Perlindungan Garis atau Feeder

Kerana panjang garis penghantaran tenaga elektrik biasanya cukup panjang dan melewati atmosfer terbuka, kebarangkalian berlakunya kerosakan pada garis penghantaran tenaga elektrik lebih tinggi daripada transformer tenaga elektrik dan alternator. Itulah sebabnya, garis penghantaran memerlukan lebih banyak skema perlindungan berbanding transformer dan alternator.
Perlindungan garis harus mempunyai beberapa ciri khas, seperti-

1. Semasa kerosakan, hanya pembekal litar yang paling dekat dengan titik kerosakan yang harus diputuskan.

2. Jika pembekal litar yang paling dekat dengan titik kerosakan gagal diputuskan, pembekal litar seterusnya akan diputuskan sebagai cadangan.

3. Masa operasi rele yang berkaitan dengan perlindungan garis harus seminimum mungkin untuk mencegah pemutusan tidak perlu pembekal litar yang berkaitan dengan bahagian lain sistem tenaga yang sihat.

Tuntutan di atas menyebabkan perlindungan garis penghantaran sangat berbeza daripada perlindungan transformer dan peralatan lain dalam sistem tenaga. Tiga kaedah utama perlindungan garis penghantaran adalah –

1. Perlindungan arus lebih masa yang bertarikh.

2. Perlindungan diferensial.

3. Perlindungan jarak.

Perlindungan Arus Lebih Masa yang Bertarikh

Ini juga boleh dirujuk sebagai perlindungan arus lewat sederhana bagi garis penghantaran tenaga elektrik. Mari kita membincangkan pelbagai skema perlindungan arus lebi masa yang bertarikh.

Perlindungan Feeder Radial

Dalam feeder radial, aliran kuasa hanya bergerak satu arah sahaja, iaitu dari sumber ke beban. Jenis feeder ini boleh dilindungi dengan mudah menggunakan rele masa tetap atau rele masa songsang.

Perlindungan Garis dengan Rele Masa Tetap

Skema perlindungan ini sangat mudah. Di sini, garis keseluruhan dibahagikan kepada bahagian-bahagian yang berbeza dan setiap bahagian diberikan dengan rele masa tetap. Rele yang paling dekat dengan hujung garis mempunyai penyetelan masa minimum manakala penyetelan masa rele lain meningkat secara berperingkat, menuju ke sumber.
Misalnya, anggap ada sumber pada titik A, dalam gambar rajah di bawah

Pada titik D, pembekal litar CB-3 dipasang dengan masa operasi rele tertentu 0.5 saat. Secara berperingkat, pada titik C pembekal litar CB-2 dipasang dengan masa operasi rele tertentu 1 saat. Pembekal litar CB-1 seterusnya dipasang pada titik B yang paling dekat dengan titik A. Pada titik B, rele disetel pada masa operasi 1.5 saat.
Sekarang, andaikan kerosakan berlaku pada titik F. Karena kerosakan ini, arus kerosakan mengalir melalui semua transformer arus atau CTs yang disambungkan dalam garis. Tetapi kerana masa operasi rele pada titik D adalah minimum, CB-3, yang berkaitan dengan rele ini akan diputuskan terlebih dahulu untuk mengasingkan zon kerosakan dari bahagian lain garis. Jika CB-3 gagal diputuskan, maka rele yang ditetapkan masa lebih tinggi akan beroperasi untuk memulakan CB yang berkaitan untuk diputuskan. Dalam kes ini, CB-2 akan diputuskan. Jika CB-2 juga gagal diputuskan, maka pembekal litar seterusnya, iaitu CB-1, akan diputuskan untuk mengasingkan bahagian besar garis.

Kelebihan Perlindungan Garis Masa Tetap

Kelebihan utama skema ini adalah kesederhanaannya. Kelebihan kedua yang utama adalah, semasa kerosakan, hanya CB terdekat dari sumber ke titik kerosakan yang akan beroperasi untuk mengasingkan posisi spesifik garis.

Kekurangan Perlindungan Garis Masa Tetap

Jika bilangan bahagian dalam garis sangat besar, penyetelan masa rele yang paling dekat dengan sumber akan sangat lama. Oleh itu, semasa kerosakan yang lebih dekat dengan sumber akan mengambil masa yang lama untuk dikasingkan. Ini boleh menyebabkan kesan merosot yang serius pada sistem.

