Perlindungan Sistem kuasa-Basic Protection Equipment - Bahagian 1

The need of switchgear in power system

Jurutera kanan pelanggan pengedaran elektrik  pernah  mengatakan bahawa switchgear adalah kejahatan yang perlu.  Ia perlukan wang untuk membeli, memasang dan menyelenggara dan ia tidak menghasilkan sebarang pendapatan. 

Ini jelas adalah terlalu banyak masalah kerana pengguna akhir hanya membeli kuasa elektrik, jadi mesti melakukan yang mungkin untuk menyumbang kepada tujuan itu.

Jurutera-jurutera pelanggan ini, bagaimanapun, mengakui bahawa switchgear adalah perlu untuk mengasingkan peralatan yang menjadi rosak, dan ia juga membenarkan sistem itu dibahagikan kepada seksyen untuk membolehkan pemulihan bekalan kuasa yang pantas.

Walaupun sistem pengedaran elektrik agak pasif, misalnya, keadaan di kilang, terutamanya yang menggunakan proses pembuatan, atau di stesen penjanaan - boleh menjadi aktif; di mana switchgear isolate bahagian kritikal dalam mengawal apa yang berlaku.

So, switchgear is needed

(a)           To isolate faulty equipment;

(b)           To divide large networks into sections for repair purposes;

(c)            To reconfigure networks in order to restore power supplies; and

(d)           To control other equipment. 

Define switchgear

The apparatus used for switching, controlling, and protecting electrical circuits and equipment is known as switchgear.

Switchgear equipment, symbol and function

Simple single-phase diagram (Figure 1) illustrates the basic component functions within switchgear. It will be seen in Figure 1 that the basic components within switchgear are:

(a) Supply-side and load-side conductors;

(b) Insulation from earth to support the conductors;

(c)  A moving contact arranged to be able to join, or separate, the two conductors;

(d) A driving mechanism and its associated drive linkage to the moving contact.

The conductors (a) are required to carry electrical current and will, therefore, generate heat due to their internal resistance, and will also be subjected to mechanical forces due to the electromagnetic effects of electrical current.

The insulators (b) are required to provide electrical insulation to earth to withstand both the system voltage and any transient voltages which may be impressed upon the switchgear.

It is the function of the operating mechanism (c) to drive the moving contact between the open and closed positions, and to withstand the electromagnetic ‘blow-off’ forces that may be generated when a short circuit occurs. Operating mechanisms come in many different forms, but all of them are obliged to provide the power for operation independent of the rate at which the external power is supplied. This is to ensure that the contact speed during operation is constant. It will be appreciated that this is particularly important for manually charged operating mechanisms.

The main classes of equipment are as follows:

•          Disconnectors or isolators
•          Switches
•          Fuse-switch combinations
•          Circuit breakers
•          Earthing switches

Pemutus (Disconnectors) adalah peranti pensuisan mekanikal yang dalam kedudukan terbuka menyediakan jurang kerja yang selamat (safe working gap) dalam sistem elektrik yang bertahan dengan voltan sistem kerja normal dan sebarang voltan yang lebih tinggi yang mungkin berlaku. Ia dapat membuka atau menutup sebuah litar jika arus yang diabaikan dihidupkan, atau jika tiada perubahan yang signifikan terjadi pada voltan antara terminal kutub. Arus boleh dibawa untuk masa-masa tertentu dalam operasi normal dan di bawah keadaan tidak normal.

Suis (Switches) peranti mekanikal yang mampu membuat, membawa dan mengganggu arus di bawah keadaan normal dalam sistem, dan menutup litar dengan selamat, walaupun ada kerosakan. Oleh itu, ia mestilah dapat ditutup dengan memuaskan dengan membawa arus puncak bergantung kepada tahap kerosakan litar pintas, dan ia mesti dapat membawa arus kerosakan ini untuk tempoh tertentu, biasanya satu atau tiga saat.

Fius dan suis (A fuse and a switch) boleh digunakan dalam kombinasi dengan penarafan yang dipilih supaya fius beroperasi pada arus yang melebihi had mengganggu atau memecahkan kapasiti suis. Peranti sedemikian dikenali sebagai 'suis fius' jika pemegang fius juga digunakan sebagai sebahagian daripada perhimpunan kenalan bergerak utama, atau 'fius suis' jika fius adalah bahagian berasingan dan statik dalam satu gabungan termasuk suis yang disambungkan dalam siri.

Pemutus litar (Circuit breaker) peranti pensuisan mekanikal yang tidak hanya mampu membuat, membawa dan mengganggu arus yang berlaku dalam sistem di bawah keadaan normal, tetapi juga untuk membawa masa yang ditentukan dan untuk membuat dan mengganggu arus yang timbul dalam sistem di bawah keadaan yang tidak normal, seperti litar pintas. Ia mengalami tugas yang paling berat dari semua tugas pensuisan dan merupakan peranti utama dalam banyak sistem pensuisan dan perlindungan.

     Suis bumi (earthing switch)  peranti mekanikal untuk bumi dan litar pintas litar. Ia dapat menahan arus untuk masa yang ditentukan di bawah keadaan yang tidak normal, tetapi tidak diperlukan untuk membawa arus normal. Suis bumi juga mungkin mempunyai kapasiti litar pintas.