Perlindungan Keseimbangan Gangguan ke Tanah

Skema Perlindungan Keseimbangan Arus Bumi untuk Generator Kecil

Skema perlindungan keseimbangan arus bumi berfungsi sebagai pelindung yang sangat penting, terutama digunakan untuk melindungi generator kecil dalam situasi di mana sistem perlindungan diferensial dan self-balanced tidak dapat diterapkan. Pada generator kecil, ujung netral dari tiga lilitan fase dihubungkan secara internal ke satu terminal. Akibatnya, ujung netral tidak dapat diakses dari luar, sehingga metode perlindungan konvensional menjadi tidak efektif. Di sinilah skema perlindungan keseimbangan arus bumi masuk, memberikan perlindungan penting terhadap gangguan arus bumi. Penting untuk dicatat bahwa skema ini dirancang khusus untuk mendeteksi gangguan arus bumi dan tidak menawarkan perlindungan terhadap gangguan fase-ke-fase, kecuali jika gangguan fase-ke-fase tersebut kemudian berkembang menjadi gangguan arus bumi.

Koneksi Skema Perlindungan Keseimbangan Arus Bumi

Implementasi skema perlindungan keseimbangan arus bumi melibatkan konfigurasi yang tepat dari transformator arus (CT). Dalam pengaturan ini, CT dipasang pada setiap fase generator. Lilitan sekunder mereka kemudian dihubungkan paralel dengan lilitan sekunder dari CT tambahan. CT tambahan ini dipasang pada konduktor yang menghubungkan titik star (netral) generator ke tanah. Relay pelindung dipasang secara strategis di seberang gabungan lilitan sekunder semua CT ini. Pengaturan ini memungkinkan sistem perlindungan untuk memantau ketidakseimbangan arus yang terjadi selama kondisi gangguan arus bumi, memungkinkan relay untuk dengan cepat mendeteksi dan merespons potensi gangguan, sehingga melindungi generator kecil dari kerusakan yang disebabkan oleh gangguan arus bumi.

Skema Perlindungan Keseimbangan Arus Bumi: Fungsionalitas, Keterbatasan, dan Signifikansi

Tinjauan Umum dan Ruang Lingkup

Skema perlindungan keseimbangan dirancang untuk melindungi terhadap gangguan arus bumi dalam area tertentu, yaitu wilayah yang dibatasi antara transformator arus (CT) sisi netral dan sisi garis. Mekanisme perlindungan yang ditargetkan ini fokus utamanya adalah mendeteksi gangguan arus bumi dalam lilitan stator generator. Perlu dicatat, skema ini tetap tidak aktif selama gangguan arus bumi eksternal, itulah sebabnya skema ini juga sering disebut sebagai skema perlindungan gangguan arus bumi terbatas. Pada generator besar, skema ini sering diterapkan sebagai lapisan perlindungan tambahan, melengkapi sistem perlindungan lain yang lebih komprehensif.

Mekanisme Operasional

Operasi Normal

Dalam kondisi operasional normal generator, jumlah arus yang mengalir melalui lilitan sekunder transformator arus adalah nol. Selain itu, tidak ada aliran arus dari sekunder ke netral. Akibatnya, relay pelindung yang terkait dengan skema ini tetap tidak berenergi, menunjukkan bahwa sistem beroperasi tanpa kondisi gangguan.

Gangguan dalam Zona Perlindungan

Saat terjadi gangguan arus bumi dalam zona perlindungan (area di sebelah kiri CT sisi garis), perubahan signifikan terjadi. Arus gangguan mulai mengalir melalui lilitan primer transformator arus. Ini, pada gilirannya, menginduksi arus sekunder yang melewati relay. Setelah magnitudo arus sekunder ini mencapai ambang batas yang telah ditentukan, relay akan diaktifkan, memicu pemutus sirkuit untuk trip dan mengisolasi bagian generator yang bermasalah. Tanggapan cepat ini membantu mencegah kerusakan lebih lanjut pada generator akibat gangguan tersebut.

Gangguan di Luar Zona Perlindungan

Jika terjadi gangguan di luar zona perlindungan (di sebelah kanan CT sisi garis), perilaku listrik berbeda. Jumlah arus di terminal generator sama dengan arus yang mengalir dalam koneksi netral. Keseimbangan ini menghasilkan tidak adanya arus bersih yang mengalir melalui koil operasi relay. Akibatnya, relay tidak beroperasi, dan sistem terus berfungsi, dengan asumsi bahwa gangguan tersebut eksternal dan tidak langsung mengancam integritas lilitan stator generator yang dilindungi.

Keterbatasan

Meskipun efektif dalam banyak skenario, skema perlindungan keseimbangan arus bumi memiliki keterbatasan yang signifikan. Ketika gangguan terjadi dekat dengan terminal netral atau saat grounding netral ditetapkan melalui resistansi atau transformator distribusi, magnitudo arus gangguan yang mengalir melalui sekunder transformator arus menjadi sangat berkurang. Dalam kasus seperti ini, arus yang berkurang ini mungkin jatuh di bawah arus pick-up relay, yang merupakan arus minimum yang diperlukan untuk mengaktifkan relay. Akibatnya, relay gagal beroperasi, memungkinkan arus gangguan tetap berada dalam lilitan generator. Paparan yang berkepanjangan terhadap arus gangguan ini dapat menyebabkan overheating, penurunan isolasi, dan potensi kerusakan serius pada generator, menyoroti pentingnya memahami dan mengatasi keterbatasan ini dalam aplikasi praktis.