Pengaman Busbar | Skema Pengaman Diferensial Busbar
Pada awalnya, hanya relai arus konvensional yang digunakan untuk pelindungan busbar. Namun, diharapkan bahwa kerusakan pada feeder atau transformator yang terhubung ke busbar tidak mengganggu sistem busbar. Dalam pandangan ini, pengaturan waktu pelindungan relai busbar dibuat panjang. Jadi, ketika terjadi kerusakan pada busbar itu sendiri, membutuhkan waktu yang lama untuk mengisolasi bus dari sumber, yang mungkin menyebabkan kerusakan besar pada sistem bus.
Dalam beberapa hari terakhir, relai perlindungan jarak zona kedua pada feeder masuk, dengan waktu operasi 0,3 hingga 0,5 detik telah diterapkan untuk pelindungan busbar.
Namun, skema ini juga memiliki kelemahan utama. Skema perlindungan ini tidak dapat membedakan bagian busbar yang bermasalah.
Saat ini, sistem tenaga listrik berurusan dengan jumlah daya yang sangat besar. Oleh karena itu, setiap gangguan pada seluruh sistem bus akan menyebabkan kerugian besar bagi perusahaan. Jadi, menjadi penting untuk mengisolasi hanya bagian busbar yang bermasalah saat terjadi kerusakan bus.
Kekurangan lain dari skema perlindungan jarak zona kedua adalah, kadang-kadang waktu pemutusan tidak cukup singkat untuk memastikan stabilitas sistem.
Untuk mengatasi kesulitan-kesulitan yang disebutkan di atas, skema pelindungan busbar diferensial dengan waktu operasi kurang dari 0,1 detik, umumnya diterapkan pada banyak sistem bus SHT.
Pelindungan Busbar Diferensial
Pelindungan Arus Diferensial
Skema pelindungan busbar, melibatkan, hukum arus Kirchoff, yang menyatakan bahwa, total arus yang memasuki simpul listrik sama persis dengan total arus yang meninggalkan simpul tersebut.
Oleh karena itu, total arus yang memasuki bagian bus sama dengan total arus yang meninggalkan bagian bus tersebut.
Prinsip pelindungan busbar diferensial sangat sederhana. Di sini, sekunder CT (Current Transformer) dihubungkan secara paralel. Itu berarti, terminal S1 dari semua CT dihubungkan bersama dan membentuk kabel bus. Demikian pula, terminal S2 dari semua CT dihubungkan bersama untuk membentuk kabel bus lainnya.
Relai trip dihubungkan di antara dua kabel bus ini.
Di sini, dalam gambar di atas kita mengasumsikan bahwa pada kondisi normal, feed A, B, C, D, E, dan F membawa arus IA, IB, IC, ID, IE, dan IF.
Sekarang, menurut hukum arus Kirchoff,
Secara esensial, semua CT yang digunakan untuk pelindungan busbar diferensial memiliki rasio arus yang sama. Oleh karena itu, penjumlahan semua arus sekunder juga harus sama dengan nol.
Sekarang, katakanlah arus melalui relai yang dihubungkan secara paralel dengan semua sekunder CT, adalah iR, dan iA, iB, iC, iD, iE, dan iF adalah arus sekunder.
Sekarang, mari kita terapkan KCL di node X. Sesuai KCL di node X,
Jadi, jelas bahwa pada kondisi normal tidak ada arus yang mengalir melalui relai trip pelindungan busbar. Relai ini biasanya disebut sebagai Relai 87. Sekarang, katakanlah terjadi kerusakan pada salah satu feeder, di luar zona yang dilindungi. Dalam hal itu, arus kerusakan akan melewati primer CT dari feeder tersebut. Arus kerusakan ini disumbangkan oleh semua feeder lain yang terhubung ke bus. Jadi, bagian yang disumbangkan dari arus kerusakan mengalir melalui CT yang sesuai dengan feeder masing-masing. Oleh karena itu, pada kondisi kerusakan tersebut, jika kita menerapkan KCL di node K, kita masih akan mendapatkan, iR = 0.