Perlindungan Garis Arus Lebih dengan Rele Songsang

Kekurangan yang telah kita bahas dalam perlindungan arus lebih masa tetap garis penghantaran, boleh dengan mudah diatasi dengan menggunakan rele masa songsang. Dalam rele songsang, masa operasi adalah berbanding songsang dengan arus kerosakan.

Dalam gambar rajah di atas, penyetelan masa keseluruhan rele pada titik D adalah minimum dan secara berperingkat penyetelan masa ini ditingkatkan untuk rele yang berkaitan dengan titik-titik menuju ke titik A.
Dalam kes kerosakan pada titik F, tentu akan memutuskan CB-3 pada titik D. Jika CB-3 gagal dibuka, CB-2 akan beroperasi kerana penyetelan masa keseluruhan lebih tinggi pada rele tersebut di titik C.
Walaupun, penyetelan masa rele yang paling dekat dengan sumber adalah maksimum, tetapi masih akan diputuskan dalam tempoh yang lebih pendek jika kerosakan utama berlaku dekat dengan sumber, kerana masa operasi rele adalah berbanding songsang dengan arus kerosakan.

Perlindungan Arus Lebih pada Feeder Paralel

Untuk mengekalkan kestabilan sistem, diperlukan untuk memberi bekalan beban dari sumber oleh dua atau lebih feeder dalam paralel. Jika kerosakan berlaku pada mana-mana feeder, hanya feeder yang kerosakan itu sahaja yang harus dipisahkan dari sistem untuk mengekalkan kesinambungan bekalan dari sumber ke beban. Tuntutan ini membuat perlindungan feeder paralel sedikit lebih kompleks daripada perlindungan arus lewat sederhana pada garis, seperti dalam kes feeder radial. Perlindungan feeder paralel memerlukan penggunaan rele arah dan penyetelan masa rele untuk pemutusan selektif.

Ada dua feeder yang disambungkan dalam paralel dari sumber ke beban. Kedua-dua feeder ini mempunyai rele arus lewat non-arah pada hujung sumber. Rele-rele ini harus merupakan rele masa songsang. Juga, kedua-dua feeder mempunyai rele arah atau rele kuasa songsang pada hujung beban mereka. Rele kuasa songsang yang digunakan di sini haruslah jenis segera. Ini bermaksud rele-rele ini harus beroperasi segera apabila aliran kuasa dalam feeder dibalik. Arah normal kuasa adalah dari sumber ke beban.
Sekarang, andaikan kerosakan berlaku pada titik F, katakan arus kerosakan adalah If. Kerosakan ini akan mendapatkan dua laluan paralel dari sumber, satu melalui pembekal litar A sahaja dan yang lain melalui CB-B, feeder-2, CB-Q, bus beban, dan CB-P. Ini ditunjukkan dengan jelas dalam gambar rajah di bawah, di mana IA dan IB adalah arus kerosakan yang dibagi oleh feeder-1 dan feeder-2 masing-masing.

Menurut Hukum Arus Kirchoff, IA + IB = If.

Sekarang, IA mengalir melalui CB-A, IB mengalir melalui CB-P. Kerana arah aliran CB-P dibalik, ia akan diputuskan segera. Tetapi CB-Q tidak akan diputuskan kerana aliran arus (kuasa) dalam pembekal litar ini tidak dibalik. Segera setelah CB-P diputuskan, arus kerosakan IB berhenti mengalir melalui feeder dan oleh itu tiada soalan tentang operasi lebih lanjut rele arus lewat masa songsang. IA masih terus mengalir walaupun CB-P diputuskan. Kemudian, kerana arus lewat IA, CB-A akan diputuskan. Dengan cara ini, feeder yang kerosakan dipisahkan dari sistem.

Perlindungan Kawat Pilot Diferensial

Ini hanyalah skema perlindungan diferensial yang diterapkan pada feeder. Beberapa skema diferensial diterapkan untuk perlindungan garis, tetapi Sistem Merz Price Voltage Balance dan Skema Translay paling popular digunakan.

Sistem Merz Price Voltage Balance

Prinsip kerja Sistem Merz Price Voltage Balance agak mudah. Dalam skema perlindungan garis ini, CT identik disambungkan ke kedua-dua hujung garis. Polariti CT adalah sama. Sekunder CT ini dan gegelung operasi dua rele segera membentuk gelung tertutup seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah di bawah. Dalam gelung ini, kawat pilot digunakan untuk menyambung kedua-dua sekunder CT dan kedua-dua gegelung rele seperti yang ditunjukkan.

Sekarang, dari gambar rajah itu jelas bahawa apabila sistem dalam keadaan normal, tidak akan ada arus mengalir melalui gel