Solusi Perangkat Listrik Kombinasi Saklar Beban Tegangan Tinggi - Fusel: Panduan Aplikasi Keamanan Berdasarkan Arus Transfer

I. Masalah Inti dan Tujuan​
Solusi ini bertujuan untuk mengatasi risiko keamanan yang timbul dari ketidaksesuaian antara parameter inti "arus transfer" dari "perangkat listrik kombinasi saklar beban-fuse" dengan arus pendek sistem aktual saat melindungi transformator daya. Tujuannya adalah untuk memberikan serangkaian pedoman yang jelas untuk pemilihan, verifikasi, dan penerapan, memastikan bahwa perangkat listrik kombinasi beroperasi dengan benar dan andal selama terjadi gangguan pada transformator. Ini mencegah kerusakan pada saklar beban karena menghentikan arus di luar kapasitasnya dan melindungi seluruh sistem distribusi.

​II. Konsep Kunci: Arus Transfer​

1. ​Definisi dan Mekanisme​
   Arus transfer adalah nilai arus kritis yang menentukan apakah arus gangguan diputus oleh fuse atau saklar beban. Kejadian ini erat kaitannya dengan mekanisme kerja perangkat listrik kombinasi:
   • ​Arus gangguan kecil: Fuse salah satu fase (fase pertama yang terputus) meleleh lebih dulu, dan penjepitnya memicu mekanisme saklar beban, menyebabkan semua tiga kutub saklar beban terbuka secara bersamaan dan memutus arus dua fase lainnya.
   • ​Arus gangguan besar: Semua tiga fuse meleleh hampir bersamaan dan cepat, memutus arus gangguan sebelum saklar beban terbuka.
   • Arus transfer adalah tepat batas antara kedua mode operasi tersebut.
2. ​Metode Penentuan Resmi​
   Menurut standar IEC, arus transfer (Itr) ditentukan berdasarkan:
   • Waktu putus total saklar beban (T0): Waktu dari aktivasi penjepit fuse hingga kontak saklar beban terpisah sepenuhnya.
   • Kurva karakteristik waktu-arus fuse: Pada kurva karakteristik dengan deviasi pembuatan -6,5%, nilai arus yang sesuai dengan waktu operasi 0,9 × T0 adalah arus transfer.
3. ​Klasifikasi dan Faktor Pengaruh​
   • ​Arus transfer nominal: Nilai standar yang disediakan oleh produsen, berdasarkan rating elemen fuse maksimum.
   • ​Arus transfer aktual (Ic,zy)​: Nilai yang harus diverifikasi dalam aplikasi teknik, diperoleh dari kurva karakteristik berdasarkan rating elemen fuse yang dipilih dan T0.
   • ​Faktor pengaruh utama: Waktu putus T0 saklar beban adalah faktor utama. T0 yang lebih kecil menghasilkan arus transfer yang lebih besar. Karakteristik fuse itu sendiri juga merupakan faktor.

​III. Prinsip Aplikasi Inti dan Proses Verifikasi​

1. ​Aturan Emas​
   Untuk memastikan keamanan, kondisi berikut harus dipenuhi:
   Nilai arus pendek tiga fasa pada busbar sisi rendah transformator, dikonversi ke sisi tinggi (Isc) > Arus transfer aktual perangkat listrik kombinasi (Ic,zy)
   • ​Jika dipenuhi: Arus pendek tiga fasa diputus oleh fuse, melindungi saklar beban.
   • ​Jika tidak dipenuhi: Saklar beban dipaksa memutus arus (sekitar arus pendek dua fasa) dan menahan Transient Recovery Voltage (TRV) yang keras, membuat kemungkinan gagal memutus sangat tinggi dan mengarah pada kecelakaan.
2. ​Langkah Pemilihan dan Verifikasi​
   Untuk menerapkan perangkat listrik kombinasi dengan benar, langkah-langkah berikut harus diikuti:
3. ​Kumpulkan parameter sistem: Dapatkan kapasitas pendek sistem, kapasitas transformator, dan tegangan impedansi.
4. ​Pemilihan awal: Berdasarkan arus nominal transformator, pilih spesifikasi fuse dan jenis saklar beban yang sesuai.
5. ​Hitung arus kunci:
   o Hitung arus pendek tiga fasa pada sisi rendah transformator dan konversi ke sisi tinggi (Isc).
   o Berdasarkan spesifikasi fuse yang dipilih dan waktu T0 saklar beban, rujuk kurva yang disediakan produsen untuk mendapatkan arus transfer aktual (Ic,zy).
6. ​Lakukan verifikasi inti: Bandingkan Isc dan Ic,zy.
   o Jika Isc > Ic,zy, verifikasi lulus, dan solusi pada dasarnya aman.
   o Jika Isc < Ic,zy, solusi membawa risiko, dan tindakan optimasi harus diambil (lihat Bagian IV).
7. ​Verifikasi kemampuan akhir: Konfirmasi apakah kemampuan pemutusan arus transfer nominal saklar beban yang dipilih lebih besar dari Ic,zy yang dihitung. Ini menjadi penghalang keamanan akhir.

