Koordinasi Pengeasingan dalam Sistem Kuasa

Koordinasi Isolasi dalam Sistem Kuasa diperkenalkan untuk mengatur tahap isolasi elektrik komponen-komponen yang berbeza dalam sistem kuasa elektrik termasuk rangkaian penghantaran, dengan cara sedemikian rupa, sehingga jika terjadi kegagalan isolator, ia dibatasi pada tempat di mana ia akan menyebabkan kerusakan paling sedikit pada sistem, mudah dibaiki dan diganti, dan mengakibatkan gangguan paling sedikit kepada bekalan kuasa.
Apabila sebarang tekanan voltan melebihi muncul dalam sistem kuasa elektrik, maka ada kemungkinan kegagalan sistem isolasi. Kegagalan isolasi lebih cenderung berlaku pada titik isolasi paling lemah yang paling dekat dengan sumber tekanan voltan. Dalam sistem kuasa dan rangkaian penghantaran, isolasi disediakan untuk semua peralatan dan komponen.

Isolator pada beberapa titik lebih mudah diganti dan dibaiki berbanding yang lain. Isolasi pada beberapa titik tidak begitu mudah diganti dan dibaiki dan penggantian serta pembetulan mungkin sangat mahal dan memerlukan gangguan kuasa yang lama. Selain itu, kegagalan isolator pada titik-titik ini mungkin menyebabkan bahagian besar jaringan elektrik menjadi tidak beroperasi. Oleh itu, adalah dikehendaki bahawa dalam situasi kegagalan isolator, hanya isolator yang mudah diganti dan dibaiki yang gagal. Matlamat keseluruhan koordinasi isolasi adalah untuk mengurangkan kos dan gangguan yang disebabkan oleh kegagalan isolasi kepada tahap yang ekonomi dan operasi dapat diterima. Dalam kaedah koordinasi isolasi, isolasi bahagian-bahagian berbeza sistem mesti ditetapkan sedemikian rupa sehingga jika terjadi petasan, ia mesti berlaku pada titik yang ditetapkan.
Untuk pemahaman yang tepat tentang koordinasi isolasi, kita perlu memahami terlebih dahulu, beberapa terminologi asas sistem kuasa elektrik. Mari kita berbincang.

Voltan Sistem Nominatif

Voltan Sistem Nominatif adalah voltan fasa ke fasa voltan sistem yang biasanya direka. Seperti sistem 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV.

Voltan Sistem Maksimum

Voltan Sistem Maksimum adalah voltan frekuensi kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh berlaku mungkin untuk masa yang lama semasa beban kosong atau beban rendah sistem kuasa. Ia juga diukur dari fasa ke fasa.
Senarai berbeza voltan sistem nominatif dan voltan sistem maksimum yang berkaitan maksimum diberikan di bawah untuk rujukan,

NB – Dari jadual di atas, didapati umumnya voltan sistem maksimum adalah 110 % daripada voltan sistem nominatif yang berkaitan hingga tahap voltan 220 KV, dan untuk 400 KV dan di atasnya, ia adalah 105 %.

Faktor Penyambungan ke Tanah

Ini adalah nisbah antara voltan frekuensi kuasa rms tertinggi fasa ke tanah pada fasa yang sihat semasa kerosakan tanah kepada voltan frekuensi kuasa rms fasa ke fasa yang akan diperoleh di lokasi yang dipilih tanpa kerosakan.
Nisbah ini menggambarkan, secara umum, syarat penyambungan ke tanah sistem dari sudut pandangan lokasi kerosakan yang dipilih.

Sistem yang Berkesan Disambung ke Tanah

Sebuah sistem dikatakan berkesan disambung ke tanah jika faktor penyambungan ke tanah tidak melebihi 80 % dan tidak berkesan disambung ke tanah jika ia melampaui.
Faktor penyambungan ke tanah adalah 100 % untuk sistem neutral yang terasing, manakala ia adalah 57.7 % (1/√3 = 0.577) untuk sistem yang disambungkan secara pepejal ke tanah.

Tahap Isolasi

Setiap peralatan elektrik perlu menghadapi situasi tegangan transien abnormal yang berbeza pada masa-masa yang berbeza semasa tempoh perkhidmatan hidupnya. Peralatan tersebut mungkin perlu menahan impuls kilat, impuls pemintasan, dan/atau tegangan frekuensi kuasa melebihi jangka pendek. Bergantung kepada tahap maksimum tegangan impuls dan tegangan frekuensi kuasa melebihi jangka pendek yang satu komponen sistem kuasa boleh tahan, tahap isolasi sistem kuasa tinggi voltan ditentukan.
Semasa menentukan tahap isolasi sistem yang berperingkat kurang daripada 300 KV, tegangan tahanan impuls kilat dan tegangan tahanan frekuensi kuasa melebihi jangka pendek dipertimbangkan. Untuk peralatan yang berperingkat 300 KV atau lebih, tegangan tahanan impuls pemintasan dan tegangan tahanan frekuensi kuasa melebihi jangka pendek dipertimbangkan.

Tegangan Impuls Kilat

Gangguan sistem yang berlaku akibat kilat semula jadi, boleh diwakili oleh tiga bentuk gelombang asas yang berbeza. Jika tegangan impuls kilat melalui sesetengah jarak sepanjang garis penghantaran sebelum ia sampai ke suatu isolator, bentuk gelombangnya mendekati gelombang penuh, dan gelombang ini dirujuk sebagai gelombang 1.2/50. Jika semasa perjalanan, gelombang gangguan kilat menyebabkan petasan merentasi isolator, bentuk gelombang menjadi gelombang terpotong. Jika kilat langsung mengena isolator, maka tegangan impuls kilat mungkin meningkat curam sehingga ia dibebaskan oleh petasan, menyebabkan penurunan voltan yang sangat curam. Ketiga-tiga gelombang ini sangat berbeza dalam tempoh dan bentuk.

Impuls Pemintasan

Semasa operasi pemintasan, mungkin ada voltan unipolar muncul dalam sistem. Bentuk gelombang yang mungkin bergetar atau berayun secara berkala. Bentuk gelombang impuls pemintasan mempunyai hadapan yang curam dan ekor bergetar yang panjang.

Tegangan Tahanan Frekuensi Kuasa Melebihi Jangka Pendek

Tegangan tahanan frekuensi kuasa melebihi jangka pendek adalah nilai rms sinusoidal frekuensi kuasa yang ditetapkan yang peralatan elektrik harus tahan selama tempoh masa tertentu biasanya 60 saat.

Tegangan Tahap Perlindungan Peranti Perlindungan

Peranti perlindungan tegangan melebihi seperti pelindung surai atau pelindung kilat direka untuk menahan tahap tertentu tegangan transien melebihi di mana peranti-peranti tersebut mengalirkan tenaga surai ke tanah dan oleh itu mengekalkan tahap tegangan transien melebihi hingga tahap tertentu. Oleh itu, tegangan transien melebihi tidak boleh melebihi tahap tersebut. Tahap perlindungan peranti perlindungan tegangan melebihi adalah nilai voltan puncak tertinggi yang tidak patut dilampau di terminal peranti perl