Proteksi daerah bus termasuk, di samping bus itu sendiri peralatan seperti pemutus-pemutus rangkaian (circuit breakers), sakelar-sakelar pemutus (disconnecting switches), trafo-trafo instrumen dan reaktor-reaktor penyekat bus, dan lain-lain. Meskipun gangguan-gangguan daerah bus adalah jarang, pengalaman menunjukkan bahwa proteksi daerah bus sangat diinginkan di dalam stasiun-stasiun besar dan penting. Daerah bus lebih peka pada pengaruh gangguan-gangguan sekalipun itu terjadi karena alasan-alasan berikut :
(i) Konsentrasi gangguan MVA meningkatkan resiko dari kerusakan yang pantas dipertimbangkan.
Itu adalah paling penting oleh karena itu proteksi daerah bus harus cepat, stabil dan paling terandalkan. Uji periodik perlu untuk memeriksa daya akselerasi (pickup) dari relay pada gangguan-gangguan internal. Itu adalah opini beberapa ahli bahwa proteksi bus lokal seharusnya tidak disediakan dan gangguan-gangguan bus dibebaskan oleh relay-relay cadangan (backup) pada stasiun-stasiun yang bertetangga, sebagaimana syarat proteksi bus lokal akan pasti meningkatkan resiko dari pengetripan yang tanpa sengaja.
Di mana proteksi bus lokal disediakan berhati-hati dengan menyediakan dua rangkaian pelindung yang bebas, kedua-duanya yang mana harus dipenuhi sebelum pengetripan dapat terjadi.
Gangguan-gangguan Daerah Bus (Bus Zone Faults)
Gangguan-gangguan daerah bus secara umum dapat digolongkan dalam satu dari pengertian-pengertian berikut.
(i) Kegagalan dari pemutus-pemutus rangkaian (circuit breakers) untuk menyela arus gangguan atau kegagalan untuk membebaskan (clear) di bawah kondisi-kondisi gangguan terus.
(ii) Kegagalan isolasi karena keburukan material.
(iii) Flashover yang disebabkan oleh tegangan-tegangan lebih yang diperpanjang dan berlebihan.
(iv) Kesalahan di dalam operasi dan pemeliharaan switchgear
(v) Benda asing yang tanpa sengaja menjatuhi bus bar.
Pembebasan suatu gangguan bus memerlukan pembukaan semua cabang rangkaian dari bus atau tampang bus (bus section) yang terganggu (kecuali rangkaian-rangkaian yang tidak punya umpan balik (backfeed)).
Proteksi cadangan bus (Bus Backup Protection)
Ketika tidak ada proteksi bus yang terpisah disediakan tetapi proteksi jarak (distance ptotection) disediakan untuk feeder-feeder yang dihubungkan ke bus, dimungkinkan untuk melindungi bus bar dalam jangkauan 2 daerah dari relay-ralay jarak (distance relays). Mungkin bagaimanapun dicatat bahwa untuk pemasangan-pemasangan switchgear kecil, skema seperti itu bisa sungguh memuaskan, sedangkan untuk pemasangan-pemasangan yang besar dan penting suatu proteksi daerah bus yang terpisah bisa disediakan.
Proteksi cadangan bus boleh juga berarti bahwa jika pemutus gagal beroperasi untuk suatu gangguan pada feeder maka itu harus dipandang sebagai suatu gangguan bus. Itu perlu kemudian membuka semua pemutus yang lain pada bus itu. Cadangan seperti itu dapat dilengkapi dengan penundaan waktu yang sesuai melalui suatu timer.
Skema-skema Diferensial dari Proteksi Bus Bar (Differential Schemes Of Bus Bar Protection)
Itu didasarkan pada prinsip arus sirkulasi yang sederhana bahwa selama kondisi-kondisi beban normal atau kondisi-kondisi gangguan eksternal, jumlah arus yang memasuki suatu bus sama dengan jumlah arus yang meninggalkan. Jika jumlah arus ini (untuk suatu konduktor yang diberikan) tidak nol, itu pasti karena hubung-singkat salah satu gangguan bumi atau gangguan fasa ke fasa. Karenanya skema-skema diferensial dapat digunakan untuk kedua tipe gangguan ini, perbedaan yang penting di dalam skema-skema menjadi metode menghubungkan CTs.
