Oct 192011
 

Dari posting Pentanahan 4 dan Perihal Tegangan Sentuh pada sistem High Resistance Grounding, kita belum mendapatkan berapakah tegangan sentuh pada saat “second fault” terjadi. Tulisan ini ingin mengungkapkan mengapa pada saat “second fault“, gangguan tersebut harus segera diamankan. Ilustrasi dibawah ini akan menjadi acuan pembicaraan kita.

Saat second fault terjadi, arus ganguan I_f akan mengalir pada loop ABCDEFGHIJ. Mari kita umpamakan beban 1 di supply melalui kabel dengan diameter 50 sqmm dengan panjang 50 meter dan beban 2 disupply melalui kabel 25 sqmm dengan panjang 30 meter. Kabel grounding memiliki ukuran yang sama dengan kabel phase dan resistansi pada bagian F-E diasumsikan NOL.

Dari persamaan tentang resistansi, R=\rho l/S, maka impedansi loop fault adalah

Z_{loop}=2\times[\rho\times(\frac{30}{25}+\frac{50}{50}) . Dimana \rho =22.5\times 10^{-3} \Omega .mm2/mZ_{loop}=2\times 22.5\times 10^{-3}\times 2.2Z_{loop}= 99 m\Omega

Kita akan mengasumsikan tegangan saat terjadinya second fault adalah 0.8 V (line-line). Nilai 0.8 ini dianggap cukup worst case untuk memastikan unti proteksi bekerja. Dengan mengasumsikan U_{AJ}=0.8U_n=400\times 0.8 =320 V maka kita dapat arus gangguan (If), I_f=\frac{320}{99\times 10^{-3}}=3232 A.

Akibat arus gangguan sebesar If tersebut maka terdapat beda potensial antara beban 1 (p1) dan beban 2(p2), sebesar ZDGIf=Zloop/2 x If =159 volt.

Body dari beban 1 (p1) akan mengalami kenaikan tegangan terhadap tanah sebesar Z_{FG}I_f=(\rho\frac{50}{50})(I_f)=22.5\times 10^{-3}\times 3232 =73 V

Body dari beban 2 (p2) akan mengalami kenaikan tegangan terhadap tanah sebesar Z_{DE}I_f=(\rho\frac{30}{25})(I_f)=22.5\times 10^{-3}\times 3232 =87 V

Nilai ini jelas melebihi batas minimum yang dipersyaratkan oleh IEC dan harus diamankan kurang dari 5 seconds(lihat posting Pentanahan 4) .

Second fault terjadi di remote system.

Apa yang terjadi jika second fault terjadi di beban 3 (p3)? Untuk hal ini, maka arus gangguan yang kembali akan ditentukan oleh besarnya rp dan rp3. Kita asumsikan bahwa rp= 10 ohm dan rp3=15 ohm. Maka kita akan mendapatkan sebuah rangkaian serial dari V3-cable phase- load 1(p1)grounding conductor (of load 1)-rp-rp3-grounding conductor (of load 3)- load 3 (p3) – conductor of load 3 (p1). Umumnya rsistansi elektrode pentanahan (rp dan rp3) memiliki orde jauh lebih tingi daripada resistansti conductor. Lihat ilustrasi dibawah ini.

Jadi beda potensial antara permukaan load 1, yang fault, dengan ground adalah \frac{400}{10+15}\times 10 = 160 V. sesuai dengan hukum pembagi tegangan.

Beda potensial di permukaan load 3 dengan ground adalah \frac{400}{10+15}\times 15=240V.

terlihat jelas bahwa menghindari terjadinya remote load pada sistem IT sangat membantu menurunkan tegangan sentuh.

Aug 222011
 

Unit instantaneous akan sangat efektif ketika diaplikasikan pada suatu system yang memilki impedansi jauh lebih besar dibandingkan impedansi pembangkit. Unit instantaneous memiliki keuntungan fundamental yaitu:

  • Mengurangi waktu eksekusi relai saat gangguan besar terjadi.
  • Untuk menghindari kehilangan selektivitas saat relai dengan karakteristik berbeda dipakai. Instantaneous unit menghindarkan terjadinya crossing.

Kriteria setting untuk unit instantaneous bervariasi bergantung dilokasi mana ia diterapkan. Kita bisa mengkategorikan dalam tiga group elemen:penyulang antar substation, penyulang distribusi dan transformer unit.

1. Penyulang antar substation

Setting unit instantaneous diambil 125% dari arus  arus symmetrical r.m.s pada kondisi maximum fault level di substation didepannya. Prosedur ini dimulai dari substation terjauh, lalu dilanjutkan maju kearah sumber. Saat karakteristik dua relai berpotongan di suatu titik ampere fault tertentu, dimana ini mempersulit terjadinya selektivitas, saat inilah kita set instantaneous unit di substation terjauh kesuatu nilai sedemikian hingga relainya akan berkerja pada nilai fault yang sedikit lebih rendah. Hal ini menghindarkan terjadinya loss coordination dengan upstream substation. Pemberian jarak 25% pada tiap instantaneous unit dengan downstream substation mungkin diperlukan jika penyulang mengandung DC komponen yang cukup besar. Hal ini diperlukan untuk menghindarkan overlapping.

2.  Penyulang distribusi

Setting instantaneous unit pada penyulang distribusi yang hanya menyplai transformer MV/LV diperlakukan berbeda dari penyulang nomor 1; dikarenakan penyulang tersebut merupakan akhir dari jaringan medium voltage. Unit ini tidak perlu memiliki koordiansi dengan upstream network, sehinga dua kemungkinan dibawah ini bisa dipakai sebagai setting.

  1. 50% dari maximum short circuit yagn terjadi dititik koneksi CT relai tersebut.
  2. Antara 6-10 kali dari rating maximum jaringan.

3. Transformer unit

Instantaneous unit yang dipasang pada sisi primer dari transformer unit di set pada 125%- 150% maximum short circuit pada sisi sekundernya, mengacu pada sisi tegangan tinggi. Nilai ini dipilih untuk menghindari terjadinya salah operasi karena magnetic inrush current saat transformer di-energized. Jika instantaneous unit transformer dan instantaneous unit dari penyulang distribusi memilki nilai ampere ganggguan yang sama, maka instantaneous unit transformer perlu ditimpa (overridden) untuk menghindarkan terjadinya kehilangan selektivitas antar relai; kecuali jika terdapat jalur komunikasi untuk men-disable instantaneous unit transformer saat instantaneous unit penyulang teraktivasi.

%d bloggers like this: