Pemutus Sirkuit (Fuse) Slow Blow: Penyebab Deteksi & Pencegahan

I. Struktur Sambungan Pengaman dan Analisis Penyebab Akar

Pengaman Meleleh Lambat:
Dari prinsip desain pengaman, ketika arus kerusakan besar melewati elemen pengaman, karena efek logam (logam tahan panas tertentu menjadi mudah meleleh di bawah kondisi paduan tertentu), pengaman terlebih dahulu meleleh di bola timah yang disolder. Busur kemudian dengan cepat menguapkan seluruh elemen pengaman. Busur yang dihasilkan dengan cepat dipadamkan oleh pasir kuarsa.

Namun, karena lingkungan operasi yang keras, elemen pengaman dapat menua akibat efek gabungan gravitasi dan akumulasi panas. Hal ini dapat menyebabkan fraktur pengaman bahkan di bawah arus beban normal. Karena pengaman meleleh di bawah arus normal, proses pelelehan berlangsung lambat. Seiring bertambahnya hambatan pengaman, amplitudo tegangan fase menurun, yang mungkin menyebabkan maloperasi relai pelindung yang terkait.

Dampak Pengaman PT Meleleh Lambat:
Jika pengaman sisi tegangan tinggi PT tidak sepenuhnya jelas dalam waktu yang ditentukan, hambatan tabung pengaman terus meningkat, menyebabkan penurunan tegangan output sekunder transformator tegangan (TV) secara konsisten.

II. Bahaya Pengaman PT Meleleh Lambat

• Sistem eksitasi memulai pemaksaan medan, menyebabkan over-eksitasi dan aktivasi perlindungan overvoltage.

• Maloperasi perlindungan kesalahan tanah stator.

• Overloading generator dan turbin, yang mungkin menyebabkan kerusakan peralatan dalam kasus yang parah.

III. Analisis Penyebab Akar

• Bahan yang berbeda digunakan pada kontak plug-in primer transformator tegangan keluaran menyebabkan lapisan oksidasi dan kontak buruk; mur koneksi longgar meningkatkan kenaikan suhu pada pengaman.

• Suhu lingkungan sekitar pengaman PT tinggi. Elemen pengaman terbuat dari logam titik lebur rendah dan sangat tipis—getaran mekanis saja dapat menyebabkan patah.

• Pengaman PT berkualitas buruk cenderung mengalami degradasi atau kegagalan dini selama operasi.

• Overvoltage transien dari penutupan pemutus tiba-tiba atau grounding busur intermiten dapat menyebabkan ferroresonansi, menyebabkan pengaman primer dan sekunder pada transformator tegangan meleleh.

• Arus saturasi frekuensi rendah dapat menyebabkan pengaman primer dan sekunder pada transformator tegangan meleleh.

• Penurunan isolasi atau hubungan pendek pada gulungan primer/sekunder transformator tegangan, atau degradasi isolasi pada penghambat harmonik, dapat menyebabkan pengaman meleleh.

• Kesalahan satu fasa ke tanah dapat menyebabkan pembakaran transformator tegangan.

• Generator biasanya di-ground melalui koil penghilang busur di titik netral. Namun, konfigurasi ini dapat memperbesar tegangan pergeseran titik netral, menyebabkan satu atau dua fasa mengalami tegangan jauh di atas normal untuk periode yang lama, sehingga menyebabkan pengaman PT meleleh.

IV. Tindakan Pencegahan

• Untuk oksidasi dan kontak buruk pada kontak plug primer karena ketidakcocokan bahan, lakukan pemolesan permukaan kontak selama perawatan dan aplikasikan grease konduktif.

• Untuk mengatasi kualitas pengaman yang tidak stabil, ganti pengaman primer tegangan tinggi secara berkala sesuai jadwal perawatan peralatan. Permukaan kontak harus dideroxidasi dan dilapisi dengan grease konduktif.

• Untuk sistem dengan getaran tinggi: setelah mendorong troli PT ke posisi layanan, verifikasi semua koneksi konduktif aman dan bebas longgar. Jika perlu, tarik troli dan kencangkan mur. Selama unit mati tanpa pekerjaan pada sirkuit primer generator atau sirkuit PT outlet generator, simpan PT outlet generator dalam siaga (jangan putuskan). Hanya buka pemutus sirkuit sekunder. Ini meminimalkan penyisipan/penghapusan yang sering, mencegah pengaman jatuh, kerusakan mekanis, atau kontak buruk dengan klip soket—mengurangi kemungkinan kegagalan pengaman tegangan tinggi. (Sebelum menempatkan generator dalam siaga panas, personel operasi harus memverifikasi integritas pengaman PT primer.)

