Mengapa Recloser Rockwill Menggunakan Trafo Arus 400/1 A, Bukan 400/5 A? Beban sekunder trafo arus dan pemilihannya

Pada recloser tegangan menengah pintar seperti unit Rockwill, CT integral umumnya ditentukan pada 400/1 A. Alasannya bukan karena "1 A lebih akurat." Alasannya adalah bahwa sekunder 1 A cocok untuk pengontrol digital, mengurangi beban sekunder, mentoleransi jalur kabel panjang pada instalasi yang dipasang di tiang, dan mengompres arus hubung singkat sekunder ke dalam rentang di mana pengambilan sampel elektronik menjadi nyaman.

Pada impedansi rangkaian sekunder yang sama, beban pengenal CT 1 A hanya 1/25 dari CT 5 A, karena S = I² × Z. Oleh karena itu, pengkabelan jarak jauh dapat menggunakan penampang kabel yang lebih kecil, dan inti proteksi lebih kecil kemungkinannya untuk jenuh secara prematur di bawah beban yang berat.

Instalasi lokasi recloser Rockwill yang dipasang pada tiang

1. Apa Itu Pengenal Sekunder CT, dan Bagaimana Perbedaan 1 A dan 5 A?

Trafo arus (CT) menurunkan arus primer yang besar menjadi arus sekunder kecil yang standar. IEC 61869-2 mencakup CT keluaran arus, di mana 1 A dan 5 A adalah nilai sekunder pengenal yang umum; sistem GB Tiongkok yang lebih lama juga mencantumkan 1 A, 2 A, dan 5 A. Rasio 400/1 A berarti 1 A pada sisi sekunder ketika primer membawa arus 400 A, sedangkan 400/5 A berarti 5 A pada sisi sekunder pada arus primer yang sama.

Apa yang terhubung di hilir menentukan pilihannya. Pengontrol recloser digital dan terminal bertenaga mandiri lebih memilih arus kecil dan beban ringan; rel elektromagnetik lawas dan meteran analog lebih memilih sinyal 5 A yang lebih besar.

2. Enam Keunggulan 400/1 A dibandingkan 400/5 A

2.1 Pada impedansi kabel yang sama, beban turun menjadi 1/25

Beban sekunder CT (dalam VA) kira-kira S = I_s² × Z, di mana I_s adalah arus sekunder pengenal dan Z adalah impedansi masukan pengontrol ditambah resistansi loop kabel ditambah resistansi kontak terminal. Pada Z yang sama, CT 400/1 A menarik 1²Z = Z VA, sedangkan CT 400/5 A menarik 5²Z = 25Z VA.

Dengan kata lain, skema 5 A membutuhkan beban 25 kali lipat. Hasil praktisnya adalah 1 A memungkinkan kabel sekunder yang lebih tipis dan VA pengenal yang lebih rendah, serta jauh lebih cocok dengan masukan beban ringan dari pengontrol digital.

2.2 Jalur kabel bisa jauh lebih panjang

Perbandingan di bawah ini mengasumsikan beban pengenal yang sama dan penampang tembaga yang sama. Angka-angka tersebut adalah nilai referensi; dalam praktiknya, verifikasi nilai tersebut terhadap resistansi kabel aktual dan masukan pengontrol.

Pada recloser yang dipasang pada tiang, jarak dari CT di tiang ke pengontrol di bawah tiang dapat mencapai puluhan meter, sehingga keunggulan 1 A sangat jelas. Desain 5 A pada jarak yang sama akan memerlukan kabel yang lebih besar atau beban rated CT yang lebih tinggi.

2.3 Jatuh tegangan kabel lebih kecil, sehingga akurasi lebih mudah dipertahankan

Setelah beban total rangkaian sekunder melebihi beban rated CT, kesalahan rasio dan pergeseran fasa akan meningkat. Pada arus gangguan, inti proteksi yang menanggung beban terlalu besar dapat jenuh lebih awal dan melebihi batas kesalahan kompositnya.

Karena 1 A mengurangi VA yang dihasilkan oleh resistansi yang sama dengan faktor 25, beban aktual jauh lebih mungkin tetap di bawah beban rated, yang menyisakan margin akurasi yang lebih besar. Resistansi kabel juga harus dihitung pada suhu operasi maksimum, bukan pada suhu ruang.

2.4 Arus hubung singkat sekunder lebih cocok untuk pencuplikan digital

Perhitungan kasar pada rasio ideal, dengan mengabaikan saturasi dan pembatasan kelas proteksi:

Pada sekunder 5 A, gangguan berat membutuhkan ratusan ampere dari CT, yang menempatkan persyaratan yang jauh lebih berat pada kapasitas belitan, kabel, terminal, resistor pencuplikan, dan rentang ukur pengendali. Sekunder 1 A mengurangi arus sekunder gangguan sebesar faktor lima, yang memberikan ruang lebih yang jauh lebih besar untuk penyaringan Fourier gelombang penuh, identifikasi harmonisa, dan pencatatan gangguan.

