Prinsip Pemutusan Gangguan Jalur Pendek (SLF) dalam jaringan oleh pemutus sirkuit
Tegangan Pemulihan Transien (TRV) Frekuensi Tinggi pada Jalur Transmisi
Ketika terjadi gangguan pada jalur transmisi dengan jarak berkisar dari 100 meter hingga beberapa kilometer, diperlukan pemutus sirkuit (CB) untuk mengatasi gangguan jalur pendek (SLF). Proses penghapusan gangguan oleh pemutus sirkuit dapat menyebabkan pembentukan Tegangan Pemulihan Transien (TRV) dengan laju kenaikan yang curam, seringkali menyerupai bentuk gelombang gergaji. Fenomena ini disebabkan oleh osilasi frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh gelombang berjalan yang merambat sepanjang jalur dan memantul antara terminal pemutus sirkuit dan titik gangguan.
Fenomena Kunci Selama Penghentian Gangguan
Osilasi Frekuensi Tinggi dan Bentuk Gelombang Gergaji:
Ketika pemutus sirkuit menghentikan arus gangguan dalam kondisi SLF, osilasi frekuensi tinggi dihasilkan karena perubahan cepat pada arus dan tegangan. Osilasi ini menghasilkan TRV dengan laju kenaikan yang curam, yang dapat divisualisasikan sebagai gelombang gergaji atau segitiga.
Bentuk gergaji disebabkan oleh gelombang berjalan yang merambat sepanjang jalur transmisi dan memantul antara terminal pemutus sirkuit dan lokasi gangguan. Setiap pantulan berkontribusi pada perilaku osilasi TRV, menyebabkan adanya puncak dan lembah yang berulang dalam bentuk gelombang tegangan.
Osilasi pada Sisi Sumber:
Pada sisi sumber pemutus sirkuit (sisi yang terhubung ke sistem tenaga), tegangan pada terminal pemutus sirkuit kembali ke level tegangan sistem, yang biasanya adalah tegangan pada terminal transformator. Transisi ini menyebabkan osilasi pada frekuensi tenaga (misalnya 50 Hz atau 60 Hz) pada sirkuit sumber.
Osilasi frekuensi tenaga disebabkan oleh perubahan mendadak pada konfigurasi sirkuit saat gangguan diatasi, menyebabkan respons transien dalam sistem. Osilasi ini secara bertahap meredam seiring waktu saat sistem stabil.
Osilasi pada Sisi Jalur:
Pada sisi jalur pemutus sirkuit (sisi yang terhubung ke jalur transmisi), tegangan pada terminal pemutus sirkuit turun hampir mencapai potensial tanah setelah gangguan dihentikan. Penurunan ini menciptakan osilasi lain, tetapi kali ini ditandai oleh bentuk gergaji (segitiga) karena gelombang berjalan dan memantul sepanjang jalur.
Sirkuit sisi jalur dapat didekati sebagai sirkuit parameter terdistribusi dengan redaman kecil. Pantulan antara terminal pemutus sirkuit dan titik gangguan menyebabkan tegangan osilasi, menciptakan bentuk gelombang gergaji. Frekuensi osilasi ini jauh lebih tinggi dari frekuensi tenaga dan dipengaruhi oleh kecepatan propagasi gelombang dan jarak antara pemutus sirkuit dan gangguan.
Aproksimasi Sirkuit Sisi Jalur
Sirkuit sisi jalur dapat dimodelkan sebagai sirkuit dengan redaman kecil dan parameter terdistribusi, seperti resistansi, induktansi, dan kapasitansi per satuan panjang. Model ini membantu memahami perilaku gelombang berjalan dan pantulannya. Karakteristik utama model ini termasuk:
Penundaan Propagasi: Waktu yang dibutuhkan gelombang untuk merambat dari terminal pemutus sirkuit ke titik gangguan dan kembali.
Koefisien Refleksi: Rasio amplitudo gelombang pantulan terhadap amplitudo gelombang insiden, yang bergantung pada ketidakcocokan impedansi antara jalur dan gangguan.
Redaman: Penurunan amplitudo gelombang saat merambat sepanjang jalur, yang dipengaruhi oleh resistansi dan konduktansi jalur.
Bentuk Gelombang TRV di Terminal Pemutus Sirkuit dan Sisi Jalur
Bentuk gelombang TRV yang diamati di terminal pemutus sirkuit dan sisi jalur dapat diringkas sebagai berikut:
Sisi Sumber (Terminal Pemutus Sirkuit):
Tegangan kembali ke level tegangan sistem, menyebabkan osilasi frekuensi tenaga.
Osilasi ini relatif lambat dibandingkan dengan osilasi frekuensi tinggi pada sisi jalur.
Sisi Jalur (Terminal Pemutus Sirkuit):
Tegangan turun hampir mencapai potensial tanah, menghasilkan bentuk gelombang gergaji (segitiga) frekuensi tinggi.
Bentuk gergaji disebabkan oleh perubahan cepat pada tegangan akibat gelombang berjalan dan memantul sepanjang jalur.
Representasi Visual Bentuk Gelombang TRV
Gambar tipikal yang menunjukkan bentuk gelombang TRV di terminal pemutus sirkuit dan sisi jalur akan menggambarkan:
TRV Sisi Sumber: Bentuk gelombang dengan kenaikan bertahap ke tegangan sistem, diikuti oleh osilasi frekuensi tenaga.
TRV Sisi Jalur: Bentuk gelombang dengan penurunan tajam hampir ke nol, diikuti oleh rangkaian puncak dan lembah frekuensi tinggi, membentuk bentuk gergaji atau segitiga.
