Pembatas Arus Korsleting | Panduan Pemasangan & Penelitian

1 Lokasi Pemasangan Pembatas Arus Korsleting (FCLs)

• Pada Terminal Generator：Pemasangan FCL pada lokasi ini mengurangi tingkat arus korsleting di jaringan selama gangguan, meminimalkan stres mekanik dan termal pada generator, dan akibatnya mengurangi kerugian pada peralatan dan perangkat.

• Pada Substasiun Distribusi Pabrik：Tingkat arus korsleting di lokasi ini biasanya sangat tinggi. Pemasangan FCL dapat secara signifikan menekan arus gangguan.

• Seluruh Busbar：Ketika peningkatan permintaan beban memerlukan transformator yang lebih besar, pemutus sirkuit dan saklar pemutus yang ada mungkin tidak perlu diganti. Pada tingkat daya yang lebih tinggi, transformator kapasitas tinggi, impedansi rendah dapat digunakan untuk menjaga regulasi tegangan, sambil membatasi stres arus gangguan pada transformator. Setelah membatasi arus gangguan di sisi tegangan tinggi transformator, korsleting pada busbar tegangan menengah hanya akan menyebabkan penurunan tegangan minimal pada busbar tegangan tinggi.

• Pada Jaringan Penghubung：Pemasangan FCL pada titik interkoneksi jaringan memberikan manfaat signifikan dalam hal kontrol aliran daya, stabilitas tegangan, keamanan pasokan, stabilitas sistem, dan mitigasi gangguan.

• Pada Interkoneksi Busbar：Setelah menghubungkan busbar terpisah dengan FCL, dampak arus korsleting tidak meningkat secara signifikan. Ketika terjadi gangguan pada satu busbar, penurunan tegangan melintasi SFCL membantu menjaga tingkat tegangan pada busbar yang bermasalah, memungkinkannya tetap beroperasi. Menghubungkan beberapa busbar memungkinkan operasi paralel transformator, mengurangi impedansi sistem, meningkatkan kemampuan regulasi tegangan, dan menghilangkan kebutuhan akan transformator pengubah tap. Daya berlebih dari satu busbar dapat mensuplai beban pada busbar lain, meningkatkan pemanfaatan kapasitas terpasang transformator.

• Pada Lokasi Reaktor Pembatas Arus：Dalam kondisi normal, FCL menghubungi reaktor pembatas arus, menghindari penurunan tegangan dan kerugian daya yang tidak perlu.

• Pada Umpan Transformator：Pemasangan FCL pada umpan transformator melindungi peralatan downstream dan mengurangi arus inrush selama operasi switching.

• Pada Umpan Busbar：Jika FCL tidak dipasang pada umpan transformator, sebaiknya dipasang pada umpan busbar. Meskipun ini mungkin memerlukan lebih banyak unit FCL, namun mengurangi kerugian pada busbar baik dalam kondisi normal maupun gangguan.

• Pada Titik Koneksi Generator Lokal：FCL sangat bermanfaat untuk menghubungkan sumber pembangkit terdistribusi tambahan (misalnya, pembangkit listrik tenaga panas, taman angin) karena mengurangi kontribusi sumber-sumber tersebut terhadap total arus korsleting.

• Untuk Menutup Loop Terbuka：Dalam jaringan tegangan menengah, loop kadang-kadang dibiarkan terbuka karena arus korsleting yang tinggi. FCL dapat digunakan untuk menutup loop-loop ini, meningkatkan keandalan pasokan, keseimbangan tegangan, dan mengurangi kerugian jaringan.

2 Arah Penelitian untuk Pembatas Arus Korsleting

Saat ini, aplikasi FCL terbatas pada proyek individual. Untuk penerapan skala besar, area penelitian berikut sangat dibutuhkan:

• Selidiki peran FCL dalam meningkatkan kapasitas transmisi daya dan dampaknya terhadap stabilitas jaringan; usulkan parameter dasar yang memenuhi persyaratan stabilitas sistem tenaga listrik.

