Jaringan Urutan

Jaringan Urutan

Definisi

Jaringan impedansi urutan didefinisikan sebagai jaringan setara yang seimbang untuk sistem tenaga listrik yang seimbang dalam kondisi operasional hipotetis, di mana hanya satu komponen urutan dari tegangan dan arus yang ada dalam sistem. Komponen simetris memainkan peran penting dalam menghitung gangguan tidak simetris pada berbagai simpul jaringan sistem tenaga listrik. Selain itu, jaringan urutan positif adalah dasar untuk studi aliran beban dalam sistem tenaga listrik. 

Setiap sistem tenaga listrik terdiri dari tiga jaringan urutan: jaringan urutan positif, negatif, dan nol, masing-masing membawa arus urutan yang berbeda. Arus-arus urutan ini berinteraksi dengan cara tertentu untuk memodelkan skenario gangguan tidak seimbang yang berbeda. Dengan menghitung arus dan tegangan urutan selama gangguan, arus dan tegangan aktual dalam sistem dapat ditentukan dengan akurat.

Karakteristik Jaringan Urutan

Selama analisis gangguan simetris, jaringan urutan positif mendapat prioritas. Ini identik dengan jaringan reaktansi atau impedansi urutan. Jaringan urutan negatif memiliki struktur yang serupa dengan jaringan urutan positif; namun, nilai impedansinya memiliki tanda yang berlawanan dibandingkan dengan jaringan urutan positif. Dalam jaringan urutan nol, bagian internal dipisahkan dari titik gangguan, dan aliran arus hanya didorong oleh tegangan di lokasi gangguan.

Jaringan Urutan untuk Perhitungan Gangguan

Gangguan dalam sistem tenaga listrik mengganggu operasinya yang seimbang, menjadikannya dalam keadaan tidak seimbang. Kondisi tidak seimbang ini dapat direpresentasikan oleh kombinasi set urutan positif yang seimbang, set urutan negatif yang simetris, dan set urutan nol fase tunggal. Ketika terjadi gangguan, secara konseptual setara dengan menyuntikkan ketiga set urutan tersebut ke dalam sistem secara simultan. Tegangan dan arus pasca-gangguan kemudian ditentukan oleh respons sistem terhadap masing-masing set komponen tersebut.

Untuk menganalisis respons sistem dengan akurat, tiga komponen urutan sangat diperlukan. Anggaplah bahwa setiap jaringan urutan dapat digantikan oleh rangkaian ekuivalen Thevenin antara dua titik kunci. Melalui penyederhanaan, setiap jaringan urutan dapat dikurangi menjadi sumber tegangan tunggal seri dengan impedansi tunggal, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Jaringan urutan biasanya digambarkan sebagai kotak, di mana satu terminal mewakili titik gangguan, dan yang lainnya sesuai dengan potensial nol bus referensi N.

Dalam jaringan urutan positif, tegangan Thevenin setara dengan tegangan VF saat terbuka di titik F. Tegangan VF ini mewakili tegangan pra-gangguan fase a di lokasi gangguan F, dan juga dinyatakan sebagai Eg. Sebaliknya, tegangan Thevenin dalam jaringan urutan negatif dan nol adalah nol. Hal ini karena, dalam sistem tenaga listrik yang seimbang, tegangan urutan negatif dan nol di titik gangguan secara inheren nol.

Arus Ia mengalir dari sistem tenaga listrik ke gangguan. Akibatnya, komponen simetris Ia0, Ia1, dan Ia2 mengalir menjauh dari titik gangguan F. Komponen simetris dari tegangan di titik gangguan dapat dinyatakan sebagai berikut:

Di mana Z0, Z1, dan Z2 adalah impedansi ekuivalen total dari jaringan urutan nol, positif, dan negatif hingga titik gangguan.