Perlindungan Feeder

Pelindungan Feeder

Definisi

Pelindungan feeder merujuk pada perlindungan terhadap gangguan pada feeder listrik untuk memastikan pasokan listrik jaringan tidak terputus. Feeder menghantarkan energi listrik dari substation ke ujung beban. Mengingat peran pentingnya dalam jaringan distribusi listrik, melindungi feeder dari berbagai jenis gangguan sangatlah penting. Persyaratan utama untuk pelindungan feeder adalah sebagai berikut:

• Pemutusan Selektif: Selama terjadi gangguan pendek sirkuit, hanya pemutus sirkuit yang paling dekat dengan gangguan yang harus terbuka, sementara semua pemutus sirkuit lainnya tetap tertutup. Ini meminimalkan dampak pada pasokan listrik dan mengurangi cakupan pemadaman.

• Perlindungan Cadangan: Jika pemutus sirkuit yang paling dekat dengan gangguan gagal terbuka, pemutus sirkuit yang berdekatan harus berfungsi sebagai perlindungan cadangan untuk mengisolasi bagian yang bermasalah. Redundansi ini memastikan keandalan sistem secara keseluruhan.

• Respon Relai Optimal: Waktu operasi relai pelindungan harus diminimalkan untuk mempertahankan stabilitas sistem sambil mencegah pemutusan tidak perlu dari sirkuit yang sehat. Keseimbangan ini penting untuk penanganan gangguan yang efisien.

Perlindungan Berjenjang Waktu

Perlindungan berjenjang waktu adalah skema yang melibatkan pengaturan waktu operasi relai secara bertahap. Pendekatan ini memastikan bahwa ketika terjadi gangguan, hanya bagian terkecil dari sistem listrik yang diisolasi, sehingga mengurangi gangguan pada pasokan listrik secara keseluruhan. Aplikasi praktis dari perlindungan berjenjang waktu dijelaskan di bawah ini.

Perlindungan Feeder Radial

Sistem listrik radial ditandai oleh aliran daya unidirectional, bergerak dari generator atau sumber pasokan menuju ujung beban. Namun, sistem ini memiliki kelemahan signifikan: dalam hal terjadi gangguan, menjaga kontinuitas pasokan listrik di ujung beban menjadi menantang.

Dalam sistem radial di mana beberapa feeder terhubung secara seri, seperti yang digambarkan dalam gambar, tujuannya adalah untuk mengisolasi bagian sistem terkecil saat terjadi gangguan. Perlindungan berjenjang waktu secara efektif mencapai tujuan ini. Sistem perlindungan arus lebih dari batas diatur sedemikian rupa sehingga semakin jauh relai terletak dari stasiun pembangkit, semakin pendek waktunya. Mekanisme pengaturan waktu hierarkis ini memastikan bahwa gangguan dihilangkan sedekat mungkin dengan sumber masalah, mengurangi dampak pada sisa sistem.

Ketika terjadi gangguan pada SS4, relai OC5 harus yang pertama beroperasi, bukan relai lainnya. Ini berarti bahwa waktu operasi relai OC4 harus lebih pendek daripada relai OC3, dan seterusnya. Ini jelas menunjukkan kebutuhan akan pengaturan waktu yang tepat untuk relai-relai tersebut. Interval waktu minimum antara dua pemutus sirkuit yang berdekatan ditentukan oleh jumlah waktu pemutusan mereka sendiri dan margin keamanan kecil.

Untuk pemutus sirkuit yang umum digunakan, waktu diskriminasi minimum antara pemutus sirkuit selama penyesuaian adalah sekitar 0,4 detik. Pengaturan waktu untuk relai OC1, OC2, OC3, OC4, dan OC5 ditetapkan masing-masing 0,2 detik, 1,5 detik, 1,5 detik, 1,0 detik, 0,5 detik, dan instan. Selain sistem pengaturan waktu, sangat penting untuk meminimalkan waktu operasi untuk gangguan yang parah. Hal ini dapat dicapai dengan menghubungkan fusible time-limiting secara paralel dengan trip coil.