Itu berarti, pada kondisi kerusakan eksternal, tidak ada arus yang mengalir melalui relai 87. Sekarang pertimbangkan situasi ketika kerusakan terjadi pada bus itu sendiri.
Pada kondisi ini, arus kerusakan juga disumbangkan oleh semua feeder yang terhubung ke bus. Oleh karena itu, pada kondisi ini, jumlah semua arus kerusakan yang disumbangkan sama dengan total arus kerusakan.
Sekarang, di jalur kerusakan tidak ada CT. (pada kerusakan eksternal, baik arus kerusakan maupun arus yang disumbangkan ke kerusakan oleh feeder yang berbeda mendapatkan CT di jalur aliran mereka).
Jumlah semua arus sekunder tidak lagi nol. Ini sama dengan setara sekunder dari arus kerusakan.
Sekarang, jika kita menerapkan KCL di node, kita akan mendapatkan nilai iR yang bukan nol.
Jadi, pada kondisi ini, arus mulai mengalir melalui relai 87 dan membuat trip circuit breaker yang sesuai dengan semua feeder yang terhubung ke bagian busbar ini.
Karena semua feeder masuk dan keluar, yang terhubung ke bagian bus ini diputus, bus menjadi mati.
Skema pelindungan busbar diferensial ini juga disebut sebagai pelindungan arus diferensial busbar.
Pelindungan Diferensial Bus Tersusun Bagian
Selama menjelaskan prinsip kerja pelindungan arus diferensial busbar, kami telah menunjukkan busbar non tersusun bagian yang sederhana. Tetapi pada sistem tegangan sedang tinggi, bus listrik dibagi menjadi lebih dari satu bagian untuk meningkatkan stabilitas sistem. Hal ini dilakukan karena, kerusakan pada satu bagian bus tidak boleh mengganggu bagian lain dari sistem. Oleh karena itu, selama kerusakan bus, bus seluruhnya akan terputus.
Mari kita gambarkan dan diskusikan tentang pelindungan busbar dengan dua bagian.
Di sini, bagian bus A atau zona A dibatasi oleh CT1, CT2, dan CT3 di mana CT1 dan CT2 adalah CT feeder dan CT3 adalah CT bus.
Demikian pula, bagian bus B atau zona B dibatasi oleh CT4, CT5, dan CT6 di mana CT4 adalah CT bus, CT5 dan CT6 adalah CT feeder.
Oleh karena itu, zona A dan B tumpang tindih untuk memastikan bahwa, tidak ada zona yang tertinggal di balik skema pelindungan busbar ini.
Terminal ASI dari CT1, 2, dan 3 dihubungkan bersama untuk membentuk bus sekunder ASI;
Terminal BSI dari CT4, 5, dan 6 dihubungkan bersama untuk membentuk bus sekunder BSI.
Terminal S2 dari semua CT dihubungkan bersama untuk membentuk bus umum S2.
Sekarang, relai pelindungan busbar 87A untuk zona A dihubungkan di antara bus ASI dan S2.
Relai 87B untuk zona B dihubungkan di antara bus BSI dan S2.
Skema pelindungan diferensial busbar bagian ini bekerja dengan cara yang sederhana seperti pelindungan arus diferensial busbar.
Yaitu, kerusakan apa pun di zona A, hanya akan memutus CB1, CB2, dan bus CB.
Kerusakan apa pun di zona B, hanya akan memutus CB5, CB6, dan bus CB.
Oleh karena itu, kerusakan di bagian manapun dari bus akan mengisolasi hanya bagian tersebut dari sistem hidup.
Dalam pelindungan arus diferensial busbar, jika rangkaian sekunder CT, atau kabel bus terbuka, relai mungkin akan beroperasi untuk mengisolasi bus dari sistem hidup. Tetapi ini tidak diinginkan.