Suatu proteksi diferensial yang sederhana dari suatu tampang bus (bus section) ditunjukkan di dalam Gambar (6.31). Arus di dalam relay menandakan suatu gangguan di dalam daerah yang diproteksi dan memulai pembukaan pemutus generator dan masing-masing pemutus saluran.
Gambar. 1 Proteksi diferensial dari suatu tampang bus
Kelemahan utama dengan tipe proteksi diferensial ini adalah perbedaan di dalam kondisi-kondisi magnetik dari inti besi CTs yang mungkin mengakibatkan operasi yang salah dari relay pada waktu suatu gangguan eksternal. Bahkan dengan CTs serupa yang mempunyai inti besi yang besar untuk menghindari kejenuhan dengan arus-arus gangguan maksimum, komponen transien dc menimbulkan kesulitan oleh karena peluruhannya (decay) yang lambat. Penyimpangan (biasing) relay-relay diferensial memperbaiki kestabilan dengan sangat tetapi bukan suatu solusi yang lengkap.
Itu dapat dilihat bahwa suatu relai diferensial bus impedansi tinggi dapat membeda-bedakan antara gangguan-gangguan internal dan eksternal lebih baik daripada relay impedansi rendah yang umum. Dengan kata lain, rasio dari arus relay selama suatu gangguan internal terhadap arus relay selama suatu gangguan eksternal adalah lebih besar jika impedansi relay itu adalah lebih tinggi.
Gambar 2 Skema Linear Coupler
Suatu tipe khusus dari CT yang tidak mempunyai inti besi juga dikenal sebagai linear coupler adalah kadang-kadang dipekerjakan untuk mengatasi kesulitan-kesulitan dari suatu CT inti besi. Di dalam kasus dari suatu linear coupler, tegangan sekunder adalah sebanding dengan arus-primer, dan belitan sekunder dari semua coupler pada tampang bus yang sama dihubungkan secara seri ke relay seperti yang ditunjukkan di dalam Gambar (6.32). Jumlah dari keluaran-keluaran tegangannya sama dengan jumlah vektor dari tegangan di dalam rangkaian-rangkaian yang dihubungkan ke bus bar. Di bawah kondisi-kondisi normal dan gangguan eksternal jumlah tegangan nol, sedangkan selama gangguan internal ada suatu tegangan resultan di dalam rangkaian sekunder dan relay beroperasi.
Proteksi Kebocoran Rangka (Frame Leakage Protection)
Dimungkinkan untuk mendesain suatu stasiun sedemikian sehingga gangguan-gangguan yang berkembang adalah kebanyakan gangguan-gangguan tanah, dengan menyediakan palang (barrier) logam yang ditanahkan mengelilingi masing-masing konduktor di dalam struktur bus. Dengan susunan ini setiap gangguan yang mungkin terjadi harus melibatkan suatu hubungan antara konduktor dan bagian logam yang ditanahkan. Sedikit banyaknya susunan tertentu bisa diperoleh di dalam konstruksi yang terbuka dengan membuat jarak antara konduktor-konduktor yang bersebelahan besar dibandingkan dengan jarak pada isolator-isolator ke tanah. Sekali lagi, gangguan-gangguan yang terjadi hampir pasti berasal dari suatu konduktor ke struktur penyangga.
Gambar 3 Proteksi kebocoran rangka
Di setiap kasus-kasus yang terdahulu, struktur penyangga logam yang juga dikenal sebagai bus gangguan ditanahkan melalui suatu CT seperti yang ditunjukkan di dalam Gambar (6.33). Suatu gangguan yang menyertakan suatu hubungan antara konduktor dan tanah, yaitu struktur penyangga, akan mengakibatkan aliran arus melalui CT ini dan menggerakkan relay yang dihubungkan ke sekundernya. Operasi dari relay ini akan mengakibatkan pengetripan semua pemutus yang menghubungkan peralatan ke bus. Kadang-kadang suatu impedansi Z dihubungkan di dalam hubungan pentanahan untuk membatasi nilai dari arus hubung singkat selama gangguan saluran ke tanah.
