Perlindungan Diferensial Busbar

Definisi Perlindungan Diferensial Busbar

Perlindungan diferensial busbar adalah skema yang dengan cepat mengisolasi gangguan dengan membandingkan arus masuk dan keluar dari busbar menggunakan hukum arus Kirchoff.

Perlindungan Diferensial Arus

Skema perlindungan busbar, melibatkan, hukum arus Kirchoff, yang menyatakan bahwa, total arus yang memasuki simpul listrik persis sama dengan total arus yang meninggalkan simpul. Oleh karena itu, total arus yang memasuki bagian bus sama dengan total arus yang meninggalkan bagian bus.

Prinsip perlindungan busbar diferensial sangat sederhana. Di sini, sekunder CT dihubungkan paralel. Itu berarti, terminal S1 dari semua CT dihubungkan bersama dan membentuk kawat bus. Demikian pula, terminal S2 dari semua CT dihubungkan bersama untuk membentuk kawat bus lainnya. Relay tripping dihubungkan di antara dua kawat bus ini.

 Di sini, pada gambar di atas kita asumsikan bahwa pada kondisi normal umpan A, B, C, D, E, dan F membawa arus IA, IB, IC, ID, IE, dan IF. Sekarang, menurut hukum arus Kirchoff,

 Secara esensial semua CT yang digunakan untuk perlindungan busbar diferensial memiliki rasio arus yang sama. Oleh karena itu, penjumlahan semua arus sekunder juga harus sama dengan nol.

 Sekarang, katakanlah arus melalui relay yang terhubung paralel dengan semua sekunder CT, adalah iR, dan iA, iB, iC, iD, iE, dan iF adalah arus sekunder. Sekarang, mari kita terapkan KCL di node X. Sesuai KCL di node X,

 Jadi, jelas bahwa pada kondisi normal tidak ada arus yang mengalir melalui relay trip perlindungan busbar. Relay ini biasanya disebut Relay 87. Sekarang, katakanlah terjadi gangguan pada salah satu umpan, di luar zona yang dilindungi.

Dalam hal tersebut, arus gangguan akan melewati primer CT dari umpan tersebut. Arus gangguan ini disumbangkan oleh semua umpan lain yang terhubung ke bus. Jadi, bagian yang disumbangkan dari arus gangguan mengalir melalui CT yang sesuai dari umpan masing-masing. Oleh karena itu, pada kondisi gangguan tersebut, jika kita terapkan KCL di node K, kita masih akan mendapatkan, i R = 0

Itu berarti, pada kondisi gangguan eksternal, tidak ada arus yang mengalir melalui relay 87. Sekarang pertimbangkan situasi ketika terjadi gangguan pada bus itu sendiri. Pada kondisi ini, arus gangguan juga disumbangkan oleh semua umpan yang terhubung ke bus. Oleh karena itu, pada kondisi ini, jumlah semua arus gangguan yang disumbangkan sama dengan total arus gangguan.

Sekarang, pada jalur gangguan tidak ada CT. (pada gangguan eksternal, baik arus gangguan maupun arus yang disumbangkan ke gangguan oleh umpan berbeda mendapatkan CT dalam jalur aliran mereka). Penjumlahan semua arus sekunder tidak lagi nol. Ini sama dengan setara sekunder dari arus gangguan. Sekarang, jika kita terapkan KCL di node, kita akan mendapatkan nilai i R yang tidak nol.

 Jadi pada kondisi ini arus mulai mengalir melalui relay 87 dan membuat trip pemutus sirkuit yang sesuai dengan semua umpan yang terhubung ke bagian bus ini.

Karena semua umpan masuk dan keluar yang terhubung ke bagian bus ini diputus, bus menjadi mati. Skema perlindungan busbar diferensial ini juga disebut sebagai perlindungan diferensial arus busbar.

Perlindungan Busbar Bagian

Selama menjelaskan prinsip kerja perlindungan diferensial arus busbar, kami telah menunjukkan busbar non-segmentasi yang sederhana. Tetapi dalam sistem tegangan sedang tinggi, bus listrik dibagi menjadi beberapa segmen untuk meningkatkan stabilitas sistem.

Ini dilakukan karena, gangguan pada satu segmen bus tidak boleh mengganggu segmen lain dari sistem. Oleh karena itu, selama gangguan bus, seluruh bus akan terputus. Mari kita gambarkan dan diskusikan tentang perlindungan busbar dengan dua segmen.

Di sini, bagian bus A atau zona A dibatasi oleh CT 1, CT2, dan CT3 di mana CT1 dan CT2 adalah CT umpan dan CT3 adalah CT bus.

Perlindungan Diferensial Tegangan

Skema diferensial arus hanya sensitif ketika CT tidak jenuh dan mempertahankan rasio arus yang sama, kesalahan sudut fase di bawah kondisi gangguan maksimum. Hal ini biasanya tidak 80, khususnya, dalam kasus gangguan eksternal pada salah satu umpan. CT pada umpan yang bermasalah mungkin jenuh oleh arus total dan akibatnya akan memiliki kesalahan yang sangat besar. Karena kesalahan besar ini, penjumlahan arus sekunder dari semua CT di zona tertentu mungkin tidak nol.

 Jadi ada kemungkinan besar pemutusan semua pemutus sirkuit yang terkait dengan zona perlindungan ini bahkan dalam kasus gangguan eksternal besar. Untuk mencegah operasi yang salah dari perlindungan diferensial busbar arus, relay 87 diberikan dengan arus pick up yang tinggi dan cukup waktu tunda. Penyebab paling mengganggu dari jenuh CT adalah komponen DC transien dari arus hubungan pendek.

Kesulitan ini dapat diatasi dengan menggunakan CT inti udara. CT ini juga disebut kopel linier. Karena inti CT tidak menggunakan besi, karakteristik sekunder dari CT ini adalah garis lurus. Dalam perlindungan busbar diferensial tegangan, CT dari semua umpan masuk dan keluar dihubungkan seri bukan paralel.

Sekunder dari semua CT dan relay diferensial membentuk loop tertutup. Jika polaritas semua CT cocok, penjumlahan tegangan di semua sekunder CT adalah nol. Oleh karena itu, tidak akan ada tegangan hasil yang muncul di seberang relay diferensial. Ketika terjadi gangguan bus, penjumlahan semua tegangan sekunder CT tidak lagi nol. Oleh karena itu, akan ada arus yang beredar dalam loop karena tegangan hasil. 

Karena arus loop ini juga mengalir melalui relay diferensial, relay dioperasikan untuk memutus semua pemutus sirkuit yang terkait dengan zona bus yang dilindungi. Kecuali ketika arus gangguan tanah dibatasi secara serius oleh impedansi netral, biasanya tidak ada masalah selektivitas ketika masalah seperti itu ada, masalah tersebut diselesaikan dengan penggunaan peralatan relaying tambahan yang lebih sensitif termasuk relay pelindung supervising.

Pentingnya Isolasi Selektif

Sistem modern membutuhkan isolasi hanya bagian yang bermasalah untuk meminimalkan gangguan daya dan memastikan penghapusan gangguan dengan cepat.