Panduan Lengkap untuk Pemilihan dan Perhitungan Pengaturan Pemutus Sirkuit

Cara Memilih dan Menyetel Pemutus Sirkuit

1. Jenis Pemutus Sirkuit

1.1 Pemutus Sirkuit Udara (ACB)
Juga dikenal sebagai pemutus sirkuit bingkai cetak atau universal, semua komponen dipasang dalam bingkai logam terisolasi. Biasanya berbentuk terbuka, memungkinkan penggantian kontak dan bagian dengan mudah, dan dapat dilengkapi dengan berbagai aksesori. ACB umumnya digunakan sebagai saklar pasokan listrik utama. Unit trip arus berlebih termasuk jenis magnetik, elektronik, dan cerdas. Mereka memberikan empat tahap perlindungan: penundaan panjang, penundaan pendek, instan, dan kesalahan tanah, dengan setiap pengaturan perlindungan dapat disesuaikan dalam rentang berdasarkan ukuran bingkai.

ACB cocok untuk jaringan AC 50Hz dengan tegangan nominal 380V atau 660V dan arus nominal dari 200A hingga 6300A. Mereka digunakan utamanya untuk distribusi daya dan perlindungan terhadap beban berlebih, tegangan rendah, korsleting, dan tanah satu fase. Pemutus ini menawarkan berbagai fungsi perlindungan cerdas dan perlindungan selektif. Dalam kondisi normal, mereka dapat digunakan untuk perubahan sirkuit yang jarang. ACB dengan rating hingga 1250A juga dapat melindungi motor dari beban berlebih dan korsleting pada sistem 380V/50Hz.

Aplikasi umum termasuk saklar keluar utama di sisi 400V transformator, saklar bus tie, saklar feeder kapasitas tinggi, dan saklar kontrol motor besar.

1.2 Pemutus Sirkuit Bodi Cetak (MCCB)
Juga dikenal sebagai pemutus sirkuit plug-in, terminal, pemadam busur, unit trip, dan mekanisme operasi disimpan dalam casing plastik. Kontak bantu, unit trip tegangan rendah, dan unit trip shunt sering modular, menghasilkan desain yang padat. MCCB umumnya tidak dirancang untuk perbaikan dan biasanya digunakan sebagai perlindungan sirkuit cabang.

Sebagian besar MCCB mencakup unit trip termo-magnetik. Model yang lebih besar mungkin memiliki sensor trip solid-state. Unit trip arus berlebih dapat magnetik atau elektronik. MCCB magnetik biasanya non-selektif, hanya menawarkan perlindungan panjang waktu dan instan. MCCB elektronik menawarkan empat fungsi perlindungan: panjang waktu, pendek waktu, instan, dan kesalahan tanah. Beberapa model baru termasuk interlocking selektif zona.

MCCB umumnya digunakan untuk kontrol dan perlindungan sirkuit feeder, saklar keluar utama pada transformator distribusi kecil, terminal kontrol motor, dan sebagai saklar daya untuk berbagai mesin.

1.3 Pemutus Sirkuit Mini (MCB)
MCB adalah perangkat proteksi terminal yang paling banyak digunakan dalam sistem listrik bangunan. Mereka melindungi sirkuit satu fase dan tiga fasa hingga 125A terhadap korsleting, beban berlebih, dan tegangan tinggi. Tersedia dalam konfigurasi 1P, 2P, 3P, dan 4P.

MCB terdiri dari mekanisme operasi, kontak, perangkat pelindung (berbagai unit trip), dan sistem pemadam busur. Kontak ditutup secara manual atau listrik dan dipegang oleh mekanisme trip bebas. Koil unit trip arus berlebih dan elemen pemanas unit trip termal terhubung seri dengan sirkuit utama, sementara koil trip tegangan rendah terhubung paralel dengan sumber daya.

Dalam desain listrik bangunan, MCB digunakan untuk beban berlebih, korsleting, arus berlebih, tegangan rendah, kesalahan tanah, proteksi kebocoran, transfer otomatis sumber daya ganda, dan pengoperasian motor yang jarang dan perlindungan.

