Apakah Perlindungan Garis atau Feeder?

Apakah Perlindungan Garis atau Feeder?

Definisi Perlindungan Garis Transmisi

Perlindungan garis transmisi adalah satu set strategi yang digunakan untuk mendeteksi dan mengisolasi gangguan pada garis listrik, memastikan stabilitas sistem dan mengurangi kerusakan.

Perlindungan Arus Lebih dengan Waktu Bertingkat

Ini juga dapat disebut sebagai perlindungan arus lebih dari garis transmisi listrik. Mari kita bahas berbagai skema perlindungan arus lebih dengan waktu bertingkat.

Perlindungan Feeder Radial

Pada feeder radial, arus listrik hanya mengalir dalam satu arah, yaitu dari sumber ke beban. Jenis feeder ini dapat dengan mudah dilindungi dengan menggunakan relay waktu tetap atau relay waktu invers.

Perlindungan Garis dengan Relay Waktu Tetap

Skema perlindungan ini sangat sederhana. Di sini, seluruh garis dibagi menjadi beberapa bagian dan setiap bagian diberikan relay waktu tetap. Relay yang paling dekat dengan ujung garis memiliki pengaturan waktu minimum, sementara pengaturan waktu relay lainnya bertambah secara berturut-turut menuju sumber.

Misalnya, anggap ada sumber di titik A, seperti pada gambar di bawah ini

Di titik D, pemutus sirkuit CB-3 dipasang dengan waktu operasi relay tertentu 0.5 detik. Selanjutnya, di titik C, pemutus sirkuit CB-2 dipasang dengan waktu operasi relay tertentu 1 detik. Pemutus sirkuit CB-1 dipasang di titik B yang paling dekat dengan titik A. Di titik B, relay diatur dengan waktu operasi 1.5 detik.

Sekarang, asumsikan terjadi gangguan di titik F. Karena gangguan ini, arus gangguan mengalir melalui semua transformator arus (CT) yang terhubung di garis. Namun, karena waktu operasi relay di titik D adalah minimum, CB-3 yang terkait dengan relay ini akan terlepas pertama kali untuk mengisolasi zona gangguan dari bagian lain garis.

Jika karena alasan tertentu, CB-3 gagal terlepas, maka relay waktu berikutnya yang lebih tinggi akan beroperasi untuk menginisiasi CB yang terkait untuk terlepas. Dalam kasus ini, CB-2 akan terlepas. Jika CB-2 juga gagal terlepas, maka pemutus sirkuit berikutnya, yaitu CB-1, akan terlepas untuk mengisolasi sebagian besar garis.

Keuntungan Perlindungan Garis dengan Waktu Tetap

Keuntungan utama skema ini adalah kesederhanaannya. Keuntungan kedua yang penting adalah, selama gangguan, hanya CB terdekat menuju sumber dari titik gangguan yang akan beroperasi untuk mengisolasi posisi spesifik garis.

Kerugian Perlindungan Garis dengan Waktu Tetap

Dengan banyak bagian dalam garis, relay yang dekat dengan sumber memiliki penundaan yang lebih lama, yang berarti gangguan dekat sumber membutuhkan waktu lebih lama untuk diisolasi, potensial menyebabkan kerusakan serius.

Perlindungan Garis dengan Arus Lebih oleh Relay Invers

Kekurangan yang telah kita bahas dalam perlindungan arus lebih dengan waktu tetap pada garis transmisi, dapat dengan mudah diatasi dengan menggunakan relay waktu invers. Dalam relay invers, waktu operasi berbanding terbalik dengan arus gangguan.

Dalam gambar di atas, pengaturan waktu keseluruhan relay di titik D adalah minimum dan berturut-turut pengaturan waktu ini ditingkatkan untuk relay yang terkait dengan titik-titik menuju titik A.

Dalam hal adanya gangguan di titik F, tentu saja CB-3 di titik D akan terlepas. Jika CB-3 gagal terbuka, CB-2 akan beroperasi karena pengaturan waktu keseluruhan lebih tinggi pada relay tersebut di titik C.

