Bagaimana cara menghitung arus gangguan di sisi sekunder transformator yang mensuplai jalur transmisi dengan impedansi tertentu

Menghitung arus gangguan (arus pendek) di sisi sekunder transformator yang mensuplai jalur transmisi adalah proses yang kompleks yang melibatkan banyak parameter sistem tenaga. Berikut ini adalah langkah-langkah dan rumus relevan untuk membantu Anda memahami cara melakukan perhitungan ini. Kami akan mengasumsikan bahwa sistem adalah sistem AC tiga fasa, dan gangguan terjadi di sisi sekunder transformator.

1. Tentukan Parameter Sistem

Parameter Transformator:

• Kapasitas nominal transformator Srated (satuan: MVA)

• Impedansi transformator ZT (biasanya diberikan dalam persentase, misalnya, ZT = 6%)

• Tegangan sisi primer transformator V1 (satuan: kV)

• Tegangan sisi sekunder transformator V2 (satuan: kV)

Parameter Jalur Transmisi:

• Impedansi jalur transmisi ZL (satuan: ohm atau ohm per kilometer)

• Panjang jalur transmisi L (satuan: kilometer)

Impedansi Sumber Ekuivalen:

Impedansi ekuivalen sumber ZS (satuan: ohm), biasanya disediakan oleh jaringan hulu. Jika sumber sangat kuat (misalnya, dari pembangkit listrik besar atau bus tak terbatas), Anda dapat mengasumsikan ZS ≈0.

2. Normalisasi Semua Impedansi ke Basis yang Sama

Untuk menyederhanakan perhitungan, umumnya semua impedansi dinormalisasi ke nilai basis yang sama (biasanya sisi primer atau sekunder transformator). Di sini, kami memilih untuk menormalisasi semua impedansi ke sisi sekunder transformator.

• Tegangan Basis: Pilih tegangan sisi sekunder V2 sebagai tegangan basis.

• Kapasitas Basis: Pilih kapasitas nominal transformator Srated sebagai kapasitas basis.

Impedansi basis dihitung sebagai:

di mana V2 adalah tegangan garis sisi sekunder (kV), dan Srated adalah kapasitas nominal transformator (MVA).

3. Hitung Impedansi Transformator

Impedansi transformator ZT biasanya diberikan dalam persentase dan perlu dikonversi menjadi nilai impedansi sebenarnya. Rumus konversi adalah:

4. Hitung Impedansi Jalur Transmisi

Jika impedansi jalur transmisi diberikan dalam ohm per kilometer, hitung total impedansi berdasarkan panjang jalur L:

5. Hitung Impedansi Sumber Ekuivalen

Jika impedansi sumber ekuivalen ZS diketahui, gunakan langsung. Jika sumber sangat kuat, Anda dapat mengasumsikan ZS≈0.

6. Hitung Impedansi Total

Impedansi total Ztotal adalah jumlah impedansi transformator, impedansi jalur transmisi, dan impedansi sumber ekuivalen:

7. Hitung Arus Gangguan

Arus gangguan Ifault dapat dihitung menggunakan Hukum Ohm:

di mana V2 adalah tegangan garis sisi sekunder (kV), dan Ztotal adalah impedansi total (ohm).

Catatan: I fault yang dihitung adalah arus garis (kA). Jika Anda membutuhkan arus fase, bagi dengan

8. Pertimbangkan Kapasitas Pendek Sistem

Dalam beberapa kasus, mungkin perlu mempertimbangkan kapasitas pendek sistem SC, yang dapat dihitung sebagai:

di mana SC dalam MVA.

9. Pertimbangkan Jalur Transmisi Paralel

Jika ada beberapa jalur transmisi paralel, impedansi setiap jalur ZL harus digabungkan secara paralel. Untuk n jalur paralel, impedansi total jalur transmisi adalah:

10. Pertimbangkan Faktor Lainnya

Dampak Beban: Dalam sistem nyata, beban dapat mempengaruhi arus pendek, tetapi dalam sebagian besar kasus, impedansi beban jauh lebih besar daripada impedansi sumber dan dapat diabaikan.

Waktu Tindakan Perlindungan Relai: Durasi arus pendek tergantung pada waktu tindakan perangkat perlindungan relai, yang biasanya beroperasi dalam milidetik hingga detik untuk membersihkan gangguan.

Ringkasan

Untuk menghitung arus gangguan di sisi sekunder transformator yang mensuplai jalur transmisi, Anda perlu mempertimbangkan impedansi transformator, impedansi jalur transmisi, dan impedansi sumber ekuivalen. Dengan menormalisasi semua impedansi ke nilai basis yang sama dan menerapkan Hukum Ohm, Anda dapat menghitung arus gangguan. Dalam aplikasi praktis, Anda juga harus mempertimbangkan waktu tindakan perangkat perlindungan relai dan dampak beban.