2. Parameter Teknis Utama Pemutus Sirkuit

• Tegangan Operasi Nominal (Ue)
  Tegangan nominal di mana pemutus sirkuit dirancang untuk beroperasi secara berkelanjutan di bawah kondisi tertentu. Di China, untuk sistem hingga 220kV, tegangan operasi maksimum adalah 1,15 kali tegangan nominal sistem; untuk 330kV dan di atasnya, adalah 1,1 kali. Pemutus harus mempertahankan isolasi dan melakukan operasi switching pada tegangan operasi maksimum sistem.

• Arus Nominal (In)
  Arus yang dapat dibawa unit trip secara berkelanjutan pada suhu lingkungan hingga 40°C. Untuk unit trip yang dapat disesuaikan, ini adalah arus maksimum yang dapat disesuaikan. Pada suhu di atas 40°C (hingga 60°C), pengurangan diperbolehkan.

• Pengaturan Arus Trip Beban Berlebih (Ir)
  Pemutus akan trip dengan penundaan waktu ketika arus melebihi Ir, yang mewakili arus maksimum yang dapat dibawa pemutus tanpa trip. Ir harus lebih besar dari arus beban maksimum (Ib) tetapi kurang dari arus yang diperbolehkan kabel (Iz). Untuk pemutus termo-magnetik, Ir biasanya dapat disesuaikan dari 0,7 hingga 1,0In; unit trip elektronik menawarkan rentang yang lebih luas, biasanya 0,4 hingga 1,0In. Untuk unit trip tetap, Ir = In.

• Pengaturan Arus Trip Korsleting (Im)
  Batas di mana unit trip instan atau pendek waktu aktif untuk memutus sirkuit dengan cepat selama arus korsleting tinggi.

• Arus Tahan Pendek Waktu Tertentu (Icw)
  Arus yang dapat ditahan pemutus selama durasi tertentu tanpa kerusakan termal.

• Kapasitas Pemutusan
  Arus korsleting maksimum yang dapat diputuskan pemutus dengan aman, independen dari arus nominalnya. Nilai umum termasuk 36kA dan 50kA. Ini dikategorikan menjadi kapasitas pemutusan akhir (Icu) dan kapasitas pemutusan layanan (Ics).

3. Prinsip Umum untuk Pemilihan Pemutus Sirkuit

• Tegangan operasi nominal ≥ tegangan sirkuit nominal.

• Kapasitas pembuatan/pemutusan korsleting nominal ≥ arus beban yang dihitung.

• Kapasitas pembuatan/pemutusan korsleting nominal ≥ arus korsleting maksimum yang mungkin dalam sirkuit.

• Arus korsleting fase-tanah tunggal di ujung sirkuit ≥ 1,25 × pengaturan trip instan (atau pendek waktu).

• Tegangan nominal unit trip tegangan rendah = tegangan sirkuit nominal.

• Tegangan nominal unit trip shunt = tegangan sumber daya kontrol.

• Tegangan nominal mekanisme operasi listrik = tegangan sumber daya kontrol.

• Untuk sirkuit pencahayaan, atur arus trip magnetik instan ke 6 kali arus beban.

• Untuk perlindungan korsleting motor tunggal: 1,35× arus starting motor (seri DW) atau 1,7× (seri DZ).

• Untuk beberapa motor: 1,3× arus starting motor terbesar + jumlah arus running motor lainnya.

• Sebagai saklar sisi tekanan rendah transformer utama: kapasitas pemutusan > arus korsleting tekanan rendah transformer; pengaturan arus trip ≥ arus nominal transformer; pengaturan korsleting = 6–10× arus nominal transformer; pengaturan beban berlebih = arus nominal transformer.

• Setelah pemilihan awal, koordinasikan dengan pemutus hulu dan hilir untuk mencegah trip berturut-turut dan meminimalkan skala gangguan.

