Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   24 ,  No.   1 Octo be r   2021 ,  pp.  1 ~ 11   IS S N: 25 02 - 4752,  DOI : 1 0.1 1591/i j eecs .v 24 .i 1 . pp1 - 11          1       Journ al h om e page http: // ij eecs.i aesc or e.c om   Impact o opti ca l  cur re nt  transf or mer on p rotecti on sc h eme of  hybrid t ra nsmi ssi on line       Z aina l Arifin 1 , Muh amm ad   Z ulham 2 , Eko Prase t yo 3   1 ,3 PT.   PLN (Pers ero ), Jaka rt a, I nd onesia   1, 2 Inst it ut Te kno l ogi  PLN,   J aka rt a ,   Indone si a   2 GE  Grid  Solut i ons Indone sia ,   J a kar t a, I ndonesi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma r 7 2021   Re vised  A ug   6 20 21   Accepte Aug   13 2021       Conti nuity   of  po wer  tra nsm ission  is  important   to  ensure   the   relia bil ity   of  th e   el e ct ri ci t y   suppl y .   As   m ost  sy st em  fau lt are   tem po rar y ,   th au to  rec lose   (AR)  sche m has  bee used  e xte nsively   to  m ini m ise  the   ou tage  dura t ion ,   pre vent  widespr ea ou ta ges ,   thu inc re ase   s y s tem   stabi li t y .   Me a nwhile ,   th e   h y brid  tr ansm ission  li ne  (HTL )   combining  over hea li n (OH L)  and  high  volt ag c abl h a s   bee introduce to  provid an  ine xpensiv solu ti on  for  an   urba power  gr i d.   Prote ct ing   HTL  with   a   conv ent ion al   pro te c tion  s y stem   would  forbid  the   oper ation  of  t he  AR  sche m due  to  difficulty   to  ensur e   whethe the   fau lt   occ urr ed  on  the   OH or  ca ble   sec t ion .   Th ere fore ,   th e   ci rcu la t ing  cur re nt  prot ec t ion  (C CP sche m is  used  in  th ca bl sec ti on  to   ensure   the   fau lt  loc ation  and  bl ock  the   AR  sche m e.   The   t ec hn olog y   of  an   opti c al   cur ren tr ansform er  (OCT)  as  one  of  the   non - conve nt iona instrument  tra nsform ers  (N CIT)  has  emerg ed  to   provide  a   soluti on  to   dra w bac ks  on  the  conve nt iona c urre nt  tr ansfor m er  (CCT).   Consequent l y ,   thi pape r   inve stigated   the  impact   of   using  OCT  over   the   C CT  for  CCP   of   t he  HTL .   The  result   show tha t   OCT  coul d   be  u sed  for  CCP   on  m uch  longe r   ca b le   sec ti ons   thus  inc re ase   its   rel ia b il i t y   as  the   AR  sche m e   ca be   used  o longe or   m ult ipl e   ca b le se ct ion .   Ke yw or ds:   Au t o recl os e   Ci rcu la ti ng cur ren protect io n   Hybr i tra ns m i ssion l ine   In st ru m ent tran sform er   Op ti cal  curr ent  tran s f or m er   This   is  an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Ek P rasety o   PT.  P LN  ( P ers ero)   Trun ojo yo   Stre et , Blok M   I/ 35,  1216 0 , Ja ka r ta , Indo nesia   Em a il : eko .pra set yo@p l n. c o. i d       1.   INTROD U CTION     Ov e r head   li ne  (OHL)   a nd  ca ble - based   tr ans m issi on   li ne  ha ve  bee us ed  widely   across  the  gl ob t pro vid reli abl transm issi on  gri d.  O HL   ha kn own  for  it sim plicity   and   c os t - e ff ect iv eness  w hile  th high   vo lt age  (HV)   c able  has  m or adv a nt age on  it m uch   bette i m m un ity  to  s hort  ci rcu it   an le ss  safe  distance   des pite  it higher  c os dr a wback.  T he refor e hybri t ran s m issi on   li ne  ( HTL inc orp orat ing   underg round   H V   cable  an a OH L   ha been  us e to   bala nc inv e stm ent  cost,  s ocial   ris k,   aest he ti va lue,  a nd  reli ab il ity  of   transm issi on   especial ly   in  an  urban   a rea  th at   would  ha ve   le ss  area  for  the  rig ht  of  wa of   the  tra nsm issi on  li ne.   As  the   HT c ou l c on sist   of  two  or  m or diff e re nt  ty pes   of  co nduct or s   an m echan ic al   structu res ,   act ual  i m ped anc al ong  the   li ne  wo ul be  va ried.   