Memahami Penyambungan Netral Trafo

• Keamanan, keandalan, dan ekonomi jaringan listrik;
• Pemilihan tingkat isolasi untuk peralatan sistem;
• Tingkat overvoltage;
• Skema proteksi relai;
• Gangguan elektromagnetik terhadap jalur komunikasi.

• Sistem High-Ground-Fault-Current: Ketika terjadi gangguan satu fase ke tanah, arus gangguan tanah yang dihasilkan sangat besar. Contohnya termasuk sistem dengan rating 110 kV dan di atasnya, serta sistem tiga fase empat kabel 380/220 V. Juga dikenal sebagai sistem grounded efektif.
• Sistem Low-Ground-Fault-Current: Selama gangguan satu fase ke tanah, tidak terbentuk loop pendek lengkap, sehingga arus gangguan jauh lebih kecil dari arus beban normal. Juga dikenal sebagai sistem grounded tidak efektif.

• Netral grounded solid
• Netral grounded melalui resistor

• Netral tidak grounded
• Netral grounded melalui koil pembatas busur (Petersen coil)

• Gangguan satu fase ke tanah memerlukan pemutusan segera peralatan yang bermasalah, menghentikan pasokan listrik dan mengurangi keandalan.
• Arus pendek yang besar menghasilkan tekanan elektrodinamis dan termal yang signifikan, potensial memperluas kerusakan.
• Medan magnet kuat dari arus gangguan yang tinggi menyebabkan gangguan elektromagnetik terhadap sirkuit komunikasi dan signaling di dekatnya.
• Selama gangguan satu fase, tegangan fase yang bermasalah turun menjadi nol, sementara tegangan fase yang tidak bermasalah tetap mendekati tegangan fase normal. Dengan demikian, isolasi peralatan dapat dirancang hanya untuk tegangan fase—mengurangi biaya, terutama bermanfaat pada tingkat tegangan yang lebih tinggi.

• Grounding dengan resistansi tinggi
• Grounding dengan resistansi sedang
• Grounding dengan resistansi rendah

• Memungkinkan penghapusan otomatis gangguan dan menyederhanakan operasi/pemeliharaan.
• Mengisolasi cepat gangguan tanah, menghasilkan overvoltage rendah, menghilangkan overvoltage resonan, dan memungkinkan penggunaan kabel dan peralatan dengan tingkat isolasi yang lebih rendah.
• Mengurangi penuaan isolasi, memperpanjang umur peralatan, dan meningkatkan keandalan.
• Arus gangguan tanah (ratusan amper atau lebih) memastikan sensitivitas dan selektivitas proteksi relai yang tinggi—tidak perlu pemilihan garis gangguan yang rumit.
• Mengurangi risiko kebakaran.
• Memungkinkan penggunaan penahan lonjakan ZnO tanpa celah dengan penyerapan energi tinggi dan tegangan residu rendah untuk perlindungan overvoltage.
• Menekan komponen harmonisa kelima dalam overvoltage grounding busur, mencegah eskalasi ke gangguan fase ke fase.

• Grounding dengan resistansi tinggi: Cocok untuk jaringan distribusi dengan arus kapasitif tanah <10 A, generator besar di mana arus satu fase ke tanah melebihi batas yang diperbolehkan tetapi masih <10 A. Nilai resistansi biasanya berkisar dari ratusan hingga ribuan ohm.
• Grounding dengan resistansi sedang dan rendah: Tidak ada batas ketat, tetapi umumnya:
• Resistansi sedang: Arus gangguan netral antara 10 A dan 100 A
• Resistansi rendah: Arus gangguan netral >100 A

Ini digunakan dalam jaringan distribusi perkotaan yang didominasi kabel, sistem bantu pembangkit listrik, dan pabrik industri besar—di mana arus kapasitif tinggi dan gangguan tanah sementara jarang terjadi.

• Arus kesalahan tanah fase tunggal <10 A; busur api padam sendiri, dan isolasi dapat pulih secara otomatis.
• Simetri sistem dipertahankan; sistem dapat beroperasi sementara dengan kesalahan untuk memberikan waktu untuk menemukan lokasi kesalahan.
• Gangguan komunikasi minimal.
• Sederhana dan ekonomis.
• Namun, jika arus kapasitif >10 A, overvoltage grounding busur api intermiten dengan magnitudo tinggi dapat terjadi. Overvoltage ini berlangsung lama, mempengaruhi seluruh jaringan, dan membawa ancaman serius bagi peralatan dengan isolasi lemah—terutama mesin putar. Overvoltage semacam itu telah berulang kali menyebabkan kesalahan tanah di beberapa titik, kerusakan peralatan, dan pemadaman besar.
  Overvoltage resonansi sering menyebabkan fusible pada transformator tegangan (VTs), VT hangus, atau bahkan kerusakan peralatan utama.

• Arus induktif dari koil pemadam busur mengkompensasi arus tanah kapasitif sistem, mengurangi arus kesalahan ke <10 A—memungkinkan padamnya busur api secara otomatis.
• Isolasi di titik kesalahan dapat pulih secara otomatis.
• Mengurangi probabilitas overvoltage grounding busur api intermiten.
• Memelihara simetri sistem selama kesalahan fase tunggal, memungkinkan operasi sementara untuk menemukan lokasi kesalahan.
• Namun, hal ini hanya mengurangi probabilitas—bukan menghilangkan—overvoltage grounding busur api, dan tidak mengurangi magnitudenya. Multiplier overvoltage tetap tinggi, menyebabkan stres isolasi signifikan—terutama berbahaya bagi peralatan switchgear padat dan sistem kabel, yang mungkin mengalami kegagalan isolasi atau hubungan singkat antar fase, menyebabkan kegagalan peralatan yang merusak.

• Sisi tegangan tinggi 110 kV atau 220 kV kebun angin biasanya menggunakan grounding netral melalui disconnector (isolator).
• Sisi sistem pengumpul 35 kV biasanya menggunakan grounding koil pemadam busur atau resistor.
  • Jika sistem pengumpul menggunakan garis kabel penuh, arus kapasitif relatif besar; oleh karena itu, grounding resistor direkomendasikan.