Nilai resistor pentanahan netral dan jumlah belitan yang diproteksi menentukan setting gangguan relay. Praktek yang umum untuk memproteksi 80-85% belitan altenator atau transformator terhadap gangguan tanah. Sisa 15-20% dari ujung netral dibiarkan tak diproteksi. Itu dapat dilihat pada Gambar (6.34) untuk gangguan fasa ke tanah bahwa setting yang diperlukan dari proteksi diferensial ditentukan oleh nilai dari resistor pentanahan netral dan juga oleh jumlah belitan yang diproteksi.
Gambar 4 Persentase belitan tak diproteksi terhadap gangguan
fasa ke tanah
Arus gangguan tanah IF diberikan oleh
Ini harus sama dengan setting gangguan primer dari proteksi diferensial Is untuk arus operasi minimum.
Jadi dan
Karenanya
Di mana = Arus setting gangguan primer
atau % dari belitan tak diproteksi
Contoh 1
Suatu alternator tiga fasa 15 MVA 6,6 kV terhubung bintang diproteksi dengan peralatan arus sirkulasi, titik bintang ditanahkan melalui suatu resistor R. Plot suatu kurva ke suatu dasar arus sampai150% arus beban penuh melalui R yang menunjukkan persentase belitan yang diproteksi untuk suatu setting gangguan tanah 20%. Temukan nilai resistor pentanahan jika 85% belitan diproteksi.
Solusi. Suatu setting gangguan 20% bermakna bahwa, jika suatu gangguan teminal mempunyai arusnya yang dibatasi pada nilai beban penuh maka 20% belitan dari ujung netral akan tidak diproteksi. Sekarang untuk nilai-nilai yang berbeda dari arus-arus yang melalui R di bawah kondisi-kondisi gangguan teminal oleh proporsi sederhana dimungkinkan untuk menemukan persentase belitan yang diproteksi. Ini ditunjukkan dalam suatu bentuk tabel di dalam Table 6.2 untuk suatu setting 20%. Dengan demikian kurva itu dapat juga digambar seperti yang ditunjukkan di dalam Gambar (6.35).
Tabel 6.2 Pengaruh tahanan pentanahan pada belitan yang diproteksi
% dari arus beban penuh melalui R untuk suatu gangguan terminal | % dari belitan Tak diproteksi | % dari belitan diproteksi |
20 40 60 80 100 120 150 | 100 50 33,33 25 20 16,66 13,33 | 0 50 66,66 75 80 83,33 86,66 |
Gambar 5 Karakteristik setting gangguan tanah
Untuk memproteksi 85 % belitan, arus yang melalui R keluar menjadi 133,33%.
Arus beban penuh A
Sekarang
atau
atau
CONTOH 2
Titik netral suatu alternator tiga fasa 20 MVA, 11 KV ditanahkan melalui suatu tahanan 5 ohm, relay itu diset untuk beroperasi ketika ada suatu keluran (out) arus imbang 15 A. CTs mempunyai suatu rasio 1000/5. Berapakah prosentase belitan diproteksi dari suatu gangguan tanah dan berapakah sebaiknya nilai minimum tahanan pentanahan untuk memproteksi 90% belitan.
Solusi. Arus primer CT untuk operasi relay A
Karenanya A
Tahanan yang diperlukan untuk meproteksi 90% belitan diberikan oleh
atau ohm
Contoh 3
Suatu transformator tiga-fasa yang mempunyai rasio tegangan saluran 400V/33000 V dihubungkan di dalam star-delta. CTs pada sisi 400 V mempunyai rasio arus 1000/5. Berapakah harusnya rasio CTs pada sisi 33000 V.
Solusi. Gambar (6.36) menunjukkan hubungan-hubungan dari CTs. Andaikan bahwa arus saluran pada sisi primer dari transformator IL1 adalah 1000 A, maka arus saluran pada sisi sekunder IL2 dapat ditemukan oleh persamaan.
atau A
Gambar 6
Arus yang melalui sekunder CT pada sisi primer akan menjadi 5 A. CTs pada sisi primer yang sedang dihubung delta, arus yang melalui kawat pilotnya akan menjadi 5 A. CTs pada sisi sekunder yang sedang dihubung bintang akan mempunyai arus 5 A di dalam sekunder oleh karena itu.
Karenanya rasio CT pada sisi 33000 V
Tugas Kelompok Asni_Juli_Suryani
Postingan
Agak rancu bahasanya, hasil terjemahkan google translator ya?