• Selama kesalahan satu fasa ke tanah, jika generator beroperasi pada frekuensi nominal, overvoltage transien pada fasa sehat dapat mencapai 2,6 kali tegangan fasa nominal. Oleh karena itu, transformator tegangan outlet generator harus dipilih untuk menahan overvoltage tersebut:

• Daya tahan overvoltage steady-state ≥ tegangan garis

• Daya tahan overvoltage transien ≥ 2,6 × tegangan fasa nominal
  Pemilihan pengaman PT tidak hanya harus mengisolasi hubungan pendek internal transformator tetapi juga melindungi terhadap kondisi overvoltage seperti kenaikan tegangan dan ferroresonansi.

Penghambatan harmonik primer: Pasang transformator tegangan grounding antara titik netral primer VT dan tanah. Ini secara efektif menghambat atau menghilangkan overvoltage pada gulungan primer dan mencegah ferroresonansi dan pembakaran transformator.

Penghambatan harmonik sekunder: Pasang perangkat pengedap (penghambat harmonik sekunder) di seluruh delta terbuka gulungan residu VT. Penghambat harmonik mikroprosesor modern mendeteksi resonansi awal dan segera menghubungkan resistor pengedap untuk menghilangkan ferroresonansi. Ketika titik netral generator di-ground melalui koil penghilang busur (yang induktansinya jauh lebih kecil dari induktansi magnetisasi VT), overvoltage ferroresonansi secara efektif dicegah. Oleh karena itu, ferroresonansi tidak perlu dipertimbangkan dalam analisis pengaman PT meleleh.

Koordinasikan dengan produsen sistem eksitasi untuk memastikan regulator eksitasi termasuk logika untuk mendeteksi meleleh lambat pengaman PT primer (mempertimbangkan skenario gagal satu fasa, dua fasa, dan tiga fasa) dan putus sirkuit sekunder. Setelah mendeteksi putus PT, saluran eksitasi utama harus secara otomatis beralih dari mode AVR ke mode FCR, atau beralih ke saluran cadangan. Sesuaikan pengaturan ambang batas dalam logika deteksi putus PT untuk mengurangi pencetus palsu field forcing akibat kontak sirkuit PT yang buruk, sehingga meningkatkan sensitivitas dan keandalan sistem.

V. Metode untuk Mendeteksi Pengaman PT Meleleh Lambat

Kriteria 1: Pengenalan Tegangan Sekuen Nol dan Negatif

a) Metode Tegangan Sekuen Nol
Monitor tegangan delta terbuka pada sisi sekunder PT. Bandingkan tegangan sekuen nol terminal generator dengan tegangan sekuen nol titik netral. Jika selisih absolut melebihi ambang batas yang ditetapkan, indikasi pengaman PT meleleh lambat. Dalam hal ini, kriteria arus sekuen negatif stator harus diblokir.

b) Metode Tegangan Sekuen Negatif
Sistem eksitasi hanya mengukur tegangan terminal generator, bukan tegangan titik netral, sehingga metode sekuen nol tidak dapat diterapkan. Sebaliknya, dekomposisi tegangan sekunder PT untuk mengekstrak komponen sekuen negatif. Jika tegangan sekuen negatif melebihi ambang batas yang ditetapkan, deteksi pengaman PT primer meleleh lambat. Kriteria arus sekuen negatif stator juga harus diblokir.

Kriteria 2:
UAB – Uab > 5V
UBC – Ubc > 5V
UCA – Uca > 5V

Titik Penting: Gunakan metode tegangan sekuen nol, negatif, dan perbandingan. Jangan gunakan tegangan sekuen positif (digunakan oleh relai perlindungan) untuk mendeteksi kegagalan pengaman PT primer, karena fase yang rusak masih menginduksi tegangan (tidak nol), yang mungkin tidak memenuhi kriteria sekuen positif.

Putus pengaman PT primer menyebabkan ketidakseimbangan induksi EMF sekunder, menghasilkan tegangan pada delta terbuka dan memicu alarm sekuen nol. Fenomena ini tidak terjadi dengan putus pengaman sekunder—ini adalah kriteria pembeda utama antara kegagalan pengaman primer dan sekunder.

Putus pengaman PT primer mengurangi tegangan induksi sekunder (karena dua fase lainnya masih menghasilkan fluks di inti), sehingga tegangan fase sekunder yang bersangkutan menurun. Sebaliknya, putus pengaman sekunder menghapus gulungan dari sirkuit, menyebabkan tegangan fase turun menjadi nol.