Sunday, September 21, 2014

Pengenalan Sistem Perlindungan

Assalamualaikum..

Talian penghantaran dan peralatan-peralatan yang terdapat dalam pencawang terdedah kepada sebarang jenis kerosakan. Tujuan sistem perlindungan adalah untuk mengurangkan kerosakan kepada peralatan di samping mengasingkan kerosakan dari sistem dengan kadar yang segera. Selain itu, sistem perlindungan juga bertujuan memastikan sistem sentiasa berada dalam keadaan yang baik dan stabil. Gangguan bekalan elektrik kepada pengguna dapat diminimakan dengan adanya sistem perlindungan.

pengenalan sistem perlindungan elektrik

Apabila kerosakan gagal diasingkan dalam kadar/tempoh masa yang sepatutnya, ini akan menyebabkan:

1) sistem tidak stabil dan mendedahkan sistem kepada kerosakan yang lebih besar.
2) memendekkan jangka hayat peralatan
3) kualiti dan kebolehharapan sistem menurun
4) gangguan bekalan kepada pengguna samada gangguan bersifat sementara atau kekal (blackout) dan sebagainya.

Di antara punca-punca yang menyebabkan berlakunya kerosakan atau "fault" dalam sistem kuasa adalah seperti:

1) Arus lampau samada disebabkan oleh litar pintas (short circuit) atau arus melebihi kadar boleh bawa arus (current carrying capacity) sesuatu peralatan.
2) Kejadian alam dan bencara seperti kilat, banjir, ribut/angin kencang, kebakaran dan sebagainya.
3) gangguan / pencerobohan oleh binatang liar dan oleh manusia yang tidak bertanggungjawab.
4) kecuaian oleh petugas dalam melakukan pengujian peralatan atau menatah/menkonfigurasikan litar/skima sistem perlindungan.
5) kemalangan seperti menara tumbang, sentuhan jentera berat, dan sebagainya.
6) disebabkan oleh jangka hayat atau kebolehoperasian peralatan yang berkurang dan banyak lagi kemungkinan punca-punca yang lain.
  

Geganti Kerosakan Bumi Terhad Aka Restricted Earth Fault (REF) Relay

Bismillahirrahmanirrahim..

Assalamualaikum..

Geganti Kerosakan Bumi Terhad (Restricted Earth Fault relay, REF) digunakan sebagai perlindungan utama selain geganti Perbezaan bagi melindungi alatubah dari kerosakan ke bumi dalam belitan HV (HV winding) atau belitan LV (LV winding). Setiap belitan HV dan LV mempunyai geganti REF setiap satu. Geganti ini tidak dapat mengesan kerosakan fasa ke fasa atau kerosakan 3 fasa (tanpa menyentuh bumi) kerana sempadan perlindungannya ialah dari pengubah arus sebelah primer (primary / HV) sehingga pengubah arus yang dipasang pada neutral primer / HV bagi belitan sebelah primer / HV manakala bagi belitan sebelah sekunder / LV, sempadan perlindungannya ialah dari pengubah arus sekunder / LV sehingga pengubah arus yang dipasang pada neutral sekunder / LV. Geganti ini dapat digunakan untuk melindungi alatubah jenis Y-Y mahupun Y-Delta di mana bagi alatubah Y-Delta, alatubah Zig-Zag akan disambung pada sebelah belitan sekunder / LV supaya sambungan neutral dapat disediakan untuk arus pulang (return current) dan juga untuk sambungan alatubah pada neutral sekunder / LV. 

Rajah 1 menunjukkan operasi geganti kerosakan bumi terhad. Apabila berlaku kerosakan ke bumi samada dalam belitan primer / HV atau belitan sekunder / LV, tiada arus yang akan mengalir melalui salah satu pengubah arus (masukan kepada geganti REF) menyebabkan terdapat arus baki yang mengalir masuk ke dalam geganti REF di mana arus ini melebihi nilai tatahan arus (setting / pick up current). Geganti seterusnya akan menghantar isyarat kepada geganti pelantikan (Master Trip relay) yang seterusnya akan menghantar isyarat pelantikan kepada kedua-dua pemutus litar iaitu sebelah primer / HV dan juga sebelah sekunder / LV. Tiada lengah masa pelantikan disebabkan geganti REF adalah perlindungan utama bagi alatubah selain geganti jenis Perbezaan (Differential relay). 

Operasi Geganti Kerosakan Bumi Terhad - restricted earth fault relay
Rajah 1: Operasi Geganti Kerosakan Bumi Terhad

Rajah 2 dan Rajah 3 menunjukkan operasi geganti REF bagi kerosakan luar zon (outzone) dan kerosakan dalam zon (inzone) masing-masing. Bagi kerosakan luar zon, geganti REF dalam keadaan stabil di mana tiada arus baki mengalir masuk ke dalam geganti REF selagi nilai arus kerosakan tersebut tidak melebihi gandaan arus (biasanya 15 kali muatan alatubah) seperti dalam pengiraan tatahan arus geganti dan juga nilai voltan titik lutut (knee point voltage) pengubah arus yang digunakan (biasanya ditatah nilai voltan merentasi geganti tidak melebihi separuh nilai voltan titik lutut). 

Rajah 2: Operasi geganti REF bagi kerosakan luar zon

Rajah 3: Operasi geganti REF bagi kerosakan dalam zon

"Segala ilmu adalah milik Allah, kita hanya diberi pinjam"

Saturday, September 20, 2014

Geganti Jarak Aka Distance Relay

Bismillahirrahmanirrahim..

Assalamualaikum..

