Membatasi arus hubung singkat
Pada instalasi tegangan menengah dan tinggi, arus hubung singkat merupakan fungsi dari tegangan dan reaktansi induktif sistem distribusi. Untuk membatasi arus hubung singkat pada tingkat tegangan yang sama, satu-satunya metode adalah dengan meningkatkan reaktansi induktif yang terlihat di lokasi gangguan.
Hal ini dapat dilakukan dengan meningkatkan induktansi rangkaian, atau dengan menghilangkan bagian-bagian rangkaian dari jalur gangguan. Cara pertama dilakukan dengan menambahkan reaktor, cara kedua dengan pembatas arus.
1. Penggunaan reaktor
Reaktor dapat dipasang di mana saja dalam rangkaian distribusi untuk membatasi arus gangguan. Karena pada dasarnya reaktor merupakan reaktansi induktif linier, impedansinya akan bertambah secara aritmetika ke impedansi sistem dan menghasilkan pengurangan arus gangguan.
Selama operasi normal, faktor daya beban mendekati 0,9 dan penurunan tegangan akibat arus yang mengalir melalui reaktor berada dalam kuadratur dengan tegangan beban. Oleh karena itu, pengaturan tegangan biasanya memuaskan.
Contoh instalasi yang umum ditunjukkan pada Gambar 1. Reaktor akan membatasi kontribusi generator terhadap arus hubung singkat dengan secara efektif meningkatkan impedansi mesin yang memasok gangguan melalui penghubung bus.
Karena hanya sebagian kecil dari arus start motor yang akan mengalir melalui penghubung bus dalam kondisi operasi normal, reaktor tidak akan mengganggu start motor sejauh jika dipasang secara seri dengan setiap generator.
2. Penggunaan perangkat pembatas arus
Sebagaimana dijelaskan pada bagian berikut, pembatas arus adalah perangkat non-linier yang memiliki dua keadaan:
- Konduktif (dengan impedansi hampir nol)
- Pembatasan (resistansi tinggi)
Selama pengoperasian normal, pembatas arus bertindak sebagai konduktor dan oleh karena itu tidak memengaruhi sistem distribusi dengan cara apa pun. Saat membatasi arus, ia secara efektif memasukkan resistansi tinggi ke dalam rangkaian, sehingga sangat membatasi besarnya arus hubung singkat yang mengalir melaluinya.
Lokasi pemasangan pembatas arus mirip dengan lokasi pemasangan reaktor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Bagaimana cara kerja pembatas arus?
Pembatas arus adalah kombinasi paralel dari batang tembaga dan sekering pembatas arus . Selama operasi normal, arus beban mengalir melalui batang tembaga yang secara efektif menyebabkan korsleting pada sekering. Inilah alasan mengapa pembatas arus tidak berpengaruh pada sistem distribusi dalam operasi normal.
Namun, jika terjadi korsleting, perlu untuk menghentikan aliran arus melalui batang tembaga dan memaksa arus melewati sekering pembatas arus. Hal ini harus dilakukan jauh sebelum nilai arus korsleting puncak tercapai jika ingin terjadi pembatasan.
Oleh karena itu, diperlukan perangkat pemicu yang bekerja cepat.
Hal ini, bersama dengan muatan bahan peledak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, akan menyebabkan kerusakan langsung pada jalur konduksi melalui batang tembaga.
Arus gangguan kemudian akan mengalir melalui sekering pembatas arus hingga arus nol alami pertama tercapai. Setelah arus nol ini, arus gangguan melalui pembatas arus akan menjadi nol.
Urutan ini ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah ini.
Cara pembatas arus akan mengurangi arus hubung singkat dapat dilihat ketika mempertimbangkan gangguan pada Bus A pada Gambar 2. Setiap generator yang beroperasi akan berkontribusi pada arus gangguan dan dengan demikian sebagian besar akan mengalir melalui pemutus sirkuit penghubung bus.
Pembatas arus akan sangat mengurangi besarnya arus gangguan yang mengalir melalui penghubung bus sehingga mengurangi total arus di lokasi gangguan.
Gambar 5 menunjukkan kontribusi arus gangguan dari sumber pada Bus A dan Bus B. Untuk memudahkan pemahaman Gambar 5, diasumsikan bahwa kontribusi dari Bus B lebih besar. Seperti yang terlihat pada Gambar 5, arus yang mengalir melalui bus-tie dibatasi hingga nilai yang jauh lebih rendah daripada arus hubung singkat prospektif dari sumber pada Bus B.
Arus ini dibatasi jauh sebelum puncak pertama arus hubung singkat dari Bus B terjadi . Oleh karena itu, pembatas arus mengurangi baik arus puncak maupun arus pemutus. Setelah pengoperasian pembatas arus, satu-satunya arus gangguan yang akan diputus oleh pemutus sirkuit pada Bus A adalah arus yang dihasilkan oleh sumber daya pada Bus A.
Seandainya pembatas arus tidak dipasang pada penghubung bus, arus hubung singkat maksimum akan melebihi kapasitas puncak dan kapasitas pemutusan sakelar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Kesimpulan
Pembatas arus merupakan solusi yang baik untuk mengatasi masalah arus hubung singkat yang terlalu tinggi di lokasi industri .
Kegunaannya telah terbukti selama bertahun-tahun dan, selain mengatasi kerusakan parah, alat ini juga mengurangi beban pada peralatan yang sehat dengan membatasi arus puncak dan dengan demikian mengurangi tekanan mekanis yang dialami peralatan di hilir.
