Transformator pentanahan jenis kering menyediakan titik netral buatan untuk sistem tiga fase yang tidak memiliki titik netral yang dapat diakses secara alami. Setelah titik netral terbentuk, titik tersebut dapat dihubungkan ke kumparan penekan busur, resistor pentanahan, reaktor titik netral, atau perangkat bantu lainnya, membentuk susunan pentanahan netral yang lengkap bersama dengan sakelar pemisah, transformator arus, penangkal surja, atau celah percikan.
Peralatan Apa yang Dapat Dihubungkan ke Titik Netral?
| Peralatan |
Fungsi Utama |
Catatan Terkait IEC |
| Kumparan penekan busur / Kumparan Petersen |
Mengkompensasi arus kapasitif gangguan tanah satu fasa dan membantu memadamkan busur |
Nilai nominal, kemampuan jangka pendek, dan tingkat isolasi dapat dirujuk ke IEC 60076-6 |
| Resistor pentanahan |
Membatasi arus gangguan tanah, menekan tegangan lebih, dan menyediakan arus urutan nol yang dapat dideteksi |
Resistansi dipilih berdasarkan tegangan fasa-ke-netral dan arus gangguan target; ketahanan termal jangka pendek harus diverifikasi |
| Reaktor titik netral |
Membatasi arus urutan nol atau menekan resonansi secara seri dengan kumparan penekan busur |
Dapat diperlakukan sebagai reaktor pentanahan titik netral di bawah IEC 60076-6 |
| Penangkal surja / celah percikan |
Membatasi tegangan lebih titik netral dan melindungi transformator pentanahan |
Koordinasi isolasi dapat dirujuk ke IEC 60071-1 dan IEC 60071-2 |
| Transformator arus |
Mengukur arus urutan nol untuk proteksi, pemilihan saluran gangguan tanah, dan pemantauan |
Dipasang di rangkaian titik netral |
| Sakelar pemisah |
Menyediakan titik isolasi yang terlihat untuk pemeliharaan dan operasi sakelar |
Harus disediakan di rangkaian titik netral |
| Beban sekunder |
Menyuplai daya bantu ketika transformator pentanahan juga berfungsi sebagai transformator layanan stasiun |
Kapasitas sekunder harus dihitung secara terpisah |
Transformers pentanahan jenis kering umumnya menggunakan sambungan zigzag, seperti ZNyn11 atau ZNvn11. Dalam operasi normal, mereka memberikan impedansi tinggi terhadap arus urutan positif dan negatif serta hanya membawa arus magnetisasi yang kecil. Selama gangguan tanah satu fasa, mereka memberikan impedansi rendah terhadap arus urutan nol, memungkinkannya mengalir melalui titik netral ke kumparan penekan busur atau resistor pentanahan.
Kapan Kumparan Penekan Busur Sesuai Digunakan?
Kumparan penekan busur cocok untuk sistem yang ditanahkan secara tidak efektif, yang juga dikenal sebagai sistem yang ditanahkan secara resonan atau sistem arus gangguan tanah kecil.
Kondisi aplikasi tipikal meliputi:
- Sistem tegangan menengah seperti 3 kV, 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV, dan 66 kV.
- Sistem di mana arus kapasitif gangguan tanah satu fasa melebihi batas yang diizinkan untuk netral terisolasi, namun operasi jangka pendek yang berkelanjutan selama gangguan tanah diperlukan.
- Jaringan dengan persyaratan kontinuitas pasokan yang tinggi, seperti jaringan distribusi pedesaan, tambang, ladang minyak, pabrik kimia, pabrik metalurgi, rumah sakit, dan fasilitas industri proses berkelanjutan.
- Jaringan saluran udara atau jaringan campuran udara/kabel dengan gangguan tanah transien yang sering terjadi.
- Operasi di bawah kondisi kompensasi berlebih untuk menghindari resonansi seri yang disebabkan oleh kompensasi hampir penuh.
Pentanahan resonan dapat membatasi tegangan lebih transien selama gangguan tanah satu fasa. Namun, resonansi tetap harus dihindari, dan tegangan lebih yang lebih tinggi dapat terjadi jika peralatan kompensasi tidak normal atau disesuaikan secara tidak tepat.
