Kerusakan dan Penanganan Pembumian Satu Fase pada Jalur Distribusi 10kV
Bidang: Manufaktur
China
Karakteristik dan Perangkat Deteksi Gangguan Tanah Fase-Tunggal
1. Karakteristik Gangguan Tanah Fase-Tunggal
- Sinyal Alarm Sentral:
Bel peringatan berbunyi, dan lampu indikator bertuliskan “Gangguan Tanah pada Seksi Bus [X] kV [Y]” menyala. Pada sistem dengan titik netral yang dihubungkan ke tanah melalui kumparan Petersen (kumparan peredam busur), indikator “Kumparan Petersen Beroperasi” juga menyala. - Indikasi Voltmeter Pemantau Isolasi:
- Tegangan pada fasa yang mengalami gangguan menurun (dalam kasus penghantaran tanah tidak sempurna) atau turun menjadi nol (dalam kasus penghantaran tanah langsung).
- Tegangan pada dua fasa lainnya meningkat—di atas tegangan fasa normal dalam penghantaran tanah tidak sempurna, atau naik hingga mencapai tegangan antar-garis dalam penghantaran tanah langsung.
- Pada penghantaran tanah stabil, jarum voltmeter tetap diam; jika berfluktuasi terus-menerus, maka gangguannya bersifat intermiten (busur penghantaran tanah).
- Pada Sistem dengan Titik Netral yang Dihubungkan ke Tanah melalui Kumparan Petersen:
Jika dipasang voltmeter perpindahan netral, maka voltmeter ini akan menunjukkan nilai tertentu selama penghantaran tanah tidak sempurna atau mencapai nilai tegangan fasa selama penghantaran tanah langsung. Lampu alarm tanah kumparan Petersen juga akan menyala. - Fenomena Busur Penghantaran Tanah:
Busur penghantaran tanah menghasilkan tegangan lebih, sehingga menyebabkan tegangan pada fasa-fasa yang tidak mengalami gangguan meningkat secara signifikan. Hal ini dapat melelehkan sekering tegangan tinggi pada trafo tegangan (VT) atau bahkan merusak VT itu sendiri.
2. Membedakan Gangguan Tanah Sebenarnya dari Alarm Palsu
- Sekering Tegangan Tinggi VT yang Terbakar:
Terbakarnya sekering pada satu fasa VT dapat memicu sinyal gangguan tanah. Namun:- Pada gangguan tanah sebenarnya: tegangan fasa yang mengalami gangguan turun, sedangkan dua fasa lainnya naik, tetapi tegangan antar-garis tetap tidak berubah.
- Pada sekering yang terbakar: tegangan satu fasa turun, dua fasa lainnya tidak naik, dan tegangan antar-garis turun.
- Trafo Mengisi Bus Tanpa Beban:
Selama proses pemberian energi, jika pemutus daya menutup secara asinkron, kopling kapasitif tak seimbang ke tanah menyebabkan perpindahan netral dan tegangan tiga fasa yang tidak simetris, sehingga memicu sinyal gangguan tanah palsu.
→ Kejadian ini hanya terjadi selama operasi pengalihan. Jika bus dan peralatan yang terhubung tidak menunjukkan abnormalitas, maka sinyal tersebut bersifat palsu. Pemberian energi pada saluran penyulang atau trafo layanan stasiun biasanya menghilangkan indikasi tersebut. - Asimetri Sistem atau Penyetelan Kumparan Petersen yang Tidak Tepat:
Selama perubahan mode operasi (misalnya, pengalihan konfigurasi), asimetri atau kompensasi kumparan Petersen yang tidak tepat dapat menyebabkan sinyal gangguan tanah palsu.
→ Diperlukan koordinasi dengan pusat pengatur beban: kembalikan ke konfigurasi awal, matikan kumparan Petersen, sesuaikan pengatur tap-nya, lalu hidupkan kembali dan lakukan pengalihan mode sekali lagi.
→ Ferorezonansi selama pemberian energi pada bus tanpa beban juga dapat menghasilkan sinyal palsu. Pemberian energi langsung pada saluran penyulang akan mengganggu kondisi resonansi dan menghilangkan alarm.
3. Perangkat Deteksi
Sistem pemantau isolasi biasanya terdiri dari trafo tegangan tiga fasa lima inti, relai tegangan, relai sinyal, serta instrumen pemantau.
- Struktur: Lima inti magnetis; satu belitan primer dan dua belitan sekunder, semuanya dililitkan pada tiga inti tengah.
- Konfigurasi Pengkabelan: Ynynd (primer bintang, sekunder bintang dengan netral, dan tersier delta terbuka).
Keunggulan konfigurasi pengkabelan ini:
- Belitan sekunder pertama mengukur baik tegangan antar-garis maupun tegangan fasa.