Tiang epoksi APG dengan CT bawaan

2.5 Lebih cocok untuk terminal cerdas bertenaga mandiri dan VA rendah

Recloser cerdas dapat memanen energi dari CT saluran, dengan pengendali berbasis mikroprosesor yang menangani logika arus lebih, gangguan tanah, dan penutupan ulang secara independen dari panel proteksi eksternal. Masukan arus IED digital biasanya hanya menarik sebagian kecil VA hingga beberapa VA.

CT 1 A yang dipasangkan dengan beban rated kecil (misalnya 1,5, 2,5, 3, atau 5 VA, tergantung pada data pabrikan pengendali) lebih ekonomis daripada 5 A. Solusi otomasi jaringan cerdas Rockwill menekankan pada otomasi jaringan dan pemantauan IED jarak jauh, dan aplikasi semacam ini lebih menyukai arus sekunder yang kecil.

2.6 Peningkatan beban yang kecil ketika beberapa perangkat dihubungkan secara seri

Apabila inti pengukuran, inti proteksi, dan terminal otomasi penyulang diberi daya dari sumber yang sama, setiap penambahan impedansi ΔZ menambah beban sebagai berikut:

• 1 A: ΔS ≈ 1² × ΔZ = ΔZ
• 5 A: ΔS ≈ 25 × ΔZ

Oleh karena itu, ekspansi otomasi jauh lebih toleran terhadap pertumbuhan beban. Meskipun demikian, pisahkan inti pengukuran dan inti proteksi di mana pun memungkinkan, agar bebannya tidak ditambahkan secara seri.

Satu klarifikasi. CT 1 A tidak "lebih aman" hanya karena nilai rated-nya lebih kecil. Sekunder CT yang diberi daya tidak boleh pernah dibiarkan terbuka. Tegangan induksi pada sekunder yang terbuka bergantung pada rasio, jumlah lilitan, inti, dan kelas proteksi, dan tidak dapat dikatakan secara umum bahwa sekunder 1 A yang terbuka lebih aman. Memilih 1 A adalah keputusan beban dan pencuplikan, bukan keputusan keselamatan.

3. Kapan 400/5 A Masih Menjadi Pilihan yang Tepat?

• Relai elektromagnetik dan meteran watt jam yang ada hanya menerima masukan 5 A, dan retrofit tidak akan menambahkan CT bantu atau konverter sinyal.
• Jarak dari CT ke relai di dalam switchgear sangat pendek (misalnya kurang dari 10 hingga 20 m), dan 5 A menggerakkan meteran analog dan kumparan trip elektromagnetik secara lebih langsung.
• Seluruh gardu induk distandarisasi pada 5 A, yang menyederhanakan suku cadang, pengaturan, dan manajemen gambar.
• Meteran penunjuk lama dan meteran watt jam induksi dihubungkan langsung ke sekunder 5 A.

Untuk instalasi recloser cerdas luar ruang yang baru, tidak ada batasan yang berlaku, sehingga 400/1 A adalah pilihan yang lebih disukai.

4. Langkah Verifikasi Beban untuk 400/1 A (untuk digunakan dalam spesifikasi teknis)

1. Daftarkan total impedansi: impedansi masukan pengendali + resistansi loop kabel (panjang pergi dan kembali × resistansi per satuan panjang, pada suhu maksimum) + resistansi kontak terminal dan blok uji (0,05 hingga 0,1 Ω secara total adalah estimasi yang wajar).
2. Hitung VA aktual: gunakan S = 1²Z untuk 400/1 A dan S = 25Z untuk 400/5 A.
3. Pilih VA rated yang lebih besar dari atau sama dengan VA aktual, dengan margin. Beban aktual biasanya dijaga antara 25% dan 100% dari beban rated agar tetap berada di dalam rentang akurasi.
4. Untuk inti proteksi, verifikasi ALF. Faktor batas akurasi rated didefinisikan pada beban rated. Jika beban aktual di bawah rated, ALF efektif naik dan inti lebih sulit jenuh; jika beban aktual di atas rated, ALF efektif turun.
5. Untuk inti proteksi diferensial atau busbar PX, PS, dan sejenisnya, verifikasi terhadap tegangan titik lutut. Titik lutut yang diperlukan naik seiring dengan resistansi loop kabel, dan 1 A dapat secara substansial mengurangi baik tegangan titik lutut yang diperlukan maupun ukuran inti.
6. Pilih kabel secara terbalik. Untuk jalur pemasangan tiang yang panjang, tetapkan terlebih dahulu 1 A dan VA kecil, kemudian pilih 1,0, 1,5, atau 2,5 mm² sesuai dengan penurunan tegangan dan beban yang diizinkan. Desain 5 A pada jarak yang sama biasanya akan membutuhkan kabel yang lebih besar.

5. Kesimpulan