4. Selektivitas Pemutus Sirkuit
Pemutus sirkuit diklasifikasikan sebagai selektif atau non-selektif. Pemutus selektif menawarkan dua atau tiga tahap perlindungan: instan dan pendek waktu untuk korsleting, panjang waktu untuk beban berlebih. Pemutus non-selektif biasanya instan (hanya korsleting) atau panjang waktu (hanya beban berlebih). Selektivitas dicapai menggunakan unit trip penundaan pendek waktu dengan pengaturan waktu yang berbeda. Pertimbangan kunci:

• Pengaturan trip instan hulu ≥ 1,1 × arus korsleting 3-fase maksimum di output pemutus hilir.

• Jika hilir non-selektif, pengaturan trip pendek waktu hulu ≥ 1,2 × pengaturan trip instan hilir untuk mempertahankan selektivitas.

• Jika hilir juga selektif, penundaan waktu pendek waktu hulu ≥ penundaan waktu pendek waktu hilir + 0,1s.
  Secara umum, Iop.1 ≥ 1,2 × Iop.2.

5. Perlindungan Bertingkat
Dalam desain sistem, koordinasi antara pemutus hulu dan hilir memastikan selektivitas, kecepatan, dan sensitivitas. Koordinasi yang tepat memungkinkan isolasi selektif dari gangguan, menjaga daya pada sirkuit sehat. Bertingkat menggunakan efek pembatasan arus dari pemutus hulu (QF1). Ketika korsleting terjadi di hilir (di QF2), tindakan pembatasan arus QF1 mengurangi arus korsleting aktual, memungkinkan QF2 memutus arus yang lebih tinggi dari kapasitas pemutusannya. Ini memungkinkan penggunaan pemutus hilir yang lebih murah dan kapasitas pemutusan lebih rendah. Syarat termasuk tidak ada beban kritis pada sirkuit sebelah (karena trip QF1 akan memadamkan QF3), dan pencocokan pengaturan instan yang tepat. Data bertingkat ditentukan oleh pengujian dan disediakan oleh produsen.

6. Sensitivitas Pemutus Sirkuit
Untuk memastikan operasi yang andal selama kondisi gangguan minimum, sensitivitas (Sp) harus ≥1,3 sesuai GB50054-95:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1,3
Di mana Iop adalah pengaturan trip instan atau pendek waktu, dan Ik.min adalah arus korsleting minimum di ujung jalur yang dilindungi di bawah operasi sistem minimum. Untuk pemutus selektif dengan trip pendek waktu dan instan, hanya sensitivitas trip pendek waktu yang perlu diverifikasi.

7. Pemilihan dan Pengaturan Unit Trip

(1) Pengaturan Trip Arus Berlebih Instan.Harus melebihi arus puncak (Ipk) sirkuit selama start motor:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = faktor keandalan)

(2) Pengaturan Trip Arus Berlebih Pendek Waktu dan Waktu
Iop(s) ≥ Krel × Ipk. Penundaan waktu biasanya 0,2s, 0,4s, atau 0,6s, diatur untuk memastikan waktu operasi hulu melebihi hilir dengan satu langkah waktu.

(3) Pengaturan Trip Arus Berlebih Panjang Waktu dan Waktu
Melindungi terhadap beban berlebih: Iop(l) ≥ Krel × I30 (arus beban maksimum). Pengaturan waktu harus melebihi durasi beban berlebih jangka pendek yang diperbolehkan.

(4) Koordinasi Antara Pengaturan Trip dan Kapasitas Kabel.Untuk mencegah kabel panas atau kebakaran tanpa trip:

Iop ≤ Kol × Ial
Di mana Ial = kapasitas arus yang diperbolehkan kabel, Kol = faktor beban berlebih jangka pendek (4,5 untuk trip instan/pendek waktu; 1,1 untuk trip panjang waktu sebagai perlindungan korsleting; 1,0 untuk perlindungan beban berlebih saja). Jika tidak terpenuhi, sesuaikan pengaturan trip atau tambah ukuran kabel.