​IV. Pedoman untuk Berbagai Skenario​

1. ​Kapasitas Transformator ≤ 630kVA​
   • ​Solusi: Menggunakan perangkat listrik kombinasi umumnya aman dan ekonomis.
   • ​Penjelasan: Seperti ditunjukkan dalam tabel, untuk transformator 500kVA dan 630kVA (dengan impedansi 4%), kondisi Isc > Ic,zy mudah dipenuhi jika kapasitas pendek sistem cukup.
   • ​Rekomendasi: Perangkat listrik kombinasi saklar beban pneumatik biasa dapat dipilih.
2. ​Kapasitas Transformator 800 ~ 1250kVA​
   • ​Solusi: Rentang risiko tinggi, verifikasi ketat wajib dilakukan.
   • ​Analisis: Seperti ditunjukkan dalam tabel, bahkan dengan impedansi transformator 6%, sulit untuk memenuhi kondisi Isc > Ic,zy untuk transformator dengan kapasitas 800kVA dan di atasnya. Jika dipilih saklar beban vakum atau SF6 dengan T0 yang lebih kecil, arus transfernya lebih besar, membuat kondisi semakin sulit dipenuhi.
   • ​Tindakan optimasi:
   o Prioritaskan penggunaan saklar beban pneumatik dengan waktu putus (T0) yang lebih lama untuk mengurangi arus transfer dan memudahkan pemenuhan kondisi.
   o Komunikasikan secara aktif dengan produsen untuk menanyakan apakah saklar beban vakum atau SF6 dapat disesuaikan (dengan meningkatkan T0) untuk mencapai nilai arus transfer yang lebih kecil.
   o Jika kondisi tidak dapat dipenuhi setelah perhitungan dan verifikasi, solusi perangkat listrik kombinasi harus ditinggalkan.
   • ​Rekomendasi akhir: Untuk transformator 1000kVA dan 1250kVA, terutama transformator kering, sangat direkomendasikan untuk langsung menggunakan circuit breaker.
3. ​Kapasitas Transformator > 1250kVA​
   • ​Solusi: Circuit breaker harus digunakan untuk perlindungan dan kontrol.
   • ​Penjelasan: Tingkat arus pendek pada kapasitas ini melebihi rentang perlindungan yang andal dari perangkat listrik kombinasi. Circuit breaker adalah pilihan aman satu-satunya.

​V. Ringkasan dan Catatan Khusus​

1. ​Verifikasi wajib dilakukan: Jangan hanya mengandalkan pengalaman atau hanya menerapkan perangkat listrik kombinasi berdasarkan kapasitas transformator. Perhitungan dan perbandingan Isc dan Ic,zy harus dilakukan.
2. ​Pertimbangkan dampak jenis saklar beban: Jangan asumsikan bahwa saklar beban vakum atau SF6 dengan kemampuan pemutusan yang lebih kuat selalu lebih unggul. T0 yang lebih kecil menghasilkan arus transfer yang lebih besar, yang mungkin membuat kondisi verifikasi inti lebih sulit dipenuhi dan justru memperkenalkan risiko.
3. ​Pentingnya kapasitas pendek sistem: Kapasitas pendek sistem secara langsung mempengaruhi nilai Isc. Dalam sistem dengan kapasitas pendek yang lebih kecil, seperti taman industri atau ujung jaringan, masalah-masalah di atas menjadi lebih mencolok, dan perlu berhati-hati saat memilih.