Komponen Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Pengoperasian suatu sistem tenaga listrik dipengaruhi oleh gangguan yang dapat disebabkan oleh kejadian alam seperti petir, angin, pohon, binatang, dan kesalahan manusia atau kecelakaan. Gangguan ini dapat menyebabkan kondisi sistem yang tidak normal seperti hubung singkat, kelebihan beban, dan hubung singkat .

Hubungan pendek, yang juga disebut sebagai gangguan , menjadi perhatian terbesar karena dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan atau elemen sistem dan masalah pengoperasian lainnya termasuk penurunan tegangan, penurunan frekuensi, kehilangan sinkronisasi, dan kegagalan sistem secara keseluruhan. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat atau sekelompok alat yang mampu mengenali gangguan dan bertindak secara otomatis untuk mengurangi efek buruk pada elemen sistem atau pada operator. Kemampuan tersebut disediakan oleh sistem proteksi.

Sistem proteksi dirancang untuk memutuskan elemen sistem yang mengalami gangguan secara otomatis ketika arus hubung singkat cukup tinggi untuk menimbulkan bahaya langsung pada elemen atau sistem secara keseluruhan.

Ketika kesalahan mengakibatkan kelebihan beban atau arus hubung singkat yang tidak menimbulkan bahaya langsung, sistem proteksi akan memulai alarm sehingga tindakan dapat diterapkan untuk memperbaiki situasi.

Komponen Utama Sistem Proteksi

Ada tiga komponen utama dari sistem proteksi:

1. Transduser
2. Relai pelindung
3. Pemutus sirkuit

Komponen-komponen ini dijelaskan secara singkat dalam paragraf berikut.

1. Transduser

Transduser berfungsi sebagai sensor untuk mendeteksi kondisi sistem yang tidak normal dan untuk mengubah nilai tinggi arus hubung singkat dan tegangan ke level yang lebih rendah. Sensor utama yang digunakan adalah trafo arus (CT) dan trafo potensial (PT).

Trafo arus dirancang untuk menyediakan arus sekunder kontinu standar 5 A. Rasio CT standar yang tersedia meliputi 50/5, 100/5, 150/5, 200/5, 250/5, 300/5, 400/5, 500 /5, 600/5, 800/5, 900/5, 1000/5, 1200/5, 1500/5, dan 2000/5. Selama kondisi gangguan, arus hubung singkat dapat mencapai lebih dari 10 kali normal untuk waktu yang singkat tanpa merusak belitan CT.

Trafo arus memiliki lilitan primer yang biasanya terdiri dari satu lilitan dan lilitan sekunder beberapa lilitan. Oleh karena itu, tidak aman untuk membuka sirkuit sekunder CT yang primernya diberi energi.

Trafo potensial dirancang untuk beroperasi pada tegangan sekunder standar konstan 120 V. Untuk aplikasi tegangan rendah, PT sama seperti transformator tegangan dua belitan lainnya. Untuk tegangan primer pada level HV dan EHV, digunakan rangkaian pembagi tegangan kapasitor bersama dengan PT. Tegangan primer terkesan di seluruh kapasitor yang terhubung seri. PT digunakan untuk mengukur tegangan beberapa kilovolt melintasi kapasitor dengan nilai kapasitansi yang lebih kecil.

2. Relay pelindung

Relai pelindung adalah perangkat yang memproses sinyal yang diberikan oleh transduser, yang dapat berupa arus, tegangan, atau kombinasi arus dan tegangan. Sinyal-sinyal ini muncul sebagai akibat dari kondisi gangguan seperti korsleting, peralatan atau saluran yang rusak, sambaran petir, atau lonjakan arus.

Relai pelindung dapat memulai atau mengizinkan pembukaan berbagai perangkat interupsi atau membunyikan alarm. Ada dua klasifikasi utama rele proteksi berdasarkan konstruksinya: elektromekanis dan solid state.

Relai elektromekanis mengembangkan gaya atau torsi elektromagnetik dari sinyal yang disediakan oleh transduser; gaya atau torsi ini digunakan untuk secara fisik membuka, atau menutup, satu set kontak untuk mengizinkan atau memulai pemutus sirkuit atau mengaktifkan alarm.

Relai solid-state, atau statis, diberi energi oleh sinyal yang sama seperti pada relai elektromekanis. Namun, tidak ada pembukaan fisik, atau penutupan, dari kontak relai. Alih-alih, pengalihan kontak relai disimulasikan dengan menyebabkan perangkat solid-state mengubah statusnya dari konduktor (posisi tertutup) menjadi nonkonduksi (posisi terbuka).

Relai elektromekanis mendahului relai keadaan padat. Mayoritas instalasi sistem tenaga listrik masih menggunakan relai elektromekanis. Keandalan yang ditingkatkan, keserbagunaan, dan respons yang lebih cepat (serendah seperempat siklus) dari relai keadaan padat telah membuatnya lebih menarik.

Beberapa relai elektromekanis telah digantikan oleh relai keadaan padat, dan dalam instalasi yang lebih baru , campuran kedua jenis biasanya akan ditemukan.

Baca juga: Relai Proteksi Pada Sistem Tenaga Listrik

3. Pemutus sirkuit

Pemutus sirkuit adalah perangkat mekanis yang digunakan untuk memberi energi dan memutus sirkuit listrik. Itu harus dapat membuka dan menutup dengan cepat, mungkin dalam urutan beberapa milidetik.

Itu harus mampu membawa arus pengenal secara terus menerus pada tegangan nominal, dan harus mampu menahan arus hubung singkat yang besar (disebut peringkat sesaatnya) yang mengalir selama siklus pertama setelah terjadi gangguan.

Pemutus sirkuit harus mampu menginterupsi arus hubung singkat yang besar yang disebut peringkat interupsinya . Peringkat sesaat adalah sekitar 1,6 kali peringkat interupsi karena yang pertama termasuk efek komponen DC dari arus hubung singkat transien.

Nilai sebenarnya dari arus yang terputus oleh pemutus sirkuit tergantung pada kecepatannya, yang bisa menjadi 1/2, 3, 5, atau 8 siklus.

Ketika kontak pembawa arus dari pemutus sirkuit dibuka, medan listrik muncul di kontak yang mengionisasi media di antara mereka, dan busur terbentuk di antara kontak. Pemutus sirkuit harus dapat memadamkan, atau menghentikan, busur ini secepat mungkin.

Busur dibuat untuk mengambil jalur memanjang, didinginkan, dan akhirnya padam ketika arus AC yang memberi makan busur melewati nilai nolnya. Kadang-kadang, busur dipadamkan di udara , minyak, belerang heksaklorida (SF 6 ), atau ruang hampa.

Sekian semoga dapat bermanfaat untuk pembaca, jika ada yang ingin ditannyakan silahkan samapaikan di kolom komentar.