Jenis-jenis Gangguan dan Efek pada Sistem Tenaga Listrik
Sistem tenaga listrik tumbuh dalam ukuran dan kompleksitas di semua sektor seperti pembangkit, transmisi, distribusi, dan sistem beban. Jenis gangguan seperti kondisi hubung singkat (short) dalam jaringan sistem tenaga menghasilkan kerugian ekonomi yang parah dan mengurangi keandalan sistem kelistrikan.
Gangguan listrik adalah kondisi abnormal, yang disebabkan oleh kegagalan peralatan seperti transformator dan mesin berputar, gangguan manusia dan kondisi lingkungan. gangguan tesis ini menyebabkan gangguan pada aliran listrik, kerusakan peralatan dan bahkan menyebabkan kematian manusia, burung, dan hewan.
Tetapi ketika gangguan terjadi, itu menyebabkan arus terlalu tinggi mengalir yang menyebabkan kerusakan pada peralatan dan perangkat. Deteksi dan analisis gangguan diperlukan untuk memilih atau merancang peralatan switchgear yang sesuai, relay elektromekanis, pemutus rangkaian, dan perangkat perlindungan lainnya.
Terutama ada dua jenis gangguan dalam sistem tenaga listrik. Itu adalah gangguan simetris dan tidak simetris.
Hanya 2-5 persen dari gangguan sistem adalah gangguan simetris. Jika gangguan ini terjadi, sistem tetap seimbang tetapi mengakibatkan kerusakan parah pada peralatan sistem tenaga listrik.
Gambar di atas menunjukkan dua jenis gangguan simetris 3 phase. Analisis gangguan ini mudah dan biasanya dilakukan per basis phase. Diperlukan analisis atau informasi gangguan 3 phase untuk memilih relay set-phase, kapasitas pecah pemutus rangkaian, dan peringkat switchgear pelindung.
Gangguan listrik line to ground (LG) adalah gangguan yang paling umum dan 65-70 persen dari gangguan listrik jenis ini.
Itu menyebabkan konduktor menjalankan kontak dengan ground atau tanah. 15 hingga 20 persen dari gangguan adalah garis ganda ke ground dan menyebabkan kedua konduktor menjalankan kontak dengan ground.
Gangguan line to line terjadi ketika dua konduktor menjalankan kontak satu sama lain terutama saat mengayunkan garis karena angin dan 5- 10 persen dari gangguan listrik adalah dari jenis ini.
Ini juga disebut gangguan listrik tidak seimbang karena kemunculannya menyebabkan ketidakseimbangan dalam sistem. Ketidakseimbangan sistem berarti bahwa nilai impedansi berbeda di setiap phase yang menyebabkan arus tidak seimbang mengalir dalam phase. Ini lebih sulit untuk dianalisis dan dilakukan per basis phase mirip dengan gangguan seimbang 3 phase.
Beberapa perangkat pembatas gangguan listrik ini termasuk sekring (fuse), pemutus rangkaian (circuit breaker), relay, dll. Akan dibahas di bawah ini.
Gangguan listrik adalah kondisi abnormal, yang disebabkan oleh kegagalan peralatan seperti transformator dan mesin berputar, gangguan manusia dan kondisi lingkungan. gangguan tesis ini menyebabkan gangguan pada aliran listrik, kerusakan peralatan dan bahkan menyebabkan kematian manusia, burung, dan hewan.
Gangguan dalam Sistem Tenaga Listrik
Gangguan listrik adalah penyimpangan tegangan dan arus dari nilai nominal atau status. Dalam kondisi operasi normal, peralatan atau saluran sistem daya membawa tegangan dan arus normal yang menghasilkan pengoperasian sistem yang lebih aman.Tetapi ketika gangguan terjadi, itu menyebabkan arus terlalu tinggi mengalir yang menyebabkan kerusakan pada peralatan dan perangkat. Deteksi dan analisis gangguan diperlukan untuk memilih atau merancang peralatan switchgear yang sesuai, relay elektromekanis, pemutus rangkaian, dan perangkat perlindungan lainnya.
Terutama ada dua jenis gangguan dalam sistem tenaga listrik. Itu adalah gangguan simetris dan tidak simetris.
1. Gangguan Listrik Simetris
Ini adalah gangguan listrik yang sangat parah dan jarang terjadi di sistem tenaga. Ini juga disebut sebagai gangguan seimbang dan terdiri dari dua jenis yaitu line ke line ke line ke ground (LLLG) dan line ke line ke line (LLL).Hanya 2-5 persen dari gangguan sistem adalah gangguan simetris. Jika gangguan ini terjadi, sistem tetap seimbang tetapi mengakibatkan kerusakan parah pada peralatan sistem tenaga listrik.
Gambar di atas menunjukkan dua jenis gangguan simetris 3 phase. Analisis gangguan ini mudah dan biasanya dilakukan per basis phase. Diperlukan analisis atau informasi gangguan 3 phase untuk memilih relay set-phase, kapasitas pecah pemutus rangkaian, dan peringkat switchgear pelindung.
2. Gangguan Listrik Tidak Simetris
Ini sangat umum dan kurang parah daripada gangguan listrik simetris. Terutama ada tiga jenis yaitu gangguan line to ground (LG), line to line (LL) dan double line to ground (LL-G).Gangguan listrik line to ground (LG) adalah gangguan yang paling umum dan 65-70 persen dari gangguan listrik jenis ini.
Itu menyebabkan konduktor menjalankan kontak dengan ground atau tanah. 15 hingga 20 persen dari gangguan adalah garis ganda ke ground dan menyebabkan kedua konduktor menjalankan kontak dengan ground.
Gangguan line to line terjadi ketika dua konduktor menjalankan kontak satu sama lain terutama saat mengayunkan garis karena angin dan 5- 10 persen dari gangguan listrik adalah dari jenis ini.
