Apakah perbezaan antara transformer pengenjal dan gegelung penindas lengkung api?

Gambaran Umum Transformator Penjernihan
Transformator penjernihan, yang sering disebut sebagai "transformator penjernihan" atau hanya "unit penjernihan," dapat diklasifikasikan menjadi tipe terendam minyak dan tipe kering berdasarkan medium isolasi, dan menjadi tiga fasa dan satu fasa berdasarkan jumlah fasa. Fungsi utama transformator penjernihan adalah untuk menyediakan titik netral buatan bagi sistem tenaga listrik yang transformator atau generatornya tidak memiliki titik netral alami (misalnya, sistem terhubung delta). Titik netral buatan ini memungkinkan penggunaan peterson coil (coil pemadam busur) atau metode penjernihan rendah hambatan, sehingga mengurangi arus kesalahan tanah kapasitif selama kesalahan satu garis ke tanah dan meningkatkan keandalan sistem distribusi.

Gambaran Umum Coil Pemadam Busur (Coil Peterson)
Seperti namanya, coil pemadam busur dirancang untuk memadamkan busur api. Ini adalah coil induktif inti besi yang dihubungkan antara titik netral transformator (atau generator) dan bumi, membentuk sistem penjernihan dengan coil pemadam busur. Konfigurasi ini mewakili salah satu jenis sistem penjernihan arus kecil. Dalam kondisi operasi normal, tidak ada arus yang mengalir melalui coil. Namun, ketika jaringan tersambar petir atau mengalami kesalahan tanah busur api satu fasa, tegangan titik netral naik menjadi tegangan fase. Pada saat itu, arus induktif dari coil pemadam busur menyeimbangkan arus kesalahan kapasitif, secara efektif mengkompensasinya. Arus sisa yang dihasilkan menjadi sangat kecil—tidak cukup untuk mempertahankan busur—memungkinkannya padam secara alami. Ini dengan cepat menghilangkan kesalahan tanah tanpa memicu overtegangan berbahaya.

Peran utama coil pemadam busur adalah untuk menyediakan arus induktif yang mengkompensasi arus kapasitif pada titik kesalahan selama kesalahan tanah satu fasa, mengurangi total arus kesalahan hingga kurang dari 10 A. Ini membantu mencegah re-ignisi busur setelah perlintasan nol arus, mencapai pemadaman busur, mengurangi kemungkinan overtegangan besar, dan mencegah eskalasi kesalahan. Ketika dituning dengan tepat, coil pemadam busur tidak hanya meminimalkan probabilitas overtegangan akibat busur tetapi juga menekan amplitudonya dan mengurangi kerusakan termal pada titik kesalahan dan kenaikan tegangan pada jaringan penjernihan.

Pengaturan yang tepat berarti arus induktif (IL) cocok atau mendekati arus kapasitif (IC). Dalam praktik teknik, tingkat detuning dinyatakan oleh faktor detuning V:

• Ketika V=0, disebut kompensasi penuh (kondisi resonansi).

• Ketika V>0, adalah under-compensation.

• Ketika V<0, adalah over-compensation.

Secara ideal, untuk pemadaman busur optimal, nilai absolut V harus sekecil mungkin—preferably nol (kompensasi penuh). Namun, dalam operasi jaringan normal, detuning kecil (terutama kompensasi penuh) dapat menyebabkan overtegangan resonansi seri. Misalnya, dalam sistem tenaga listrik tambang batubara 6 kV, tegangan pergeseran titik netral di bawah kompensasi penuh dapat 10 hingga 25 kali lebih tinggi daripada sistem yang tidak dijernihkan—dikenal sebagai overtegangan resonansi seri. Selain itu, operasi switching (misalnya, energi motor besar atau penutupan pemutus sirkuit non-sinkron) juga dapat menginduksi overtegangan berbahaya. Oleh karena itu, ketika tidak ada kesalahan tanah, menjalankan coil pemadam busur dekat resonansi menimbulkan risiko daripada manfaat keselamatan. Dalam praktik, coil pemadam busur yang beroperasi dalam atau dekat kompensasi penuh biasanya dilengkapi dengan resistor damping untuk menekan overtegangan resonansi, dan pengalaman lapangan telah menunjukkan pendekatan ini sangat efektif.

Perbedaan Antara Transformator Penjernihan dan Coil Pemadam Busur
Dalam sistem distribusi tiga fasa 10 kV di China, titik netral biasanya tidak dijernihkan. Untuk mencegah arus kapasitif intermiten selama kesalahan tanah satu fasa menyebabkan busur berkelanjutan dan osilasi tegangan—yang bisa berkembang menjadi insiden besar—transformator penjernihan digunakan untuk membuat titik netral buatan. Transformator penjernihan biasanya menggunakan koneksi gulungan zigzag (tipe Z). Titik netralnya dihubungkan ke coil pemadam busur, yang kemudian dijernihkan. Selama kesalahan tanah satu fasa, arus induktif dari coil pemadam busur menyeimbangkan arus kapasitif sistem, memungkinkan sistem untuk terus beroperasi hingga 2 jam sementara personel pemeliharaan menemukan dan membersihkan kesalahan.

Dengan demikian, transformator penjernihan dan coil pemadam busur adalah dua perangkat yang berbeda: coil pemadam busur pada dasarnya adalah inductor besar, dihubungkan antara titik netral yang disediakan oleh transformator penjernihan dan bumi. Mereka bekerja bersama sebagai sistem koordinatif—tetapi memiliki fungsi yang fundamental berbeda.