Dalam jaringan distribusi tegangan menengah, dan khususnya pada saluran udara, keandalan pasokan merupakan indikator kinerja inti. Untuk mengatasi gangguan transien seperti flashover akibat sambaran petir dan kontak dengan pepohonan, serta gangguan permanen yang disebabkan oleh penuaan peralatan, para insinyur memperkenalkan peralatan sakelar otomatis.
Di antaranya, recloser dan sectionalizer adalah dua peralatan yang paling mendasar dan paling penting, dan koordinasi keduanya membentuk skema Otomasi Penyulang (FA) mode lokal yang klasik.
Sectionalizer Mekanik-Elektronik Tiga Fasa
1. Definisi Inti dan Penempatan Peran
Recloser: pemutus sirkuit cerdas yang melindungi diri sendiri
Recloser pada dasarnya adalah pemutus sirkuit cerdas dengan beberapa operasi tutup ulang otomatis. Peralatan ini mengintegrasikan bodi pemutus sirkuit, relai proteksi, mekanisme operasi, dan terminal kendali dalam satu unit. Peralatan ini dapat mendeteksi arus gangguan secara independen, melakukan trip, tutup ulang, dan lock out, serta mampu memutus arus gangguan hubung singkat (kemampuan pemutusan tipikal 12,5 kA hingga 25 kA).
Nilai intinya terletak pada kemampuan membedakan gangguan transien dari gangguan permanen secara otonom melalui logika urutan trip-tutup-trip yang telah ditetapkan. Untuk gangguan transien, seperti sambaran petir, tutup ulang yang berhasil akan memulihkan pasokan. Untuk gangguan permanen, setelah beberapa upaya tutup ulang yang tidak berhasil, peralatan akan lock out dalam posisi terbuka dan menunggu pengaturan ulang secara manual.
Sectionalizer: sakelar pemutus beban cerdas
Sectionalizer pada dasarnya adalah sakelar pemutus beban cerdas dengan fungsi memori logika. Peralatan ini terdiri dari bodi sakelar pemutus beban, relai detektor gangguan (FDR), dan terminal kendali. Peralatan ini tidak mampu memutus arus hubung singkat, tetapi dapat menahan tegangan elektrodinamik dan termal dari hubung singkat, dan beberapa model mampu menutup (closing onto) arus hubung singkat.
Peran intinya adalah berkoordinasi dengan recloser di hulu, membuka secara otomatis saat hilangnya tegangan atau tidak adanya arus, sehingga dapat mengisolasi seksi gangguan permanen secara tepat dan membatasi pemadaman pada area sekecil mungkin.
Ringkasan satu kalimat tentang perbedaan intinya: recloser bertanggung jawab untuk memutus arus gangguan, sedangkan sectionalizer bertanggung jawab untuk mengisolasi seksi gangguan.
2. Perbandingan Mendalam: Perbedaan Perangkat Keras dan Kemampuan
| Karakteristik |
Recloser |
Sectionalizer |
| Sifat perangkat |
Pemutus sirkuit cerdas |
Sakelar pemutus beban cerdas |
| Pemutusan arus hubung singkat |
Ya (kemampuan inti) |
Tidak |
| Penutupan arus hubung singkat |
Ya |
Beberapa model (menutup tetapi tidak memutus) |
| Menahan tegangan elektrodinamik dan termal hubung singkat |
Ya |
Ya |
| Proteksi mandiri |
Ya (tidak memerlukan relai eksternal) |
Tidak (tergantung pada koordinasi hulu) |
| Penutupan ulang otomatis |
Urutan yang dapat diprogram |
Tidak ada |
| Lokasi instalasi tipikal |
Penyulang keluar gardu induk, awal saluran utama |
Awal saluran cabang, bagian tengah saluran panjang |
| Referensi biaya |
Lebih tinggi |
Sekitar sepertiga hingga setengah dari recloser |
| Standar yang berlaku |
IEC 62271-1, IEC 62271-100, IEEE C37.60 |
IEC 62271-1, IEC 62271-200, IEEE C37.60 |
3. Logika Inti: Bagaimana Kedua Perangkat Bekerja Sama
Koordinasi recloser dan sectionalizer mengikuti prinsip koordinasi urutan waktu. Tujuannya adalah untuk memulihkan seluruh penyulang untuk gangguan sementara dan mengisolasi hanya bagian yang terganggu untuk gangguan permanen. Dua logika koordinasi digunakan secara umum.
Koordinasi Tipe Tegangan-Waktu
Saat ini ini adalah mode yang paling umum. Sectionalizer memiliki fitur pembukaan saat kehilangan tegangan dan penutupan tertunda saat tegangan dipulihkan, diatur oleh dua pengaturan waktu utama.
Waktu X (tunda penutupan): tunda dari pemulihan tegangan pada sisi sumber sectionalizer hingga penutupan otomatis sectionalizer tersebut, biasanya 7 s hingga 45 s (umumnya diatur dalam langkah seperti 7 s, 14 s).
Waktu Y (waktu deteksi gangguan): jika tegangan hilang lagi dalam waktu Y setelah sectionalizer menutup, bagian tersebut dinilai mengandung gangguan permanen; sectionalizer membuka dan memblokir fungsi penutupannya, biasanya 3 s hingga 10 s (umumnya 5 s).
Urutan operasi untuk gangguan permanen:
- Gangguan terjadi→ recloser trip → tegangan hilang di seluruh penyulang → semua sectionalizer membuka secara otomatis dan direset.
