Perlindungan Busbar | Skim Perlindungan Beza Busbar
Pada awalnya, hanya relai arus konvensional yang digunakan untuk perlindungan busbar. Namun, diinginkan agar gangguan pada setiap feeder atau transformator yang terhubung ke busbar tidak mengganggu sistem busbar. Dalam melihat hal ini, pengaturan waktu relai perlindungan busbar dibuat panjang. Jadi, ketika terjadi gangguan pada busbar itu sendiri, membutuhkan waktu yang lama untuk memisahkan 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 perlindungan 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, gangguan apapun dalam sistem bus secara keseluruhan akan menimbulkan kerugian besar bagi perusahaan. Jadi, menjadi penting untuk hanya memisahkan bagian busbar yang bermasalah selama terjadi gangguan bus.
Kelemahan 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 perlindungan busbar diferensial dengan waktu operasi kurang dari 0.1 detik, umumnya diterapkan pada banyak sistem bus SHT.
Perlindungan Busbar Diferensial
Perlindungan Diferensial Arus
Skema perlindungan 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 perlindungan busbar diferensial sangat sederhana. Di sini, sekunder CTs dihubungkan paralel. Artinya, terminal S1 dari semua CTs dihubungkan bersama dan membentuk kawat bus. Demikian pula, terminal S2 dari semua CTs dihubungkan bersama untuk membentuk kawat bus lainnya.
Relai tripping dihubungkan di antara dua kawat 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 CTs yang digunakan untuk perlindungan 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 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 dalam kondisi normal tidak ada arus yang mengalir melalui relai tripping perlindungan busbar. Relai ini biasanya disebut sebagai Relai 87. Sekarang, katakanlah terjadi gangguan pada salah satu feeder, di luar zona yang dilindungi. Dalam kasus tersebut, arus gangguan akan melewati primer CT dari feeder tersebut. Arus gangguan ini disumbangkan oleh semua feeder lain yang terhubung ke bus. Jadi, bagian yang disumbangkan dari arus gangguan mengalir melalui CT yang sesuai dari feeder masing-masing. Oleh karena itu, pada kondisi gangguan tersebut, jika kita terapkan KCL di node K, kita masih akan mendapatkan, iR = 0.
Artinya, pada kondisi gangguan eksternal, tidak ada arus yang mengalir melalui relai 87. Sekarang pertimbangkan situasi ketika terjadi gangguan pada bus itu sendiri.
Pada kondisi ini, arus gangguan juga disumbangkan oleh semua feeder yang terhubung ke bus. Oleh karena itu, pada kondisi ini, jumlah semua arus gangguan yang disumbangkan sama dengan total arus gangguan.
Sekarang, pada jalur gangguan tidak ada CT. (dalam gangguan eksternal, baik arus gangguan maupun arus yang disumbangkan ke gangguan oleh feeder yang berbeda mendapatkan CT di jalur aliran mereka).
Jumlah semua arus sekunder tidak lagi nol. Ini sama dengan setara sekunder dari arus gangguan.
Sekarang, jika kita terapkan KCL di node, kita akan mendapatkan nilai iR yang tidak 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 bus tersebut.
Karena semua feeder masuk dan keluar, yang terhubung ke bagian bus ini diputus, bus menjadi mati.
Skema perlindungan busbar diferensial ini juga disebut sebagai perlindungan diferensial arus busbar.
Perlindungan Diferensial Bus Terbagi
Selama menjelaskan prinsip kerja perlindungan diferensial arus busbar, kami telah menunjukkan busbar non-segmental sederhana. Tetapi dalam sistem voltan sedang tinggi, bus listrik dibagi menjadi lebih dari satu segmen untuk meningkatkan stabilitas sistem. Ini dilakukan karena, gangguan di satu segmen bus tidak boleh mengganggu segmen lain dari sistem. Oleh karena itu, selama gangguan bus, total bus akan terputus.
Mari kita gambarkan dan diskusikan tentang perlindungan busbar dengan dua segmen.
Di sini, segmen 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, segmen 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 dalam skema perlindungan 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 perlindungan 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 perlindungan diferensial busbar ini bekerja dengan cara yang mirip dengan perlindungan diferensial arus busbar yang sederhana.
Yaitu, gangguan apa pun di zona A, hanya akan melakukan trip CB1, CB2 dan bus CB.
Gangguan apa pun di zona B, hanya akan melakukan trip CB5, CB6 dan bus CB.
Oleh karena itu, gangguan di segmen manapun dari bus hanya akan memisahkan bagian tersebut dari sistem hidup.
Dalam perlindungan diferensial arus busbar, jika sirkuit sekunder CT, atau kabel bus terbuka, relai mungkin akan beroperasi untuk memisahkan bus dari sistem hidup. Tapi ini tidak diinginkan.