Post kali ini berkenaan geganti jarak. Apa itu geganti jarak? Geganti jarak atau dalam bahasa Inggerisnya dipanggil "distance relay" biasanya digunakan untuk melindungi talian penghantaran daripada sebarang kerosakan (atau "fault") yang boleh menyebabkan bahaya kepada sistem kuasa dan peralatannya. Ianya boleh digunakan sebagai perlindungan utama (main protection) atau sebagai perlindungan bantuan (back up) untuk melindungi talian penghantaran daripada sebarang jenis kerosakan sementara (transient) atau kerosakan kekal (permanent). Jika digunakan sebagai perlindungan bantuan, biasanya geganti perbezaan (differential) digunakan sebagai perlindungan utama. Terdapat juga geganti jarak yang digunakan sebagai perlindungan bantuan untuk melindungi alatubah (transformer). 

Geganti jarak juga disebut sebagai geganti galangan (impedance relay). Ini kerana penentuan lokasi kerosakan diukur berdasarkan pengiraan galangan (impedance) dari lokasi kerosakan sehingga ke titik pengukuran geganti. Geganti perlindungan juga biasanya digunakan untuk melindungi talian penghantaran voltan tinggi 132kV, 275kV dan 500kV di mana tahap voltan yang lebih rendah akan menggunakan geganti arus-lebih (over-current) atau geganti wayar-pandu (pilot-wire).

Rajah 1 menunjukkan skima asas perlindungan jarak bagi sesuatu talian penghantaran. Input-input untuk pengiraan galangan/jarak kerosakan ialah nilai voltan dan arus tiga fasa yang diperolehi daripada pengubah voltan (voltage transformer) dan pengubah arus (current transformer) masing-masing. Voltan dan arus tiga fasa terlebih dahulu perlu dituras (filter) untuk membuang unsur-unsur harmonik yang ada disebabkan oleh arka (arcing) kerosakan. Gelombang voltan dan arus yang telah dituras kemudiannya akan disampel pada frekuensi tertentu sebelum digunakan secara digital dalam geganti jarak. Geganti jarak akan membandingkan nilai galangan yang diukur dengan galangan tatahan (setting impedance) untuk menentukan samada kerosakan berlaku di dalam atau di luar zon yang dilindungi. Jika nilai galangan yang diukur lebih rendah berbanding nilai galangan tatahan, isyarat pelantikan (trip signal) akan dihantar kepada pemutus litar (circuit breaker) untuk memutuskan talian.



Rajah 1: Skima Perlindungan Geganti Jarak

Terdapat pelbagai jenis/ciri geganti jarak iaitu Mho, Quadrilateral, Reactance, Admittance, Polarised-Mho dan berbagai jenis lagi. Setiap jenis geganti jarak ini mempunyai tujuan yang berbeza dan mempunyai perbezaan dari segi teori. Rajah 2 menunjukkan geganti jarak jenis Mho yang mana ciri zon perlindungan adalah berbentuk bulat. Sekiranya jarak/galangan kerosakan lebih rendah berbanding dengan jarak/galangan tatahan berbentuk bulatan tersebut, isyarat pelantikan akan dihantar kepada pemutus litar dalam masa yang telah ditetapkan bagi zon tersebut (tatahan masa). Zn ialah tatahan capaian (reach setting). Geganti jarak jenis Mho biasanya digunakan untuk melindungi talian penghantaran yang panjang berbanding geganti jarak jenis Quadrilateral (sisiempat). Bagi talian penghantaran yang panjang, galangan talian yang tinggi mampu mengurangkan kesan galangan/rintangan kerosakan (fault impedance/resistance) ke atas ketepatan geganti jarak. 


Rajah 2: Geganti Jarak jenis Mho

Geganti jarak mempunyai beberapa zon perlindungan dan biasanya terdapat 4 jenis zon berserta peratus jarak perlindungan yang berbeza dari pencawang lokal seperti berikut:

1) Zon 1: 80-85 % dari pencawang lokal

2) Zon 2: 100 % talian utama + 20 % dari talian berikutnya (untuk talian jenis radial/spur) atau 100 % talian utama + 50 % talian terpendek berikutnya.
3) Zon 3: 100 % talian utama + 100 % talian berikutnya.
4) Zon 3 terbalik: 20 % talian sebelumnya

Zon 1 adalah zon perlindungan utama di mana jika kerosakan berlaku dalam zon tersebut, isyarat pelantikan terus dihantar ke pemutus litar tanpa lengah masa. Zon 2, Zon 3 dan Zon 3 terbalik, zon-zon ini digunakan sebagai bantuan (back up) kepada perlindungan utama yang lain yang digunakan samada untuk melindungi talian utama, talian berikutnya atau talian sebelumnya. Masa lengah bagi Zon 2 ialah dalam 300 ms, manakala bagi Zon 3 dan Zon 3 terbalik pula ialah 3000 ms. Zon 3 terbalik digunakan sebagai bantuan kepada perlindungan utama talian sebelumnya terutama sekali perlindungan busbar pencawang tersebut. Alternatif kepada Zon 3 terbalik ialah Zon 3 offset di mana selain melihat ke hadapan menggantikan Zon 3, Zon 3 offset juga melindungi sebanyak 20 % talian sebelumnya. (*cuba cari maksud offset dalam bahasa Melayu, tetapi tiada yang maksudnya setara). Zon-zon perlindungan bagi geganti jarak ditunjukkan dalam Rajah 3.




Rajah 3: Zon Perlindungan Geganti Jarak

Salam Perkenalan

Assalamualaikum & Salam Sejahtera..

Ini adalah post pertama untuk blog yang baru ditubuhkan. Tujuan blog ini ditubuhkan sekadar berkongsi ilmu berkenaan perlindungan sistem kuasa di Malaysia. Para pembaca bebas memberikan pandangan dan komen pada mana-mana post dalam blog ini. Semoga ianya bermanfaat untuk kita semua.


Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...