Perlindungan Feeder Paralel

Koneksi feeder paralel terutama digunakan untuk memastikan pasokan listrik yang berkelanjutan dan mendistribusikan beban. Ketika terjadi gangguan pada feeder yang dilindungi, perangkat pelindungan akan mengidentifikasi dan mengisolasi feeder yang bermasalah, memungkinkan feeder yang tersisa segera mengambil beban yang meningkat.

Salah satu metode perlindungan paling sederhana dan efektif untuk relai dalam sistem feeder paralel melibatkan penggunaan relai overload berjenjang waktu dengan karakteristik waktu invers di ujung pengirim, dikombinasikan dengan relai reverse-power atau directional instan di ujung penerima, seperti yang digambarkan dalam gambar di bawah ini. Konfigurasi ini memungkinkan deteksi dan isolasi gangguan yang cepat dan akurat, meningkatkan keandalan dan stabilitas sistem feeder paralel secara keseluruhan.

Ketika terjadi gangguan parah F pada salah satu garis, daya akan mengalir ke gangguan dari kedua ujung pengirim dan penerima garis. Sebagai hasilnya, arah aliran daya melalui relai di titik D akan berbalik, menyebabkan relai terbuka.

Arus berlebihan kemudian akan terbatas pada titik B hingga relai overloadnya aktif dan memicu pemutus sirkuit. Tindakan ini sepenuhnya mengisolasi feeder yang bermasalah, memungkinkan pasokan listrik berlanjut melalui feeder yang sehat. Namun, metode ini hanya efektif jika gangguan cukup parah untuk membalikkan aliran daya di D. Oleh karena itu, perlindungan diferensial ditambahkan selain perlindungan overload di kedua ujung garis untuk meningkatkan keandalan sistem perlindungan.

Perlindungan Sistem Ring Main

Sistem ring main adalah jaringan interkoneksi yang menghubungkan serangkaian stasiun listrik melalui beberapa rute. Dalam sistem ini, arah aliran daya dapat disesuaikan sesuai kebutuhan, terutama ketika interkoneksi digunakan.

Skema dasar sistem tersebut digambarkan dalam gambar di bawah ini, di mana G mewakili stasiun pembangkit, dan A, B, C, dan D menunjukkan substation. Di stasiun pembangkit, aliran daya bergerak dalam satu arah, sehingga relai overload dengan penundaan waktu tidak diperlukan. Relai overload berjenjang waktu dipasang di ujung substation. Relai ini hanya akan beroperasi ketika arus overload mengalir menjauhi substation yang dilindungi, memastikan isolasi selektif gangguan dan mempertahankan stabilitas sistem ring main.

Ketika melintasi lingkaran dalam arah GABCD, relai di sisi jauh setiap stasiun dikonfigurasi dengan penundaan waktu yang semakin berkurang. Di stasiun pembangkit, penundaan waktu diatur menjadi 2 detik; di stasiun A, B, dan C, pengaturan waktu masing-masing 1,5 detik, 1,0 detik, dan 0,5 detik, sementara relai di titik relevan berikutnya beroperasi instan. Demikian pula, ketika bergerak searah lingkaran yang berlawanan, relai di sisi keluaran diatur menurut pola penundaan waktu yang sesuai.

Jika terjadi gangguan di titik F, daya mengalir ke gangguan melalui dua jalur yang berbeda: ABF dan DCF. Relai yang terpicu adalah relai yang terletak antara substation B dan titik gangguan F, serta antara substation C dan titik gangguan F. Konfigurasi ini memastikan bahwa gangguan pada bagian tertentu dari sistem ring main hanya akan memicu relai yang relevan pada bagian tersebut. Akibatnya, bagian yang tidak terpengaruh dari sistem dapat terus berfungsi tanpa gangguan, mempertahankan integritas dan keandalan jaringan distribusi listrik secara keseluruhan.