Panduan pemilihan:
- Ketika arus kapasitif gangguan tanah melebihi batas yang diizinkan untuk sistem netral terisolasi dan operasi ber gangguan jangka pendek diperlukan, kumparan penekan busur dapat dipertimbangkan. Batas pasti harus ditentukan sesuai dengan standar nasional yang berlaku, persyaratan utilitas lokal, dan spesifikasi peralatan.
- Ketika arus kapasitif tinggi, terutama pada jaringan semua kabel, pentanahan resistansi rendah atau skema pentanahan gabungan mungkin lebih dipilih.
- Ketika arus kapasitif mendekati batas pemilihan, skema gabungan dapat diadopsi: kumparan penekan busur beroperasi dalam kondisi normal, dan resistor paralel diaktifkan setelah penundaan waktu untuk membersihkan gangguan tanah permanen.
Kapan Resistor Pentanahan Sesuai Digunakan?
Resistor pentanahan dibagi menjadi pentanahan resistansi rendah dan pentanahan resistansi tinggi.
Pentanahan Resistansi Rendah
Aplikasi tipikal meliputi jaringan kabel 6 kV–35 kV, sistem distribusi perkotaan, sistem tenaga industri, dan sistem bantu pembangkit listrik.
Karakteristik utama:
- Arus gangguan tanah relatif tinggi, biasanya dibatasi hingga beberapa ratus ampere.
- Proteksi urutan nol dapat mendeteksi gangguan dengan andal.
- Penyulang yang terganggu dapat diputuskan dengan cepat.
- Tegangan lebih transien dibatasi secara efektif.
- Kontinuitas pasokan lebih rendah dibandingkan pada sistem yang ditanahkan secara resonan karena sirkuit yang terganggu akan trip.
Pertimbangan pemilihan:
- Cocok untuk jaringan semua kabel dan sistem distribusi bawah tanah perkotaan.
- Lebih dipilih ketika proteksi cepat, penentuan lokasi gangguan yang akurat, dan pemutusan selektif diperlukan.
- Transformers pentanahan, resistor pentanahan, dan peralatan hubung bagi harus diverifikasi untuk ketahanan termal jangka pendek berdasarkan arus gangguan tanah yang diharapkan dan waktu pembersihan gangguan.
Nilai resistansi dapat diperkirakan sementara sebagai berikut:
R = V_ln / I_f
di mana V_ln adalah tegangan fasa-ke-netral sistem dan I_f adalah target arus gangguan tanah satu fasa. Ekspresi ini adalah dasar pemilihan yang disederhanakan. Nilai akhir juga harus mempertimbangkan variasi tegangan sistem, skema pentanahan, pengaturan proteksi, arus kapasitif, dan batas termal peralatan.
Pentanahan Resistansi Tinggi
Pentanahan resistansi tinggi digunakan di mana arus gangguan tanah harus dibatasi, tegangan lebih resonansi harus ditekan, dan operasi lanjutan jangka pendek dapat diterima.
Karakteristik utama:
- Arus gangguan tanah biasanya dibatasi hingga beberapa ampere hingga beberapa puluh ampere.
- Sistem dapat melanjutkan operasi untuk sementara waktu, namun gangguan harus dilokalisasi dan dibersihkan dengan segera.
- Umumnya diterapkan pada terminal generator, sistem daya bantu, dan sistem distribusi kecil.
Kumparan Penekan Busur vs. Pentanahan Resistansi Rendah
| Perbandingan |
Pembumian Koil Penekan Busur |
Pembumian Tahanan Rendah |
| Arus gangguan tanah |
Arus sisa rendah |
Biasanya beberapa ratus ampere |
| Penanganan gangguan |
Pemadaman busur; operasi lanjutan jangka pendek dimungkinkan |
Pemutusan cepat penyulang yang terganggu |
| Kontinuitas pasokan |
Lebih tinggi |
Lebih rendah |
| Pengendalian tegangan lebih |
Membatasi tegangan lebih transien; resonansi harus dihindari |
Pembatasan tegangan lebih yang efektif |
| Proteksi |
Tergantung pada pemilihan saluran gangguan tanah; pemutusan tidak selalu segera |
Proteksi urutan nol memutus rangkaian yang terganggu |
| Jaringan tipikal |
Jaringan udara atau campuran dengan persyaratan keandalan tinggi |
Jaringan kabel, sistem distribusi perkotaan dan industri |
transformator pentanahan tipe kering
Perlindungan dan Persyaratan Pengoperasian Titik Netral
Selain peralatan titik netral utama, langkah-langkah perlindungan dan pengoperasian berikut harus dipertimbangkan:
- Sebuah sakelar pemisah harus dipasang untuk menyediakan titik isolasi yang terlihat.
