Pengukuran dua terminal. Algoritma pertama adalah untuk mendeteksi gangguan dimana sinyal trip dari relai tidak diperlukan. Deteksi gangguan menggunakan perbandingan arus gangguan total urutan positif antara kondisi gangguan dan kondisi sebelum gangguan. Algoritma kedua adalah lokasi gangguan yang menggunakan metode berbasis impedansi dan nilai urutan negatif. Dari hasil tersebut, algoritma lokasi gangguan menghasilkan akurasi yang lebih baik dengan menggunakan nilai urutan negatif dibandingkan dengan nilai urutan positif karena nilai urutan negatif memiliki efek arus pengisian yang sangat kecil. Lokasi gangguan akhir diambil pada dua siklus setelah waktu deteksi gangguan. Saluran transmisi panjang telah dimodelkan menggunakan perangkat lunak ATPDraw dan algoritmanya dikembangkan menggunakan MATLAB/Simulink.
Gangguan pada sistem saluran transmisi dapat menyebabkan dampak besar seperti masalah kualitas daya dan kegagalan kaskade pada sistem jaringan. Dengan demikian, sangat penting untuk menemukannya dengan cepat sehingga solusi yang sesuai dapat diambil untuk memastikan stabilitas sistem tenaga listrik dapat dipertahankan. Namun kompleksitas saluran transmisi membuat identifikasi titik gangguan menjadi tugas yang menantang. Makalah ini mengusulkan metode deteksi dan lokasi gangguan yang ditingkatkan menggunakan nilai urutan positif dan negatif dari arus dan tegangan, yang diambil di terminal lokal dan jarak jauh. Deteksi gangguan didasarkan pada perbandingan antara total arus gangguan dengan kombinasi arus selama waktu sebelum gangguan. Sedangkan algoritma lokasi gangguan dikembangkan menggunakan metode berbasis impedansi dan perkiraan lokasi gangguan diambil pada dua siklus setelah deteksi gangguan. Berbagai jenis gangguan, resistansi gangguan, dan lokasi gangguan telah diuji untuk memverifikasi kinerja metode yang diusulkan. Algoritma yang dikembangkan telah berhasil mendeteksi semua gangguan dengan akurasi yang tinggi. Berdasarkan hasil yang diperoleh, estimasi lokasi gangguan tidak dipengaruhi oleh tahanan gangguan dan arus pengisian saluran. Selain itu, metode yang diusulkan mampu mendeteksi lokasi gangguan tanpa perlu mengetahui jenis gangguannya.
Metode deteksi gangguan yang diusulkan menggunakan perbandingan total arus gangguan yang mengalir menuju titik gangguan antara kondisi gangguan awal dan kondisi gangguan untuk menentukan terjadinya gangguan. Ketika gangguan terjadi pada sebuah saluran, baik arus gangguan lokal, 饾惣饾惪,饾惞 maupun arus gangguan jarak jauh, 饾惣饾憛,饾惞 akan mengalir menuju titik gangguan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Dengan demikian, total arus gangguan, 饾惣饾惞 akan menjadi sangat tinggi dibandingkan ke nilai pre-fault jika kedua pre-fault lokal saat ini.
Tiga jenis gangguan telah disimulasikan (SLG, LL, dan LLG). Setiap jenis sesar divariasikan dengan tiga tahanan sesar yang berbeda (0,1, 20 dan 50 惟) dan berbagai lokasi sesar (10% sampai 90% dari panjang jalur dengan 10% step). Dalam hal ini saluran transmisi yang digunakan adalah saluran transmisi panjang yang memiliki arus pengisian tinggi. Untuk setiap jenis gangguan, hanya nilai gangguan rata-rata, maksimum dan minimum untuk lokasi gangguan yang berbeda dan resistansi gangguan yang dimasukkan ke dalam tabel untuk meringkas perbandingan.
