Untuk mencapai kebolehpercayaan yang lebih tinggi (higher reliability), tindakan pantas dan penambahbaikan dalam fleksibiliti operasi skim perlindungan, unsur-unsur berasingan sistem kuasa (separate elements of a power system), sebagai tambahan kepada perlindungan utama (main or primary protection), disediakan back-up dan perlindungan tambahan (a back-up and auxiliary protection).
i. Main or primary protection
Pertama dalam barisan pertahanan adalah perlindungan utama yang memastikan tindakan pantas dan pembaikan terpilih dari kerosakan dalam sempadan bahagian litar (boundary of the circuit section) atau elemen yang ia lindungi. Perlindungan utama pada asasnya disediakan sebagai peraturan.
ii. Back-up protection
Ini adalah pertahanan kedua dalam kes kegagalan perlindungan utama. Ia direka untuk beroperasi dengan lengah masa yang mencukupi supaya geganti utama akan diberi masa yang cukup untuk berfungsi jika ia boleh berfungsi. Perlindungan back up memberikan alternatif kepada perlindungan utama, apabila perlindungan utama tidak berfungsi atau sedang dibaiki dan sebagainya.
Kegagalan (Failure) perlindungan utama mungkin disebabkan oleh sebab-sebab berikut: -
a) Bekalan D.C ke litar 'trip' gagal
b) Bekalan arus atau voltan ke geganti gagal
c) Mekanisme 'tripping' pemutus litar gagal
d) Pemutus litar gagal berfungsi
e) Geganti pelindung utama gagal
Perlindungan back up boleh diberikan sama ada menggunakan pemutus litar (same CB) yang sama yang akan dibuka oleh perlindungan utama atau boleh menggunakan pemutus litar(different CB) yang berbeza. Biasanya, lebih daripada seksyen rosak diasingkan apabila perlindungan back up beroperasi. Selalunya perlindungan utama litar bertindak sebagai perlindungan back up bagi litar bersebelahan. Perlindungan back up disediakan di mana perlindungan utama litar bersebelahan gagal untuk menyokong litar yang diberikan. Untuk memudahkan, perlindungan back up boleh mempunyai faktor kepekaan yang lebih rendah dan beroperasi ke atas zon back up yang terhad... di mana beroperasi untuk hanya sebahagian daripada litar yang dilindungi.
Methods of back up protection can be classified as follows:-
A) Relay Back-up
B) Breaker Back-up
C) Remote Back-up
D) Centrally Co-ordinated Back-up
Power protection system can be implemented into two ways which are ‘non-unit schemes’ and ‘unit schemes’.
Unit Protection
-A protection scheme having a defined area of coverage.
- Also referred to as “main protection”
- Fast operating time
Tujuan utama skim perlindungan unit adalah untuk melindungi zon dikenalpasti atau diskret zon yang biasanya zon dibatasi oleh 2CT yang digunakan untuk pengukuran arus pembezaan. Relay yang digunakan dalam skim Perlindungan Unit biasanya Differential Protection relay. Sistem perlindungan hendaklah direka bentuk untuk memenuhi keperluan berikut:
1) Under normal conditions the breakers are not tripped
2) Under fault conditions only the breaker closest to the fault will trip
3) If the closest breaker fails to operate, then the next breaker closest to the fault will trip
The figure above shows the operation of a unit protection. The two CT is used to measure the incoming and outgoing current into the protected load M. Under normal operating condition, IS1 will be equal to IS2, therefore, I1 = I2, thus result in Id=0. However, when I1 ≠ I2 (Fault at F1), then Id will have the value of I1-I2. The current is then detected by the relay that will then cause trip in the system. For this protection scheme, if the fault occurs at F2, the protection system will not be able to detect the fault because it is happening outside the protection zone of the system
Non-Unit Protection
- No defined area of coverage.
- Also known as “back-up protection”
- Slower operating time
The Non-Unit protection scheme work on the system and it might overlap with another protection
device in the systems. The use of this mode of protection is usually to isolate the whole circuit when a fault occurs.
There are three protection relays installed in this system for the protection. If instantaneous relay is use, fault occurring at 3 will cause the whole system to trip because relay 1 and 2 also can see the fault. If IDMT (Inverse Definite Minimum Time) is use, the relay will isolate in the smallest section which in 3.
Note that relay at 2 will trigger after several settable times and take over (isolate) the fault if relay at 3 fail to isolate the fault. The advantage of this system is it has the backup capability and it guarantee that the fault will be removed by at least one of the protection relay.