Ini juga disebut gangguan listrik tidak seimbang karena kemunculannya menyebabkan ketidakseimbangan dalam sistem. Ketidakseimbangan sistem berarti bahwa nilai impedansi berbeda di setiap phase yang menyebabkan arus tidak seimbang mengalir dalam phase. Ini lebih sulit untuk dianalisis dan dilakukan per basis phase mirip dengan gangguan seimbang 3 phase.
Penyebab Gangguan Listrik
• Kondisi Cuaca
Termasuk pemadaman listrik, hujan lebat, angin kencang, pengendapan garam pada saluran udara dan konduktor, akumulasi salju dan es pada saluran transmisi, dll. Kondisi lingkungan ini mengganggu supply listrik dan juga merusak instalasi listrik.• Kerusakan Peralatan
Berbagai peralatan listrik seperti generator, motor, transformator, reaktor, perangkat switching, dll. Menyebabkan gangguan hubung singkat karena kegagalan fungsi, penuaan, kegagalan isolasi kabel dan belitan. Kegagalan ini menghasilkan arus tinggi mengalir melalui perangkat atau peralatan yang selanjutnya merusaknya.• Gangguan Manusia
Gangguan Listrik juga disebabkan karena gangguan manusia seperti memilih peringkat peralatan atau perangkat yang tidak tepat, melupakan komponen konduktif logam atau listrik setelah diservice atau dirawat, mengganti rangkaian saat sedang diservice, dll.• Asap Api
Ionisasi udara, akibat partikel asap, yang mengelilingi saluran udara menghasilkan percikan antara garis atau antara konduktor ke isolator. Flashover ini menyebabkan isolator kehilangan kapasitas karena tegangan tinggi.Efek Gangguan Listrik
• Aliran Arus Lebih
Ketika gangguan terjadi, ia menciptakan jalur impedansi yang sangat rendah untuk aliran arus. Hal ini menghasilkan arus yang sangat tinggi yang diambil dari supply, menyebabkan tripping relay, kerusakan insulasi dan komponen peralatan.• Bahaya terhadap personel yang beroperasi
Terjadinya gangguan juga dapat menyebabkan guncangan pada individu. Keparahan sengatan tergantung pada arus dan tegangan di lokasi gangguan dan bahkan dapat menyebabkan kematian.• Kehilangan peralatan
Arus yang deras karena gangguan hubung singkat mengakibatkan komponen terbakar sepenuhnya yang menyebabkan tidak berfungsinya peralatan atau perangkat. Terkadang kebakaran hebat menyebabkan kerusakan total peralatan.• Mengganggu rangkaian/komponen aktif yang saling berhubungan
Gangguan tidak hanya mempengaruhi lokasi di mana mereka terjadi tetapi juga mengganggu rangkaian aktif yang saling terhubung ke jalur yang rusak.• Kebakaran listrik
Hubung singkat atau konslet (short) menyebabkan limpasan dan percikan api karena ionisasi udara antara dua jalur penghantar yang selanjutnya mengarah ke api seperti yang sering kita amati dalam berita seperti kebakaran kompleks gedung dan pertokoan.Perangkat Pembatas Masalah/Gangguan Listrik
Dimungkinkan untuk meminimalkan penyebab seperti gangguan manusia, tetapi bukan perubahan lingkungan. Pembersihan gangguan adalah tugas penting dalam jaringan sistem tenaga. Jika kita berhasil mengacaukan atau memutus sirkuit ketika terjadi gangguan, itu mengurangi kerusakan yang cukup besar pada peralatan dan juga properti.Beberapa perangkat pembatas gangguan listrik ini termasuk sekring (fuse), pemutus rangkaian (circuit breaker), relay, dll. Akan dibahas di bawah ini.
• Sekring (Fuse)
Sekring adalah perangkat pelindung utama. Ini adalah kawat tipis yang tertutup selubung atau kaca yang menghubungkan dua bagian logam. Kawat ini meleleh ketika arus berlebih mengalir di rangkaian. Jenis sekring tergantung pada tegangan untuk mengoperasikannya. Diperlukan penggantian kawat secara manual begitu sekring putus.• Pemutus rangkaian (Circuit breaker)
Pemutus rangkaian membuat rangkaian normal dan juga rusak pada kondisi abnormal. Ini menyebabkan tripping rangkaian secara otomatis ketika terjadi gangguan. Ini dapat menjadi pemutus rangkaian elektromekanis seperti pemutus rangkaian vakum/minyak dll, atau pemutus rangkaian elektronik ultrafast.• Relay
Sakelar pengoperasian berbasis kondisi. Terdiri dari coil magnetik dan kontak yang biasanya terbuka dan tertutup. Terjadinya gangguan meningkatkan arus yang memberi energi pada coil relay, menghasilkan kontak untuk beroperasi sehingga rangkaian terputus dari aliran arus. Relay pelindung terdiri dari berbagai jenis seperti relay impedansi, relay mho, dll.• Perangkat perlindungan daya penerangan
Ini termasuk penahan cahaya dan perangkat pentanahan untuk melindungi sistem terhadap penerangan dan tegangan lonjakan.Aplikasi Berbasis Analisis Gangguan 3 phase
Kita dapat menganalisis gangguan 3 phase dengan menggunakan rangkaian sederhana seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Dalam gangguan sementara dan permanen ini dibuat oleh sakelar gangguan. Jika kita menekan tombol sekali sebagai gangguan sementara, pengaturan pengatur waktu akan menurunkan beban dan juga mengembalikan catu daya kembali ke beban. Jika kita menekan tombol ini untuk waktu tertentu sebagai gangguan permanen, sistem ini sepenuhnya mematikan beban dengan pengaturan relay.