Untuk gangguan SLG, algoritma lokasi gangguan yang menggunakan nilai urutan positif memiliki gangguan rata-rata yang lebih tinggi (1,2 km atau 0,436%) dibandingkan dengan yang menggunakan nilai urutan negatif (0,167 km atau 0,06%). Rata-rata dan galat maksimum untuk lokasi sesar urutan-positif lebih dari 1 km dibandingkan dengan galat rata-rata dan maksimum untuk lokasi sesar urutan-negatif yang galat rata-rata dan galat maksimumnya kurang dari 1 km. Namun, untuk sesar LL dan LLG, lokasi sesar urutan positif hanya memiliki peningkatan yang sangat kecil pada sesar lokasi sesar dibandingkan dengan galat pada lokasi sesar urutan negatif dan dengan demikian perbedaannya dapat diabaikan. Gangguan rata-rata dan maksimum untuk gangguan LL dan LLG untuk kedua algoritma lokasi gangguan (urutan positif dan negatif) kurang dari 1 km.
Gangguan SLG yang menggunakan lokasi gangguan urutan positif memiliki gangguan yang lebih tinggi daripada lokasi gangguan urutan negatif karena adanya arus pengisian. Untuk saluran panjang seperti yang digunakan dalam makalah ini, total arus pengisian yang didistribusikan sepanjang saluran tinggi. Ketika terjadi gangguan SLG, arus pengisian pada fasa yang terganggu juga akan masuk ke dalam arus gangguan dan arus pengisian tidak dapat dihilangkan. Arus pengisian urutan positif lebih besar daripada arus pengisian urutan negatif sehingga akan menghasilkan efek tambahan pada algoritma lokasi gangguan untuk tipe gangguan SLG. Ini tidak berlaku untuk jenis gangguan LL dan LLG di mana sebagian besar arus pengisian antara fase gangguan yang berbeda akan saling membatalkan sehingga hanya akan menghasilkan efek yang sangat kecil pada estimasi lokasi gangguan.
Makalah ini mempresentasikan pengembangan metode deteksi dan lokasi gangguan menggunakan nilai urutan dan metode berbasis impedansi. Gangguan dideteksi dengan membandingkan arus gangguan total urutan positif antara kondisi gangguan dan satu siklus sebelumnya atau nilai sebelum gangguan. Algoritma lokasi gangguan dikembangkan menggunakan persamaan berbasis impedansi dua terminal dan masukan untuk algoritma ini adalah nilai urutan negatif. Berbagai gangguan dengan jenis gangguan, lokasi gangguan dan resistensi gangguan yang berbeda telah berhasil dideteksi. Gangguan untuk semua gangguan tidak simetris adalah kurang dari 1 km dan 1%. Lokasi gangguan akhir untuk setiap gangguan diambil pada dua siklus setelah waktu deteksi gangguan dengan tujuan untuk menghindari nilai estimasi lokasi gangguan yang tidak stabil selama periode transien. Untuk meningkatkan keakuratan lokasi gangguan, nilai urutan negatif telah digunakan sebagai pengganti nilai urutan positif. Berdasarkan hasil yang diperoleh, algoritma lokasi patahan yang menggunakan nilai urutan negatif memiliki akurasi yang lebih baik dibandingkan dengan algoritma yang menggunakan nilai urutan positif khususnya untuk jenis patahan SLG. Hal ini dimungkinkan karena nilai urutan negatif tidak dipengaruhi oleh arus pengisian saluran yang signifikan untuk saluran panjang. Meskipun nilai urutan negatif telah dipilih, algoritma lokasi gangguan juga dapat digunakan untuk menemukan gangguan tiga fasa yang memiliki resistansi gangguan yang berbeda antara fasa atau antara fasa dan tanah. Ketidakseimbangan resistansi gangguan menyebabkan asimetri gangguan tiga fasa yang kemudian menimbulkan nilai urutan negatif.
Penulis: Lilik Jamilatul Awalin, ST, SPd, MT, PhD.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Idris, Muhd Hafizi, et al. “Enhanced two-terminal impedance-based fault location using sequence values.” International Journal of Electrical and Computer Engineering 13.2 (2023): 1291.
