Perlindungan Arus Pembawa pada Jalur Transmisi
Skema Perlindungan Arus Carrier untuk Jalur Transmisi
Skema perlindungan arus carrier sebagian besar digunakan untuk melindungi jalur transmisi jarak jauh. Berbeda dengan metode perlindungan konvensional yang fokus pada perbandingan nilai arus aktual, skema ini beroperasi dengan membandingkan sudut fase arus di kedua ujung jalur. Berdasarkan hubungan sudut fase, dapat ditentukan dengan akurat apakah terjadi gangguan dalam bagian jalur yang dilindungi (gangguan internal) atau di luar bagian tersebut (gangguan eksternal). Saluran komunikasi carrier, komponen penting dari sistem perlindungan ini, terdiri dari empat elemen utama: pemancar, penerima, peralatan penghubung, dan perangkap jalur.
Penerima arus carrier bertugas menangkap arus carrier yang ditransmisikan dari pemancar yang berada di ujung jauh jalur. Setelah diterima, ia mengubah arus carrier ini menjadi tegangan searah (DC). Tegangan DC ini berfungsi sebagai sinyal kontrol, yang dapat dimanfaatkan oleh relai atau rangkaian listrik lainnya untuk melaksanakan fungsi perlindungan spesifik. Perlu dicatat, ketika tidak ada arus carrier yang diterima, tegangan keluaran penerima turun menjadi nol, menandakan adanya gangguan dalam tautan komunikasi atau perubahan potensial dalam keadaan operasional sistem.
Perangkap jalur, yang diposisikan antara bus-bar dan koneksi kapasitor penghubung ke jalur transmisi, adalah jaringan LC paralel (induktor-kapasitor) yang disetel dengan cermat agar beresonansi pada frekuensi tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk mengurung arus carrier dalam bagian jalur yang dilindungi. Dengan melakukan hal ini, secara efektif mencegah gangguan dari saluran arus carrier lain yang berdekatan, memastikan integritas dan akurasi operasi sistem perlindungan. Selain itu, perangkap jalur memainkan peran vital dalam meminimalkan hilangnya sinyal arus carrier ke rangkaian listrik tetangga, sehingga meningkatkan keandalan keseluruhan tautan komunikasi carrier dan fungsi perlindungan terkait.
Perlindungan Arus Carrier: Komponen dan Metode
Kapasitor penghubung memiliki fungsi ganda dalam sistem perlindungan arus carrier. Ia menghubungkan peralatan frekuensi tinggi ke salah satu konduktor jalur, memungkinkan transmisi sinyal carrier. Pada saat yang sama, ia mengisolasi peralatan listrik dari tegangan tinggi jalur listrik. Dalam kondisi operasional normal, arus listrik hanya mengalir melalui konduktor jalur. Namun, ketika datang ke arus carrier frekuensi tinggi, ia beredar sepanjang konduktor jalur yang dilengkapi dengan perangkap frekuensi tinggi, melewati kapasitor perangkap, dan kemudian ke tanah.
Metode Perlindungan Arus Carrier
Ada beberapa metode perlindungan arus carrier, dengan dua bentuk dasarnya adalah Perlindungan Perbandingan Arah dan Perlindungan Perbandingan Fase. Metode-metode ini dijelaskan secara rinci di bawah ini:
1. Perlindungan Perbandingan Arah
Dalam skema perlindungan perbandingan arah, mekanisme perlindungan bergantung pada perbandingan arah aliran daya selama gangguan di kedua ujung jalur transmisi. Relai pelindung hanya beroperasi ketika daya di kedua ujung jalur mengalir dari bus ke jalur. Setelah membandingkan arah, relai pilot carrier menyampaikan informasi tentang bagaimana relai arah di ujung lain merespons peristiwa pendek-sirkuit.
Relai yang terletak di kedua ujung jalur bekerja bersama-sama untuk mengisolasi gangguan dari bus. Dalam kasus gangguan internal dalam bagian yang dilindungi, aliran daya berada dalam arah perlindungan. Sebaliknya, untuk gangguan eksternal, aliran daya berada dalam arah yang berlawanan. Selama gangguan, sinyal sederhana ditransmisikan melalui pilot carrier dari satu ujung jalur ke ujung lainnya. Skema relaying perlindungan pilot yang digunakan untuk perlindungan jalur transmisi dapat dikategorikan menjadi dua jenis utama:
Skema Perlindungan Pemblokiran Carrier: Skema ini membatasi operasi relai. Ia berfungsi dengan memblokir gangguan sebelum masuk ke bagian sistem yang dilindungi. Skema pemblokiran carrier sangat dihargai karena keandalannya, karena secara efektif melindungi peralatan sistem dari kerusakan potensial.
Skema Pemblokiran Carrier yang Diizinkan: Berbeda dengan skema pemblokiran, skema perlindungan ini memungkinkan arus gangguan masuk ke bagian sistem yang dilindungi.
2. Perlindungan Carrier Perbandingan Fase
Sistem perlindungan carrier perbandingan fase fokus pada perbandingan hubungan fase antara arus yang masuk ke zona pilot dan arus yang keluar dari zona yang dilindungi. Penting untuk dicatat, metode ini tidak melibatkan perbandingan magnitudo arus-arus tersebut. Metode perlindungan ini sebagian besar memberikan perlindungan utama atau primer, dan oleh karena itu, penting untuk melengkapi dengan perlindungan cadangan. Diagram rangkaian skema perlindungan carrier perbandingan fase ditunjukkan dalam gambar yang disediakan di bawah ini.
Operasi dan Keuntungan Perlindungan Arus Carrier
Transformator arus (CT) yang dipasang pada jalur transmisi menyuplai daya ke jaringan. Jaringan ini mengubah arus keluaran dari CT menjadi tegangan sinusoidal satu fase. Tegangan ini kemudian dialirkan ke pemancar arus carrier dan perbandingan. Demikian pula, keluaran penerima arus carrier juga dialirkan ke perbandingan. Perbandingan memainkan peran penting dalam mengontrol operasi relai bantu, yang pada gilirannya memicu pemutusan sirkuit breaker jalur transmisi jika diperlukan.
Keuntungan Perlindungan Arus Carrier
Skema perlindungan arus carrier menawarkan beberapa manfaat signifikan, yang diuraikan di bawah ini:
Operasi Sirkuit Breaker Serentak dan Cepat: Salah satu keuntungan utamanya adalah kemampuan untuk mencapai pemutusan cepat dan serentak sirkuit breaker di kedua ujung jalur transmisi. Aksi koordinasi ini memastikan bahwa gangguan diisolasi dengan cepat, meminimalkan durasi kondisi abnormal dalam sistem listrik.
Pembersihan Gangguan Efisien: Sistem ini memiliki proses pembersihan gangguan yang cepat. Dengan menghentikan aliran arus gangguan dengan cepat, ia secara efektif mencegah dampak serius pada sistem listrik, mengurangi risiko kerusakan peralatan, dan menjaga stabilitas sistem.
Penyinyalan Terintegrasi: Perlindungan arus carrier menghilangkan kebutuhan akan kabel penyinyalan terpisah. Sebaliknya, jalur listrik sendiri digunakan untuk mentransmisikan baik daya listrik maupun sinyal komunikasi. Hal ini menyederhanakan desain sistem secara keseluruhan, mengurangi biaya instalasi, dan meminimalkan potensi gangguan sinyal dari sumber eksternal.
Pemutusan Sangat Cepat: Ini memungkinkan sirkuit breaker di kedua ujung jalur untuk melakukan pemutusan dalam hanya satu hingga tiga siklus. Waktu respons yang sangat cepat ini penting untuk melindungi sistem listrik modern berkapasitas tinggi dan memastikan pasokan listrik yang andal.
Kompatibilitas dengan Peralatan Modern: Sistem perlindungan arus carrier sangat kompatibel dengan sirkuit breaker bertindak cepat modern. Sinergi ini memungkinkan relaying yang lebih efisien dan andal, meningkatkan kinerja dan kemampuan perlindungan keseluruhan jaringan listrik.
Aplikasi Versatil: Secara historis, teknologi carrier jalur listrik telah digunakan secara luas untuk berbagai tujuan, termasuk kontrol supervisory, komunikasi telepon, telemetri, dan relaying. Keversatilan ini membuatnya menjadi aset berharga dalam sistem tenaga listrik, memungkinkan integrasi mulus dari fungsi-fungsi multipleks dalam infrastruktur tunggal.
