peralatan yang agak rendah, tetapi ia mempunyai dua batasan utama.

Pertama, penentuan lokasi kerosakan boleh mengambil masa yang lama.
Apabila pencawang mempunyai bilangan penyuap DC yang banyak, juruteknik mungkin perlu memeriksa berbilang litar secara berurutan.

Kedua, penyelesaian masalah sangat bergantung pada pengalaman pengendali.
Kerosakan berselang-seli boleh menjadi sangat sukar untuk dikesan. Sebagai contoh, kerosakan penebatan yang disebabkan oleh kelembapan mungkin hilang selepas peralatan kering dan muncul semula apabila kelembapan meningkat.

Atas sebab ini, pencawang moden semakin menggunakan sistem pemantauan penebatan dalam talian, pemantauan penebatan cawangan, dan sistem penentuan lokasi kerosakan automatik.

Proses operasi asas boleh diringkaskan seperti:

Pemantauan penebatan → Penggera kerosakan bumi → Pengenalpastian kekutuban kerosakan → Lokasi penyuap → Pemeriksaan titik kerosakan → Penghapusan kerosakan → Pengesahan pemulihan penebatan

Untuk pencawang besar, loji kuasa, pusat data, dan kemudahan industri kritikal, pendekatan ini boleh meningkatkan kecekapan penyelesaian masalah dan kebolehpercayaan sistem DC dengan ketara.

Pertimbangan Penting Semasa Penyelesaian Masalah Kerosakan Bumi DC

1. Jangan Putuskan Litar Kritikal Secara Sembarangan

Geganti perlindungan, litar kawalan pemutus litar, sistem automasi, dan peralatan kritikal lain mungkin bergantung pada bekalan kuasa DC pencawang.

Memutuskan penyuap penting secara tidak betul semasa penyelesaian masalah boleh menyebabkan fungsi perlindungan atau kawalan menjadi tidak tersedia.

Oleh itu, semua operasi pensuisan hendaklah dilakukan mengikut prosedur pensuisan yang diluluskan, gambar rajah satu garisan dan pendawaian sekunder pencawang, serta arahan pengeluar peralatan.

2. Beri Perhatian kepada Risiko Berbilang Kerosakan Bumi

Satu kerosakan bumi tunggal mungkin tidak serta-merta menyebabkan masalah operasi yang besar. Walau bagaimanapun, kerosakan bumi kedua boleh mencipta laluan arus yang tidak diingini dan menjejaskan litar perlindungan dan kawalan.

Oleh itu, sebaik sahaja kerosakan bumi pertama dikesan, ia tidak sepatutnya hanya dianggap sebagai penggera kecil. Puncanya harus dikenal pasti dan keadaan penebatan dipulihkan secepat yang praktikal.

3. Utamakan Pemantauan Dalam Talian untuk Pemasangan Kritikal

Untuk pencawang besar, loji janakuasa, pusat data dan kemudahan industri kritikal, pemantauan penebatan dalam talian dan penentuan lokasi kerosakan sebaiknya dipertimbangkan semasa peringkat reka bentuk sistem DC.

Sistem sedemikian boleh menyediakan penentuan lokasi kerosakan yang lebih pantas dan data sejarah untuk penyelenggaraan pencegahan dan penyelenggaraan berasaskan keadaan.

Trend dalam Teknologi Sistem DC Pencawang

Dengan perkembangan pencawang digital, sistem DC sedang berkembang daripada peralatan bekalan kuasa konvensional menjadi bahagian penting dalam seni bina pemantauan dan kebolehpercayaan pencawang pintar.

Masa depan Pemantauan sistem DC penyelesaian dijangka akan menyepadukan lebih rapat dengan SCADA, platform pencawang digital, dan sistem pengurusan aset pintar.

Fungsi utama mungkin termasuk:

• Pemantauan penebat dalam talian
• Pengesanan lokasi kerosakan automatik
• Rakaman data sejarah
• Analisis trend
• Amaran awal
• Pemantauan jarak jauh
• Penyelenggaraan berdasarkan keadaan

Rangka kerja IEC terkini juga menunjukkan penekanan yang semakin meningkat terhadap teknologi pemantauan penebat khusus dan pengesanan kerosakan. IEC 61557-8 menangani pemantauan penebat berterusan, manakala IEC 61557-9 menangani penyetempatan kerosakan penebat dalam sistem IT yang tidak dibumikan.

Bagi pembeli B2B antarabangsa, pemilihan sistem DC pencawang harus mempertimbangkan bukan sahaja parameter tradisional seperti voltan DC, kapasiti bateri, kapasiti pengecas, dan konfigurasi pengagihan DC, tetapi juga pemantauan penebat, keupayaan pengesanan kerosakan, antara muka komunikasi, dan keserasian dengan SCADA atau sistem automasi pencawang.

Kesimpulan

Prinsip asas penyelesaian masalah kerosakan tanah sistem DC pencawang adalah untuk menyempitkan kerosakan secara berperingkat melalui pemantauan, pengenalpastian, pengasingan seksyen, penyetempatan, dan pengesahan.

Penyelesaian masalah manual tradisional mungkin sesuai untuk sistem DC yang lebih kecil. Walau bagaimanapun, untuk pencawang besar, loji kuasa, pusat data, dan pemasangan elektrik kritikal yang lain,Sistem pemantauan penebat DC dan sistem pengesanan serta penentuan lokasi kerosakan tanah DC boleh menyediakan penyelesaian yang lebih cekap dan sistematik.

Dari perspektif pembuatan peralatan dan aplikasi kejuruteraan, panel pengagihan DC, pengecas bateri, bank bateri, peranti pemantauan penebat, dan sistem penyuap DC harus direka bentuk sebagai sistem bersepadu mengikut tahap voltan projek, ciri beban, keperluan perlindungan, dan seni bina komunikasi.

Seiring dengan perkembangan pencawang pintar dan sistem kuasa digital, pemantauan penebat dalam talian dan penentuan lokasi kerosakan DC pintar akan menjadi teknologi yang semakin penting untuk meningkatkan keselamatan, kebolehpercayaan, dan kebolehselenggaraan sistem DC pencawang.

Nota Keselamatan: Sistem DC pencawang membekalkan fungsi perlindungan kritikal dan kawalan pemutus litar. Penyelesaian masalah sebenar dan operasi pensuisan mesti dilakukan oleh kakitangan yang berkelayakan mengikut prosedur keselamatan tapak, lukisan elektrik yang diluluskan, arahan pengendalian, dan keperluan pengeluar peralatan. Artikel ini bertujuan untuk rujukan teknikal dan kejuruteraan dan tidak menggantikan prosedur operasi khusus tapak.