- Belitan sekunder kedua dihubungkan dalam konfigurasi delta terbuka untuk mendeteksi tegangan urutan nol.
Prinsip Kerja:
- Dalam kondisi normal, tegangan tiga fasa seimbang; secara teoretis, tegangan nol muncul pada delta terbuka.
- Selama terjadi gangguan tanah fase-tunggal langsung (misalnya, Fasa A), tegangan urutan nol muncul dalam sistem, sehingga menginduksi tegangan pada delta terbuka.
- Bahkan selama terjadi penghantaran tanah tidak langsung (berimpedansi tinggi), tegangan tetap terinduksi pada ujung-ujung delta terbuka.
- Ketika tegangan ini mencapai ambang batas pengaktifan relai tegangan, maka baik relai tegangan maupun relai sinyal beroperasi, sehingga memicu alarm suara dan visual.
Operator menggunakan sinyal-sinyal ini dan pembacaan voltmeter untuk mengidentifikasi terjadinya gangguan tanah serta fasa yang terkena gangguan, kemudian melaporkannya ke pusat pengatur beban.
⚠️ Catatan: Perangkat pemantau isolasi digunakan bersama oleh seluruh seksi bus.
⚠️ Catatan: Perangkat pemantau isolasi digunakan bersama oleh seluruh seksi bus.
Penyebab Gangguan Tanah Fase-Tunggal
- Konduktor putus jatuh ke tanah atau bersandar pada tiang lintang;
- Ikatan atau pengikat konduktor pada insulator longgar, sehingga konduktor jatuh ke tiang lintang atau ke tanah;
- Angin kencang berlebihan menyebabkan konduktor terlalu dekat dengan bangunan;
- Kawat penghantar tegangan tinggi dari trafo distribusi putus;
- Kegagalan isolasi pada arrester lonjakan 10 kV atau sekering di platform trafo;
- Kerusakan isolasi atau hubung singkat ke tanah pada satu fasa belitan tegangan tinggi trafo;
- Flashover atau tembusan insulator;
- Kegagalan isolasi pada sekering cabang;
- Kawat penopang lepas dari tiang lintang atas pada tiang multi-sirkuit dan menyentuh konduktor bawah;
- Sambaran petir;
- Kontak pohon;
- Gangguan akibat burung;
- Benda asing (misalnya, lembaran plastik, ranting);
- Penyebab lain yang bersifat kecelakaan atau tidak diketahui.
Bahaya Gangguan Tanah Fase-Tunggal
- Kerusakan Peralatan Gardu Induk:
Setelah terjadi gangguan tanah 10 kV, VT bus tidak mendeteksi arus tetapi mengembangkan tegangan urutan nol dan arus meningkat pada delta terbuka. Operasi dalam waktu lama dapat merusak VT.
Selain itu, tegangan lebih ferorezonansi (beberapa kali lipat tegangan normal) dapat terjadi, menyebabkan kerusakan isolasi dan kegagalan peralatan utama. - Kerusakan Peralatan Distribusi:
Busur penghantaran tanah intermiten dan tegangan lebih dapat menembus isolasi, sehingga menyebabkan hubung singkat, trafo terbakar, dan arrester/sekering gagal beroperasi, yang berpotensi menyebabkan kebakaran listrik. - Ancaman terhadap Stabilitas Jaringan Regional:
Gangguan tanah berat dapat mengganggu stabilitas jaringan tenaga lokal, memicu kegagalan berantai. - Risiko terhadap Manusia dan Hewan:
Konduktor yang jatuh menghidupkan permukaan tanah, sehingga menciptakan bahaya tegangan langkah. Pejalan kaki, teknisi jaringan (terutama saat patroli malam), dan ternak di sekitar lokasi gangguan berisiko mengalami sengatan atau kematian akibat listrik. - Dampak terhadap Keandalan Pasokan Listrik:
- Memerlukan pemilihan saluran penyulang yang mengalami gangguan secara manual.
- Saluran penyulang yang tidak mengalami gangguan mungkin dimatikan secara tidak perlu selama proses pencarian gangguan, sehingga memutus pasokan kepada pelanggan yang tidak terdampak.
- Lokalisasi dan perbaikan gangguan memerlukan pemadaman saluran, yang terutama sulit dilakukan selama musim tanam, cuaca buruk (angin, hujan, salju), atau di daerah pegunungan/hutan dan pada malam hari, sehingga menyebabkan pemadaman yang berkepanjangan, luas.
- Kehilangan Energi pada Saluran:
Gangguan tanah menyebabkan arus bocor ke tanah dalam jumlah besar, yang merupakan kehilangan energi langsung. Regulasi umumnya membatasi operasi gangguan tanah maksimal selama tidak lebih dari 2 jam untuk menghindari pemborosan energi berlebihan. - Kuantifikasi Kehilangan Energi Listrik:
Arus gangguan tanah rata-rata berkisar antara 6 hingga 10 A. Pada tingkat tegangan 10 kV khas, hal ini menghasilkan sekitar 34.560 kWh energi terbuang per periode 24 jam.