• Studi lokasi pemasangan optimal dan konfigurasi kapasitas FCL berdasarkan struktur jaringan regional tipikal, dan tentukan parameter kunci yang memenuhi stabilitas sistem dan kemampuan tahanan termal/mekanis peralatan.

• Riset strategi koordinasi dan kontrol antara beberapa FCL atau antara FCL dan perangkat FACTS yang ada.

• Selidiki integrasi kontrol FCL dengan sistem kontrol konvensional dan skema perlindungan relay.

• Studi metode untuk mengintegrasikan kontrol FCL ke dalam sistem pengaturan dan kontrol jaringan yang ada.

• Analisis dampak saling pengaruh antara FCL dan sistem tenaga listrik saat diterapkan di berbagai lokasi beban, dan kembangkan strategi mitigasi yang sesuai.

• Eksplorasi peran FCL dalam jaringan tenaga listrik terinterkoneksi besar.

FCL adalah perangkat daya tinggi, daya tinggi, dan keandalan serta efisiensi biaya merupakan indikator kinerja kritis. Meningkatkan keandalan memerlukan tidak hanya topologi sirkuit yang rasional dan strategi kontrol yang matang, tetapi juga sederhana dalam desain dan kontrol. Optimalisasi desain sistem untuk mengurangi ukuran, berat, dan biaya tetap menjadi tujuan utama dalam penelitian FCL. Selain itu, kemampuan anti-gangguan dan stabilitas operasional sistem kontrol sangat penting untuk pembatasan arus gangguan yang andal.

Masalah lain dengan FCL adalah fungsinya tunggal—mereka tidak aktif selama operasi normal, meningkatkan biaya investasi jaringan. Dalam jaringan distribusi, berbagai perangkat kompensasi kualitas daya (misalnya, Dynamic Voltage Restorers (DVR), Unified Power Quality Conditioners (UPQC), Advanced Static Var Generators (ASVG), Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES)) sering dipasang untuk meningkatkan kualitas daya. Jika perangkat dapat dirancang untuk memberikan fungsi kompensasi ganda dalam kondisi normal (mengimprovisasi kualitas daya) dan langsung menampilkan impedansi tinggi selama gangguan sistem untuk membatasi arus gangguan, maka akan mencapai multifungsi. Perangkat semacam itu juga dapat menawarkan prinsip dan kinerja pembatasan arus yang lebih baik dibandingkan FCL yang ada.

3 Masalah Saat Ini dengan Pembatas Arus Korsleting

Sebagai perangkat pelindung baru, FCL menerima perhatian yang semakin meningkat, dan aplikasinya di masa depan dalam sistem tenaga listrik tampak menjanjikan. Namun, menganalisis potensi dampak dan efeknya adalah tantangan yang tidak dapat dihindari. Masalah utama saat ini termasuk:

• Perilaku dinamis FCL selama transien gangguan, termasuk dampak pada stabilitas sinkronisme dan stabilitas beban.

• Strategi kontrol gangguan FCL dan koordinasinya dengan sistem perlindungan relay.

• Desain sistem deteksi gangguan ultra-cepat dan pengendali FCL.

• Dampak FCL terhadap kualitas daya, terutama terkait dengan pembuatan harmonisa.

• Penempatan terintegrasi optimal FCL dalam sistem tenaga listrik.

• Efek FCL terhadap status operasional peralatan dan komponen yang ada di jaringan.

• Evaluasi ekonomi aplikasi FCL dalam sistem tenaga listrik. Penyelesaian masalah-masalah ini akan sangat mendorong perkembangan dan adopsi teknologi FCL.

Masalah Spesifik untuk Pembatas Arus Korsleting Superkonduktor (SFCLs):

• Stabilitas magnet superkonduktor.

• Waktu pemulihan superkonduktor setelah gangguan.

• Pelepasan panas dari superkonduktor setelah pembatasan arus.