Prinsip Pemutusan Kesalahan Garis Pendek (SLF) dalam grid oleh pemutus litar
Tegangan Pemulihan Sementara (TRV) Frekuensi Tinggi pada Jalur Transmisi
Apabila terjadi gangguan pada jalur transmisi dalam jarak antara 100 meter hingga beberapa kilometer, diperlukan pemutus sirkuit (circuit breaker) untuk mengatasi gangguan jalur pendek (SLF). Proses penghapusan gangguan oleh pemutus sirkuit dapat menyebabkan pembentukan Tegangan Pemulihan Sementara (TRV) dengan laju kenaikan yang curam, sering kali menyerupai bentuk gelombang gergaji. Fenomena ini disebabkan oleh osilasi frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh gelombang perjalanan yang merambat sepanjang jalur dan memantul antara terminal pemutus sirkuit dan titik gangguan.
Fenomena Utama Selama Penghentian Gangguan
Osilasi Frekuensi Tinggi dan Bentuk Gelombang Gergaji:
Ketika pemutus sirkuit menghentikan arus gangguan dalam kondisi SLF, osilasi frekuensi tinggi dihasilkan akibat perubahan cepat arus dan tegangan. Osilasi ini menghasilkan TRV dengan laju kenaikan yang curam, yang dapat divisualisasikan sebagai bentuk gelombang gergaji atau segitiga.
Bentuk gergaji disebabkan oleh gelombang perjalanan yang merambat sepanjang jalur transmisi dan memantul antara terminal pemutus sirkuit dan lokasi gangguan. Setiap pantulan berkontribusi pada perilaku osilasi TRV, menghasilkan 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 daya (misalnya 50 Hz atau 60 Hz) pada rangkaian sumber.
Osilasi frekuensi daya disebabkan oleh perubahan tiba-tiba dalam konfigurasi rangkaian ketika gangguan dihapus, menyebabkan respons sementara 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 ke potensial tanah setelah gangguan dihentikan. Penurunan ini menciptakan osilasi lain, tetapi kali ini ditandai dengan bentuk gergaji (segitiga) karena gelombang perjalanan dan pantulan sepanjang jalur.
Rangkaian sisi jalur dapat didekati sebagai rangkaian parameter tersebar dengan redaman kecil. Pantulan antara terminal pemutus sirkuit dan titik gangguan menyebabkan tegangan berosilasi, menciptakan bentuk gelombang gergaji. Frekuensi osilasi ini jauh lebih tinggi dari frekuensi daya dan dipengaruhi oleh kecepatan propagasi gelombang dan jarak antara pemutus sirkuit dan gangguan.
Aproksimasi Rangkaian Sisi Jalur
Rangkaian sisi jalur dapat dimodelkan sebagai rangkaian dengan redaman kecil dan parameter tersebar, seperti resistansi, induktansi, dan kapasitansi per satuan panjang. Model ini membantu memahami perilaku gelombang perjalanan dan pantulannya. Karakteristik utama model ini termasuk:
Penundaan Propagasi: Waktu yang diperlukan bagi gelombang untuk merambat dari terminal pemutus sirkuit ke titik gangguan dan kembali.
Koefisien Pantulan: Rasio amplitudo gelombang pantulan terhadap amplitudo gelombang datang, yang bergantung pada ketidakcocokan impedansi antara jalur dan gangguan.
Redaman: Reduksi 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 daya.
Osilasi ini relatif lambat dibandingkan dengan osilasi frekuensi tinggi pada sisi jalur.
Sisi Jalur (Terminal Pemutus Sirkuit):
Tegangan turun hampir ke potensial tanah, menghasilkan bentuk gelombang gergaji (segitiga) frekuensi tinggi.
Bentuk gergaji disebabkan oleh perubahan cepat tegangan akibat gelombang perjalanan dan pantulan 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 daya.
TRV Sisi Jalur: Bentuk gelombang dengan penurunan tajam hampir ke nol, diikuti oleh serangkaian puncak dan lembah frekuensi tinggi, membentuk bentuk gergaji atau segitiga.