Metode dan Prosedur Penanganan Gangguan Tanah Fase-Tunggal
- Perangkat Otomatis Seleksi Jalur Gangguan Tanah Arus-Kecil:
Pasang perangkat seleksi jalur gangguan tanah otomatis di gardu induk. Perangkat ini bekerja bersama transformator arus urutan nol (ZCT) pada setiap outlet saluran penyulang untuk mengidentifikasi secara akurat saluran yang mengalami gangguan sebelum dilakukan isolasi. - Sistem Deteksi Gangguan Tanah Fase-Tunggal:
Sistem distribusi modern menerapkan injektor sinyal di awal, tengah, dan akhir saluran penyulang. Indikator gangguan menentukan lokasi gangguan secara tepat, memungkinkan respons cepat. - Langkah Pencegahan:
- Lakukan patroli rutin pada saluran: periksa jarak aman konduktor terhadap pohon/bangunan, sarang burung di tiang, kekuatan ikatan konduktor pada insulator, baut longgar pada insulator/tiang lintang/kawat penopang, kawat penopang yang putus atau aus, serta lendutan konduktor yang tidak normal.
- Uji secara berkala isolasi insulator, sekering cabang, dan arrester lonjakan; ganti unit yang rusak secara segera.
- Lakukan pengujian rutin pada trafo distribusi; perbaiki atau ganti unit yang rusak.
-
Berikan Tip dan Dorong Penulis
Direkomendasikan
Mode operasi grounding titik netral untuk transformator jaringan listrik 110kV～220kV
Penataan mode operasi grounding titik netral untuk transformator jaringan listrik 110kV～220kV harus memenuhi persyaratan tahanan isolasi titik netral transformator, dan juga berusaha menjaga impedansi nol substasiun tetap hampir tidak berubah, sambil memastikan bahwa impedansi nol total pada setiap titik pendek di sistem tidak melebihi tiga kali impedansi positif total.Untuk transformator 220kV dan 110kV dalam proyek konstruksi baru dan renovasi teknis, modus grounding titik netralnya harus seca
01/29/2026
Mengapa Stasiun Listrik Menggunakan Batu Krikil Kerikil dan Batu Pecah
Mengapa Gardu Induk Menggunakan Batu, Kerikil, Kerakal, dan Batu Pecah?Di gardu induk, peralatan seperti trafo daya dan trafo distribusi, saluran transmisi, trafo tegangan, trafo arus, serta saklar pemutus semuanya memerlukan pentanahan. Selain pentanahan, kita kini akan membahas secara mendalam mengapa kerikil dan batu pecah umum digunakan di gardu induk. Meskipun tampak biasa, batu-batu ini memainkan peran kritis dalam keselamatan dan fungsi operasional.Dalam desain sistem pentanahan gardu ind
01/29/2026
HECI GCB untuk Generator – Pemutus Sirkuit SF₆ Cepat
1. Definisi dan Fungsi1.1 Peran Pemutus Sirkuit GeneratorPemutus Sirkuit Generator (GCB) adalah titik putus yang dapat dikendalikan yang terletak antara generator dan trafo peningkat, berfungsi sebagai antarmuka antara generator dan jaringan listrik. Fungsi utamanya termasuk mengisolasi kerusakan di sisi generator dan memungkinkan kontrol operasional selama sinkronisasi generator dan koneksi ke jaringan. Prinsip kerja GCB tidak berbeda signifikan dari pemutus sirkuit standar; namun, karena adany
01/06/2026
Prinsip Desain untuk Trafo Distribusi yang Dipasang di Tiang
Prinsip Desain untuk Trafo Distribusi yang Dipasang di Tiang(1) Prinsip Lokasi dan Tata LetakPlatform trafo yang dipasang di tiang harus ditempatkan dekat pusat beban atau dekat dengan beban kritis, mengikuti prinsip "kapasitas kecil, banyak lokasi" untuk memudahkan penggantian dan perawatan peralatan. Untuk pasokan listrik rumah tangga, trafo tiga fasa dapat dipasang di dekatnya berdasarkan permintaan saat ini dan proyeksi pertumbuhan di masa depan.(2) Pemilihan Kapasitas untuk Trafo Tiga Fasa
12/25/2025
Pertanyaan
Unduh
Dapatkan Aplikasi Bisnis IEE-Business
Gunakan aplikasi IEE-Business untuk menemukan peralatan mendapatkan solusi terhubung dengan ahli dan berpartisipasi dalam kolaborasi industri kapan saja di mana saja mendukung sepenuhnya pengembangan proyek dan bisnis listrik Anda
