Mencegah Arus Inrush Tinggi pada Pemutusan Kapasitor: Strategi Terbukti untuk Sistem Daya Handal
Cara Mencegah Arus Inrush Tinggi pada Pemutusan Kapasitor?
Pengenalan Arus Inrush Tinggi pada Pemutusan Kapasitor
Aplikasi pemutusan kapasitansi tidak hanya terbatas pada arus kapasitif, tetapi juga diterapkan dalam proses pengaktifan bank kapasitor, garis atas, dan kabel. Pemutusan bank kapasitor diketahui sebagai penyebab nilai tegangan transien yang sangat besar di seluruh kontak saklar sirkuit.
Pemutusan kapasitif ditandai umumnya dengan pemutusan arus rendah hingga sedang dalam jaringan industri atau publik, dan oleh laju kenaikan tegangan pemulihan yang rendah. Saklar sirkuit (CB) baru yang klaim memiliki umur mekanik dan listrik yang panjang tanpa perawatan tampaknya paling cocok untuk tugas pemutusan ini. SF6 puffer yang baru dikembangkan dirancang untuk performa yang lebih baik dengan lebih sedikit interupter per tiang, namun jelas skenario ideal tidak dapat tercapai.
Dalam sirkuit sistem daya di mana saklar sirkuit memiliki aplikasi luas untuk mencegah kerusakan, ketidakseimbangan tegangan di seluruh terminal saklar sirkuit dapat menyebabkan arus inrush tinggi. Itulah mengapa setiap gangguan dalam arus kapasitif dapat menyebabkan masalah dalam dielektrik yang digunakan untuk pemutusan perangkat. Kapasitor dalam bank kapasitor dapat rusak akibat arus inrush yang berat.
Dalam sistem daya, banyak bank kapasitor terpusat yang ada untuk mengatur tegangan, untuk meningkatkan PF (faktor daya) dan bank kapasitor juga memiliki banyak aplikasi dalam penyaringan harmonik tinggi dalam seluruh sistem.
Dalam proses distribusi sistem daya, terdapat jaringan kabel yang menghasilkan beban kapasitif. Ketika terjadi gangguan arus dalam sistem, beban kapasitif terisi dan muatan ini pada kapasitor membuka sirkuit untuk kerusakan akibat re-ignition dielektrik serta menghasilkan over-voltage tinggi.
Ketika arus inrush besar mulai mengalir melalui substasi, sistem dipaksa untuk menghadapi konsekuensi yang terjadi dalam sistem perlindungan dan juga saat pemutusan ketika tegangan yang ada di garis mulai osilasi pada frekuensi sedikit lebih rendah, maka magnitudo-nya menjadi sama dengan dua kali tegangan puncak yang ada dalam sirkuit yang dapat menyebabkan bahaya parah. Dalam artikel ini akan dibahas bagaimana kita dapat meminimalkan arus inrush tinggi dan apa rekomendasi dasar untuknya.
Metode Penempatan Kapasitor untuk Mencegah Arus Inrush
Ada dua cara untuk menempatkan kapasitor sehingga arus inrush dapat diminimalkan hingga menjadi sangat kecil. Kedua metode ini dijelaskan satu per satu.
Sirkuit Bank Kapasitor Tunggal
Skenario Pertama
Pertimbangkan sirkuit di atas, ini adalah sirkuit satu fase dan memiliki elemen terpusat untuk sirkuit kapasitif. Sirkuit ini memiliki saklar sirkuit yang menutup kontaknya pada setiap gangguan, satu kapasitor, dan dua induktor yang ada dalam sirkuit dengan asumsi resistansi sirkuit sekitarnya nol dan nilai induktor L1 lebih besar dari L2.
Saklar sirkuit ada dalam sirkuit untuk menentukan gangguan dalam sirkuit. Bentuk sirkuit ini disebut bank kapasitor terisolasi.
Dalam kasus ini, arus bergantung pada parameter sirkuit dan kondisi awal sirkuit. Asumsikan kapasitor diisi tegangan v0 pada waktu t0. Arus dapat dihitung dari ekspresi;
Di mana:
Dalam skenario ini, karena redaman, arus akan menurun dan arus keseluruhan dalam sirkuit akan terbentuk.
Sirkuit Bank Kapasitor Back-to-Back
Skenario Kedua:
Skenario ini dikenal sebagai pemutusan kapasitif bank ke bank. Pertimbangkan diagram untuk itu.
Dalam kasus ini, terdapat dua kapasitor dan dua induktor ketika saklar sirkuit ditutup pada gangguan jika terjadi kerusakan dielektrik di titik b-b’ (yaitu selisih tegangan di dua kontak saklar sirkuit), maka ekspresi arus dapat dihitung sebagai
Di mana:
Dalam arus ini dapat mencapai sekitar sepuluh kali lebih besar dari arus puncak yang ada dalam sirkuit, namun arus ini hanya dapat mempengaruhi satu kapasitor (lokal) dan sisa sistem akan aman.
Langkah-langkah Mencegah Arus Inrush Tinggi
Berikut adalah beberapa rekomendasi untuk mengatasi arus inrush tinggi ini.
- Harus ada resistor yang ada dalam sirkuit karena resistansi akan meningkatkan arus akan digunakan hingga beberapa level.
- Reactansi ekstra dapat ditempatkan dalam sistem karena dengan penempatan reactansi ekstra akan ada kehilangan energi ekstra dalam sistem bersama dengan pengurangan efek kapasitor.
Pemutusan Sinkron
Seperti yang kita ketahui, over-voltage tinggi dibuat oleh kerusakan dielektrik di antara kontak saklar sirkuit, kita harus menghapus masalah ini secara permanen. Jadi untuk menghapus masalah over-voltage tinggi, harus dipastikan bahwa ketika dalam situasi gangguan apapun saklar sirkuit ditutup, tidak boleh ada selisih tegangan di antara kontak CB.
Seseorang tidak dapat mencapai situasi ideal karena faktor plus dan minus selalu ada, jadi pemutusan sinkron adalah salah satu solusi. Jadi sebuah perangkat telah diproduksi dengan nama SmartClose Capacitor switch yang dapat mengubah setiap bank menjadi bank sinkron dengan menggunakan sensor.
Fitur dan Cara Kerja SmartClose Switch.
Perangkat ini memiliki 6 sensor tegangan yang mendeteksi bentuk gelombang tegangan pada sisi kapasitor dan sisi sumber dari setiap interupter. Perintah penutupan yang dikeluarkan oleh pengontrol bank kapasitor terpisah menyebabkan saklar kapasitor SmartClose menutup setiap interupter secara independen ketika selisih tegangan di seluruh setiap interupter adalah nol, kemudian perintah penutupan dikeluarkan ke SC (SmartClose) yang akan memulai penutupan tegangan nol di seluruh sirkuit.
Pengontrol terpisah dari setiap bank kapasitor memutuskan kapan bank kapasitor dibutuhkan; saklar SmartClose menangkap itu dan melakukan segalanya dengan penutupan sinkron secara otomatis.
