Gogeneration: Metode Pemilihan Breaking Capacity LV Breaker (IEC 947-2)

Power

Tujuan pembuatan blog "Gogeneration" ini adalah sebagai sarana untuk berbagi ilmu pengetahuan dan mencerdaskan anak bangsa, dengan mengumpulkan tutorial dan artikel yang terserak di dunia maya maupun di literature-literature yang ada. Semoga dengan hadirnya blog "Gogeneration" ini dapat membawa manfaat bagi kita semua. dan saya ingin sharing tentang power plant dan substation khususnya di electrical, mechanical , automation, scada. walaupun sudah lebih dari sepuluh tahun menggeluti dunia itu tapi masih banyak hal yang harus dipelajari. dengan blog ini saya berharap bisa saling sharing, Blog ini didedikasikan kepada siapa pun yang mencintai ilmu pengetahuan

Rabu, 27 April 2011

Metode Pemilihan Breaking Capacity LV Breaker (IEC 947-2)

Pokok Bahasan:

Di dalam artikel ini hanya akan membahas mengenai metode pemilihan Circuit Breaker (CB) berdasarkan Breaking Capacity (Kapasitas Pemutusan) dan parameter terkait saja.

A1. Kriteria Dasar Pemilihan Circuit Breaker

Untuk menentukan tipe Circuit Breaker yang akan di pasang di dalam sebuah titik instalasi listrik, kita wajib mengetahui dua parameter utama yang mendasar yaitu:

Arus beban (load current) I_B;
Nilai arus hubung singkat tiga fasa (three-phase short-circuit) atau dikenal dengan istilah Prospective I_SCpada posisi asal mula instalasi pengawatan.

Circuit Breaker terpilih akan selalu membandingkan arus setting Ir dengan arus beban I_B, serta breaking capacity-nya I_CU dengan prospective I_SC(lihat gb. dibawah). Ini adalah aturan dasar yang terdapat pada standar instalasi Circuit Breaker dan kemungkinan tidak akan berubah atau diamandum ulang.

gb. 1 Parameter dasar yang mengatur pemilihan outgoing circuit breaker

A2. Penggunaan Service Breaking Capacity I_SC

Di dalam IEC 947-2 telah didefinisikan karakteristik Service Breaking Capacity yang baru, I_CS, yang mana menggambarkan kemampuan dari peralatan (CB) untuk kembali beroperasi secara normal setelah short-circuit breaking (pemutusan arus hubung-singkat) pada nilai tertentu yang mungkin terjadi.

Meskipun disana tidak ada aturan dalam standar instalasi (IEC 364 atau NF C 15-100) yang sesuai pada kegunaan dari nilai I_CS, disarankan untuk memilih peralatan yang memiliki nilai service breaking capacity I_CS≥ nilai kemungkinan hubung singkat I_SC. Hal ini cukup penting dan jauh lebih bijak dalam rangka untuk meyakinkan kelangsungan kerja serta kehandalan sistem yang lebih optimal.

A2.a. Circuit Breaker yang diinstal dekat dengan power suplai.

A2.b. Circuit Breaker dengan rating lebih rendah pada instalasi yang jauh dengan power suplai.

A3. Definisi dan Simbol

Berikut adalah definisi dan simbol dasar Circuit Breaker yang wajib diketahui,

Definisi terkait dengan tegangan:

Ue: rated service voltage.
Ui: rated insulation voltage (> Ue max.).
Uimp: rated impulse withstand voltage.

Definisi terkait dengan arus:

IB: circuit operational current, as in NF C 15-100, paragraph 433-2.
Icm: rated short-circuit making capacity.
Ics: rated service breaking capacity (normally expressed as a % of Icu).
Icu: rated ultimate short-circuit breaking capacity (expressed in kA).
Icw: rated short-time withstand current.
IDn: rated residual operating current (often called residual sensitivity).
In: rated current = maximum value of current used for the temperature rise tests (e.g. for a Compact NS250 circuit breaker: In = 250 A).
Is: discriminating current limit.
Isc: short-circuit current at a given point in the installation.

A4. Contoh Perhitungan Kemungkinan Arus Hubung Singkat

1/ Downstream of a circuit breaker installed in
a main LV board (simak gb. dibawah)

	Calculation of maximum prospective Isc (Three-phase short-circuit at circuit breaker installation point)	Calculation of the most probable Isc (Phase/earth short-circuit with an arc in the main LVboard)
Lineside impedance
Transformer impedance
	*: For a transformer with delta/zig-zag connection, direct impedance Zd and negative phase-sequence impedance Zi are equal: zero-sequence impedance equals 0.4 Zd.
Impedance of transformer - main LVboard connection cable + Busbar impedance (»5 m)		(PE cross-section = ½ cross-section of phases)
		(the arc is taken into account by factor 0.8)
Conclusion:	As probable Isc is very close to prospective Isc, it is advisable to choose a device whose Ics is equal to 100% Icu, e.g. a Merlin Gerin NS160N circuit breaker.

2/ Downstream of a circuit breaker installed
in the subdistribution switchboard

	Calculation of the probable Isc (Two-phase short-circuit with an arc at least 3 m from the switchboard)
Lineside impedance
Cable impedance
Connection impedance
Total impedance per phase	(the arc is taken into account by the factor 0.8)
Conclusion:	The probable Isc is less than 50% of prospective Isc (18 kA). It is thus usual to choose a device with an Ics equal to 50% of Icu, for example a Merlin Gerin C60L circuit breaker.