Meskipun relay terdekat dengan sumber memiliki pengaturan waktu terpanjang, ia akan terlepas lebih cepat jika terjadi gangguan besar dekat sumber karena waktunya berbanding terbalik dengan arus gangguan.

Perlindungan Arus Lebih pada Feeder Paralel

Untuk mempertahankan stabilitas sistem, diperlukan untuk memberi beban dari sumber dengan dua atau lebih feeder paralel. Jika terjadi gangguan pada salah satu feeder, hanya feeder yang bermasalah tersebut yang harus diisolasi dari sistem untuk mempertahankan kontinuitas pasokan dari sumber ke beban. Persyaratan ini membuat perlindungan feeder paralel sedikit lebih kompleks daripada perlindungan arus lebih non-arah sederhana pada garis seperti pada kasus feeder radial. Perlindungan feeder paralel memerlukan penggunaan relay arah dan pengaturan waktu relay untuk tripping selektif.

Ada dua feeder yang terhubung paralel dari sumber ke beban. Kedua feeder tersebut memiliki relay arus lebih non-arah di ujung sumber. Relay ini harus merupakan relay waktu invers. Juga, kedua feeder tersebut memiliki relay arah atau relay daya balik di ujung beban mereka. Relay daya balik yang digunakan di sini harus tipe instan. Artinya, relay ini harus beroperasi segera setelah arah aliran daya di feeder berubah. Arah normal aliran daya adalah dari sumber ke beban.

Sekarang, misalkan terjadi gangguan di titik F, katakanlah arus gangguan adalah I f.

Gangguan ini akan mendapatkan dua jalur paralel dari sumber, satu melalui pemutus sirkuit A saja dan yang lainnya melalui CB-B, feeder-2, CB-Q, bus beban, dan CB-P. Ini ditunjukkan jelas pada gambar di bawah ini, di mana IA dan IB adalah arus gangguan yang dibagi oleh feeder-1 dan feeder-2 masing-masing.

Menurut hukum Kirchoff, I A + IB = If.

Sekarang, IA mengalir melalui CB-A, IB mengalir melalui CB-P. Karena arah aliran CB-P berbalik, ia akan terlepas seketika. Tapi CB-Q tidak akan terlepas karena arah aliran arus (daya) pada pemutus sirkuit ini tidak berbalik. Begitu CB-P terlepas, arus gangguan IB berhenti mengalir melalui feeder dan karenanya tidak ada pertanyaan tentang operasi lebih lanjut dari relay arus lebih waktu invers. IA masih terus mengalir meski CB-P telah terlepas. Kemudian, karena arus lebih IA, CB-A akan terlepas. Dengan cara ini, feeder yang bermasalah diisolasi dari sistem.

Perlindungan Pilot Wire Diferensial

Ini hanyalah skema perlindungan diferensial yang diterapkan pada feeder. Beberapa skema diferensial diterapkan untuk perlindungan garis, tetapi Sistem Merz Price Voltage Balance dan Skema Translay paling populer digunakan.

Sistem Merz Price Balance

Prinsip kerja Sistem Merz Price Balance cukup sederhana. Dalam skema perlindungan garis ini, CT identik terhubung ke kedua ujung garis. Polaritas CT adalah sama. Sekunder dari transformator arus ini dan gulungan operasi dua relay instan membentuk loop tertutup seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dalam loop, kawat pilot digunakan untuk menghubungkan sekunder kedua CT dan kedua gulungan relay seperti yang ditunjukkan.

Sekarang, dari gambar itu jelas bahwa ketika sistem berada dalam kondisi normal, tidak akan ada arus yang mengalir melalui loop karena arus sekunder satu CT akan meniadakan arus sekunder CT lainnya.

Sekarang, jika terjadi gangguan pada bagian garis antara kedua CT ini, arus sekunder satu CT tidak lagi sama dan berlawanan dengan arus sekunder CT lainnya. Oleh karena itu, akan ada arus sirkulasi hasil dalam loop.

Akibat arus sirkulasi ini, gulungan kedua relay akan menutup sirkuit trip dari pemutus sirkuit yang terkait. Oleh karena itu, garis yang bermasalah akan diisolasi dari kedua ujungnya.