- Penutupan ulang pertama recloser (tunda sekitar 15 s) → sectionalizer menutup secara berurutan sesuai dengan waktu X mereka.
- Setelah sectionalizer di hulu bagian yang terganggu menutup, tegangan hilang lagi dalam waktu Y → sectionalizer tersebut mengidentifikasi bagian yang terganggu, membuka dan memblokir.
- Setelah recloser trip lagi, ia menutup ulang untuk kedua kalinya (tunda sekitar 5 s)→ sectionalizer di bagian yang sehat menutup secara berurutan dan memulihkan suplai; bagian yang terganggu tetap terbuka karena diblokir, sehingga isolasi tercapai.
Koordinasi Tipe Pencacahan Pulsa Arus Lebih
Sectionalizer mencacah pulsa arus hubung singkat yang melewatinya, dan ketika ambang batas yang telah ditetapkan tercapai, ia membuka dan memblokir selama periode tanpa arus.
Aturan pengaturan utama: waktu memori sectionalizer harus lebih lama dari Total Waktu Terakumulasi (TAT) yang diperlukan oleh recloser di hulu untuk menyelesaikan urutan penutupan ulang penuhnya. Jika waktu memori terlalu singkat, sectionalizer mungkin direset sebelum recloser menyelesaikan urutannya, dan koordinasi akan gagal.
Urutan operasi untuk gangguan permanen (ambang batas pencacahan = 2):
- Gangguan terjadi→ recloser trip →pencacahan sectionalizer +1.
- Penutupan ulang pertama recloser → gangguan masih ada→recloser trip lagi → pencacahan sectionalizer +1 (ambang batas tercapai).
- Selama jendela tanpa arus setelah trip kedua, sectionalizer membuka secara otomatis dan memblokir.
- Penutupan ulang kedua recloser→bagian yang sehat dipulihkan dan bagian yang terganggu diisolasi.
Catatan: ambang batas pencacahan sectionalizer harus selalu lebih rendah dari jumlah operasi sebelum recloser terkunci. Misalnya, jika recloser terkunci setelah 4 operasi, atur sectionalizer ke 2 atau 3.
4. Referensi Parameter Pengaturan Khas
| Parameter |
Nilai tipikal |
Keterangan |
| Urutan operasi penutup ulang |
Satu cepat dua lambat, atau dua cepat dua lambat |
Operasi cepat untuk gangguan sementara; operasi lambat untuk koordinasi dengan perangkat hilir |
| Waktu trip cepat penutup ulang |
0,05 s hingga 0,1 s |
Instan, tanpa penundaan yang disengaja |
| Waktu trip lambat penutup ulang |
0,3 s hingga 1,0 s |
Operasi tertunda waktu, memungkinkan koordinasi dengan perangkat hilir |
| Interval penutupan ulang pertama |
0,5 s hingga 5 s (biasanya 15 s) |
Penundaan singkat, digunakan untuk memulihkan suplai setelah gangguan sementara |
| Interval penutupan ulang kedua |
5 s hingga 30 s (biasanya 5 s) |
Penundaan yang lebih lama, menguntungkan untuk deionisasi busur |
| Waktu X sectionalizer |
7 s hingga 45 s |
Diatur dalam langkah-langkah sesuai dengan jumlah seksi |
| Waktu Y sectionalizer |
3 s hingga 10 s (biasanya 5 s) |
Jendela deteksi gangguan |
| Ambang batas penghitungan sectionalizer |
2 hingga 3 |
Harus lebih rendah dari jumlah penguncian penutup ulang |
| Waktu memori sectionalizer |
15 s hingga 30 s |
Harus lebih lama dari TAT penutup ulang |
5. Mengapa Tidak Menggunakan Recloser Saja di Sepanjang Seluruh Penyulang?
- Biaya: Sebuah sectionalizer harganya sekitar sepertiga hingga setengah dari recloser. Pada penyulang pedesaan yang panjang atau saluran dengan banyak cabang, menggunakan sectionalizer untuk isolasi bagian jauh lebih ekonomis.
- Area pemadaman yang berkurang: Jika hanya recloser yang digunakan di sepanjang seluruh penyulang, gangguan pada cabang akan memicu trip pada saluran utama. Melalui koordinasi recloser dan sectionalizer, gangguan dapat dilokalisasi dan diisolasi secara tepat, dan area yang sehat tetap tidak terpengaruh.
- O&M yang disederhanakan: Sectionalizer memiliki struktur yang sederhana (sakelar pemutus beban ditambah pengontrol), dan biaya O&M-nya jauh lebih rendah daripada recloser (pemutus sirkuit ditambah kontrol yang kompleks).
6. Tantangan yang Muncul: Dampak Sumber Energi Terdistribusi (DER)
Seiring dengan meningkatnya penetrasi sumber energi terdistribusi seperti fotovoltaik atap dan tenaga angin di jaringan distribusi luar negeri, FA tipe tegangan-waktu konvensional menghadapi tantangan baru.
- Aliran daya balik dapat menyebabkan sectionalizer salah menilai arah gangguan atau gagal dalam deteksi kehilangan tegangan.
- Arus gangguan dua arah dapat mengganggu logika sectionalizer tipe penghitung.
Untuk jaringan dengan penetrasi DER yang tinggi, disarankan untuk mengadopsi sectionalizer adaptif, yang menggabungkan logika tegangan-waktu dengan deteksi gangguan berarah, atau bermigrasi ke skema FA terpusat berdasarkan komunikasi Feeder Terminal Unit (FTU).
Diedit Dari: Garca
Masuk