- Sebuah transformator arus harus disediakan untuk pengukuran arus urutan nol, perlindungan, dan pemilihan saluran gangguan tanah.
- Penangkap surja atau celah percikan harus dipertimbangkan untuk membatasi tegangan lebih titik netral.
- Transformator pembumian harus dilengkapi dengan perlindungan arus lebih urutan nol, yang dikoordinasikan dengan skema pembumian sistem.
- Biasanya, hanya satu titik netral transformator pembumian yang boleh dihubungkan pada bagian busbar yang sama, dengan menerapkan interlocking posisi.
- Sistem pembumian resonan harus dilengkapi dengan pemilihan saluran gangguan tanah satu fase.
- Sistem pembumian resistansi rendah harus memastikan operasi perlindungan urutan nol yang andal dan memverifikasi ketahanan termal dari resistor pembumian.
- Tingkat isolasi harus diperiksa melalui koordinasi isolasi sesuai dengan IEC 60071-1 dan IEC 60071-2.
Rekomendasi Pemilihan
- Ketika sisi tegangan rendah transformator utama dihubungkan segitiga dan tidak memiliki titik netral yang dapat diakses, transformator pembumian harus disediakan.
- Ketika arus gangguan tanah kapasitif relatif rendah dan operasi lanjutan jangka pendek dapat diterima, kumparan penekan busur sering kali lebih dipilih.
- Ketika jaringan memiliki banyak sirkuit kabel, arus kapasitif tinggi, dan pembersihan gangguan yang cepat diperlukan, pembumian resistansi rendah sering kali lebih sesuai.
- Ketika arus kapasitif mendekati batas pemilihan, skema gabungan dapat diadopsi: kumparan penekan busur beroperasi selama kondisi normal, dan resistor paralel diaktifkan untuk gangguan tanah permanen.
- Rating transformator pembumian harus sesuai dengan peralatan titik netral. Untuk pembumian kumparan penekan busur, transformator harus memenuhi rating kumparan, tugas jangka pendek, dan persyaratan termal. Untuk pembumian resistor, harus diverifikasi terhadap arus gangguan tanah jangka pendek dan durasi gangguan. Jika transformator pembumian juga memasok daya bantu, kapasitas beban sekunder harus dihitung secara terpisah.
- Rating jangka pendek yang khas meliputi 10 s, 30 s, dan 60 s, namun nilai akhir harus ditentukan sesuai dengan waktu pembersihan perlindungan, kondisi pengoperasian sistem, dan spesifikasi pabrikan.
- Sirkuit titik netral harus dirancang sebagai susunan yang lengkap, termasuk sakelar pemisah, transformator arus, penangkap surja atau celah percikan, dan perangkat perlindungan yang diperlukan.
Singkatnya, titik netral transformator pembumian tipe kering terutama digunakan untuk menghubungkan kumparan penekan busur, resistor pembumian, serta peralatan perlindungan dan pengukuran terkait. Pembumian kumparan penekan busur lebih cocok untuk jaringan yang memerlukan kontinuitas pasokan tinggi dan arus gangguan tanah yang terkendali.
Pembumian resistansi rendah lebih cocok untuk jaringan perkotaan dan industri yang kaya akan kabel di mana pembersihan gangguan yang cepat diperlukan. Parameter akhir dan pemilihan peralatan harus mematuhi standar IEC yang berlaku, peraturan utilitas lokal, dan kondisi teknis dari pabrikan peralatan.
Masuk
