Contoh Perhitungan Reaktor Pembatas Arus pada suatu Pabrik

               Arus hubung singkat dapat diajaga dalam batas aman dengan cara menaikkan nilai impedans antara sumber tenaga dan lokasi gangguan.

            Metode yang digunakan untuk menaikkan impedans jaringan adalah dengan menggunakan peralatan yang dinamakan reaktor pembatas arus. Reaktor pembatas arus digunakan untuk menurunkan magnitud arus hubung singkat. Hal ini memungkinkan untuk dapat menggunakan PMT dengan kapasitas pemutusan rendah sehingga diperoleh penghematan terhadap biaya investasi peralatan secara keseluruhan.

                  Reaktor pembatas arus memiliki nilai reaktans induktif yang besar dan resistans yang rendah untuk dihubungkan ke dalam jaringan sistem tenaga. Perkembangan sistem tenaga yang cepat sering menyebabkan kenaikan arus hubung singkat melewati batas kemampuan peralatan seperti PMT, PMS, kabel, trafo arus, dan busbar/busduct. Dengan memasang reaktor pembatas arus, arus hubung singkat dapat diturunkan sehingga penggantian peralatan dapat dihindari.

            Berikut ini adalah contoh perhitungan reaktor pembatas arus hubung singkat pada suatu pabrik. berikut ini adalah single line diagram suatu pabrik:

SS

Untuk mengetahui besar nilai hubung singkat diperlukan simulasi dari software ETAP. Simulasi yang dilakukan adalah simulasi hubung singkat tiga fasa yang terjadi pada busbar 6,6 kV. Dari simulasi yang telah dilakukan pada pabrik tersebut diketahui sumbangan arus hubung singkat dari sistem integrasi  memberikan sumbangan terbesar bila terjadi hubung singkat tiga fasa di busbar  yaitu sebesar 17,87 kA. Sumbangan arus hubung singkat tersebut akan dibatasi menggunakan reaktor pembatas arus dengan meletakkan reaktor pembatas arus dipasang secara seri setelah trafo integrasi sehingga saat terjadi hubung singkat di busbar 6,6 kV, busbar tersebut tidak hancur/meleleh karena masih dibawa rating kapasitas busbar terhadap arus hubugn singkat. . 

            Spesifikasi reaktor pembatas arus adalah rating dari tegangan, arus, dan reaktans induktif. Rating tegangan dari reaktor pembatas arus adalah 6,6 kV ditinjau dari tegangan sekunder trafo integrasi. Rating arus dipilih 1600 A ditinjau dari  nilai rating switchgear. Sedangkan rating impedans reaktor pembatas arus didapatkan dari perhitungan per unit dengan nilai basis sebagai berikut:

SS

            Nilai basis daya semu diambil dari nilai daya semu trafo integrasi dan basis tegangan diambil dari tegangan sekunder trafo integrasi dan tegangan sistem pabrik. Berdasarkan skema penetuan peletakan reaktor pembatas arus di atas maka untuk mengetahui nilai impedans reaktor pembatas arus dilakukan perhitungan dengan cara praktis sebagai berikut.

SS

            Kapasitas switchgear yaitu 21,5 kA diubah ke dalam bentuk per unit dengan membagi dengan arus basis maka nilainya menjadi 9,832 per unit dan arus hubung singkat tiga fase dari simulasi hubung singkat pabrik tanpa sistem integrasi yaitu 19,9 kA diubah ke dalam per unit dengan membagi dengan arus basis maka nilainya menjadi 9,099 per unit. Lalu dimasukkan ke dalam rumus di atas maka:

SS

            Untuk mendapatkan nilai impedans reaktor pembatas arus dalam satuan ohm maka dikalikan dengan impedans basis

SS

Namun dalam kenyataannya sangat susah menemukan reaktor dengan nilai impedans hingga 3 ohm sehingga diperlukan desain khusus untuk membuatnya yang berdampak biaya yang cukup besar dan waktu yang cukup lama.

           Apabila dilakukan penambahan pembangkit dan pabrik untuk menunjang hasil produksi perusahaan, maka sumbangan arus hubung singkat dari sistem integrasi akan semakin besar sehingga reaktor perlu diganti dengan rating yang lebih menyesuaikan. Hal ini memerlukan biaya dan waktu yang cukup banyak. Penambahan reaktor pembatas arus akan berdampak dengan jumlah konsumsi daya reaktif dan penurunan faktor daya sistem. Reaktor pembatas arus dapat digunakan pada level tegangan sistem yang sangat besar.