Memahami Overvoltase dalam Sistem Tenaga: Penyebab dan Dampak
Overvoltase dalam Sistem Tenaga Listrik
Dalam artikel ini, kita akan mengetahui tentang overvoltase dan penyebabnya. Terdapat banyak sumber yang berkaitan dengan overvoltase seperti generator, transformator, dan garis transmisi. Over voltase ini dapat disebabkan oleh petir, pembukaan circuit breaker, grounding konduktor, dll. Overvoltase ini mungkin tidak besar dalam magnitudo tetapi efeknya dapat mengganggu sistem proteksi atau perangkat yang terhubung dalam sistem. Insinyur selalu mencoba membatasi dan mengontrol efek over voltase pada peralatan yang beroperasi. Sekarang kita mencoba menemukan penyebab utama over voltase. Bagaimana mereka dapat dihasilkan dan dapat mempengaruhi sistem operasi.
Transien atau gelombang ini bersifat sementara dan durasi singkat (beberapa ratus µs) tetapi mereka menyebabkan over voltase pada sistem tenaga. Mereka berasal dari switching dan dari penyebab lain tetapi transien yang paling penting adalah yang dihasilkan dari pukulan petir alami pada garis transmisi. Ketika petir mengenai garis, gelombang bergear di sepanjang garis dan banjir tegangan besar mengalir ke dalam sistem yang mampu merusak setiap perlindungan dan peralatan listrik tunggal.
Gambar di atas menunjukkan waveform gelombang petir. Tegangan berdiri di sepanjang sumbu x dan waktu di sepanjang sumbu y. Terlihat cukup jelas bahwa gelombang menghasilkan gelombang depan yang sangat tajam dalam waktu sangat singkat yang disebut wavefront. Pembentukan ini sangat cepat, berurutan 1-5µs. Sementara sisi belakang yang disebut wave tail berjalan lebih lambat dibandingkan wavefront. Butuh waktu sedikit lebih lama daripada gelombang tajam.
Penyebab Over Voltase
Over voltase pada sistem tenaga dapat secara kasar dibagi menjadi dua kategori utama.
A) Penyebab Internal B) Penyebab Eksternal
Penyebab internal tidak menghasilkan gelombang dengan magnitudo besar. Pengalaman menunjukkan bahwa gelombang internal hampir tidak meningkatkan tegangan sistem menjadi dua kali tegangan normal.
- Switching surges: Jenis pertama dari over voltase internal adalah switching surges. Over voltase yang dihasilkan pada sistem tenaga akibat operasi switching dikenal sebagai switching surges.1) Ini dapat disebabkan ketika garis tidak berbeban dihubungkan ke sumber tegangan. 2) Juga, dapat disebabkan ketika garis yang berbeban dihubungkan. Anggap beban tiba-tiba terganggu. Ini akan menciptakan tegangan transien.3) penyebab terpenting dari over voltase dalam switching surges adalah current chopping. Current chopping menghasilkan tegangan transien tinggi di antara kontak circuit breaker blast udara.
- Kegagalan isolasi: kasus terpenting kegagalan isolasi dalam sistem tenaga adalah grounding konduktor. Anggap konduktor grounding di tengah. Ini menghasilkan tegangan negatif yang berjalan di kedua sisi.
- Arcing ground: Fenomena arc intermiten yang terjadi dalam fault garis-ke-tanah sistem 3 fase dengan produksi transien yang berakibat dikenal sebagai arcing ground. Transien ini kumulatif; mereka bisa sangat berbahaya dan dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem tenaga dengan menyebabkan kegagalan isolasi. Arcing ground dapat dicegah dengan grounding netral.
- Resonansi: Resonansi adalah situasi dalam sistem tenaga ketika reaktansi induktif rangkaian sama dengan reaktansi kapasitif. Di bawah resonansi, impedansi dan resistansi sama dan faktor daya adalah unity. Resonansi menyebabkan tegangan tinggi pada garis transmisi.
- Penyebab eksternal: Penyebab eksternal hanya mencakup petir. “Pengikisan listrik antara awan dan bumi, antara awan, atau antara pusat muatan dari awan yang sama dikenal sebagai petir”. Kita akan membahas penyebab ini dalam artikel berikutnya dengan sangat detail.
