Perhitungan Kegagalan Listrik

Definisi Perhitungan Kegagalan Listrik

Perhitungan kegagalan listrik melibatkan penentuan arus dan tegangan kegagalan maksimum dan minimum di berbagai titik dalam sistem tenaga listrik untuk merancang sistem perlindungan.

Impedansi Urutan Positif

Impedansi urutan positif adalah hambatan yang dihadapi oleh arus urutan positif, sangat penting untuk menghitung kegagalan tiga fase.

Impedansi Urutan Negatif

Impedansi urutan negatif adalah hambatan yang dihadapi oleh arus urutan negatif, penting untuk memahami kondisi kegagalan tidak seimbang.

Impedansi Urutan Nol

Hambatan yang ditawarkan oleh sistem terhadap aliran arus urutan nol dikenal sebagai impedansi urutan nol.Dalam perhitungan kegagalan sebelumnya, Z1, Z2, dan Z0 masing-masing adalah impedansi urutan positif, negatif, dan nol. Impedansi urutan bervariasi dengan jenis komponen sistem tenaga yang dipertimbangkan:

• Pada komponen sistem tenaga statis dan seimbang seperti transformator dan jalur, impedansi urutan yang ditawarkan oleh sistem sama untuk arus urutan positif dan negatif. Dengan kata lain, impedansi urutan positif dan negatif sama untuk transformator dan jalur tenaga. Namun, pada mesin rotasi, impedansi urutan positif dan negatif berbeda.

• Penetapan nilai impedansi urutan nol lebih kompleks. Ini karena tiga arus urutan nol di titik manapun dalam sistem tenaga listrik, yang berfase sama, tidak menjumlah menjadi nol tetapi harus kembali melalui netral dan/atau tanah. Pada transformator tiga fase dan mesin, fluks akibat komponen urutan nol tidak menjumlah menjadi nol dalam yoke atau sistem medan. Impedansi sangat bervariasi tergantung pada susunan fisik sirkuit magnetik dan pembungaan.

• Reaktansi jalur transmisi untuk arus urutan nol dapat sekitar 3 hingga 5 kali reaktansi arus urutan positif, nilai yang lebih ringan untuk jalur tanpa kabel tanah. Ini karena jarak antara go dan return (yaitu netral dan/atau tanah) jauh lebih besar daripada untuk arus urutan positif dan negatif yang kembali (seimbang) dalam kelompok konduktor tiga fase.

• Reaktansi urutan nol mesin terdiri dari reaktansi kebocoran dan pembungaan, dan komponen kecil akibat keseimbangan pembungaan (tergantung pada pitch pembungaan). Reaktansi urutan nol transformator bergantung pada koneksi pembungaan dan konstruksi inti.

Analisis Komponen Simetris

Perhitungan kegagalan di atas dibuat dengan asumsi sistem tiga fase seimbang. Perhitungan dilakukan hanya untuk satu fase karena kondisi arus dan tegangan sama di semua tiga fase.

Ketika kegagalan sebenarnya terjadi dalam sistem tenaga listrik, seperti kegagalan fasa ke tanah, fasa ke fasa, dan ganda fasa ke tanah, sistem menjadi tidak seimbang, artinya, kondisi tegangan dan arus di semua fasa tidak lagi simetris. Kegagalan tersebut diselesaikan dengan analisis komponen simetris.

Secara umum, diagram vektor tiga fase dapat digantikan oleh tiga set vektor seimbang. Satu memiliki rotasi fase negatif, kedua memiliki rotasi fase positif, dan yang terakhir adalah co-fase. Artinya, set vektor ini dijelaskan sebagai urutan negatif, positif, dan nol, masing-masing.

Di mana semua kuantitas dirujuk ke fasa referensi r. Demikian pula, serangkaian persamaan dapat ditulis untuk arus urutan juga. Dari persamaan tegangan dan arus, seseorang dapat dengan mudah menentukan impedansi urutan sistem.