T he refor e accu r at fau lt   locat ion   pre dicti on  fr om   i m ped ance  m easur em ent  only   by  distance   protect io w ou l no be  a pp li cable  [ 1] ,   [2] Alon wit this ,   e m plo ym ent  o f   li ne  c urren di ff e ren ti al   (LC D)  protect io c ou l pro vid s el ect ive  an re li able  unit   prot ect ion  for  the  HTL   al though  it   w ould  no be  a ble  to  determ ine  exact  fau lt   locat i on   [ 1] F ur t herm or e,  instal la tio of   ci rcu la ti ng   c urren t   protect io (CCP)  w hich  sh are  sim i la con ce pt  with  LCD  protect io to  protect   th cable  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   24 , N o.   1 Oct ober  20 21 1   -   11   2   sect ion   al ong  with  sepa rated   LCD  or   dista nce  protect io for  the  w h o l e   c i r c u i t   of   HT would  be  pr efer red  [2] ,   [ 3] H owe ver,  this   schem w ou l face  a no t her  pro ble m   as  the  curre nt  tra ns f or m er  (CT)  w ou l ne ed  to   be  instal le at  the  j unct io n po i nt  betwee n HV c able an t he O HL.   Dista nce  prote ct ion LC protect ion ,   an ov e c urren protect io ha been   em plo ye f or   ye a rs  to  pro vid a   secu re,  sel ect ive a nd  reli able  pro te ct ion   syst em   for  tra ns m issi on   a nd  distri bu t ion   syst e m [4] ,   [5] As  the  co nve nt ion al   powe gri gr ow to  a   s m art  gr id,  c onti nuous  ope ra ti on   of  po wer   transm issi on   is  ver i m po rtant  to  pro vid sec ure  and   reli able  el ect rici ty   su pp ly he nce  pro longed  outa ge  durati on  w ou l be  a   serio us  issue t o avo i d.  T her e f ore, a uto  r ecl os e  ( AR) schem e h as b e en use d for yea rs  to  reduce outage  dur at ion   du t syst em   fau l by  in co rpor at in a uto m a ti con tr ol  to  r e - cl os t he  ci r cuit  br ea ke ( CB on  both   s ide  of   su bst at ion   a fte certai de fine dead  tim [6] The  im pact  of   a ut recl os e   w ou l be  var y   de pends  on  th gr i config ur at io and   th ty pe  o the  el ect ric  ge ner at or Pr e vio us   te c hn ic al   s tud ie in  PL Ind on esi s hows  that  the  inco r porati on   of  co rr ect ly   con fi gured  auto  reclosi ng   schem on   hi gh  volt age  tra nsm issi on   li nes  would  be bene fici al  on bot sy nchronous   [ 7]   an i nverter - based ge ner at or   [ 8] .   A s   m o s t   s y s t e m   f a u l t s   a r e   t r a n s i e n t   o r   t e m po r a r y ,   A R   s c h e m e   h a s   b e e n   u s e d   e x t e n s i v e l y   o n l y   o n   O H L   [9] .   A R   s c h e m e   w o u l d   n o t   b e   p r e f e r r e d   t o   b e   i m pl e m e nt e o n   a   c a b l e   c i r c u i t   d u e   t o   t h e   n a t u r e   o f   c a b l e   t h a t   w o u l d   s u s t a i s h o r t   c i r c u i t   o n l y   i c o n d i t i o n   o f   p e r m a n e nt   f a u l t s   s u c h   a s   i n s u l a t i o n   b r e a k d o w n   o r   m e c h a n i c a l   f a i l u r e .   I n   t h e   c a s e   o f   t h e   H T L ,   i n c o r p o r a t i on   o f   t h e   A R   s c h e m e   c o u l d   be   v a r i e d   d e p e nd s   o n   t h e   l e n g t h   a n d   l o c a t i o n   o f   t h e   c a b l e   s e c t i o n   i n   t h e   c i r c u i t   [3] .  T h e   u s e   o f   C C P   o n   t h e   c a b l e   s e c t i o n   o f   t h e   H T L   w o u l d   b e   l i m i t e d .   C h a r a c t e r i s t i c   o f   c o n v e n t i o n a l   c u r r e n t   t r a n s f o r m e r   ( C C T )   e m p l oy e d   i n   t h e   C C P   w h i c h   i s   l i m i t e d   b y   e x t e r n a l   b u r d e n   l o a d   a n d   k n e e   p o i n t   v o l t a g e   w o u l d   l i m i t   t h e   l e n g t h   o f   t h e   c a b l e   s e c t i o n .   S o ,   t h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a n d   s t u d i e s   t h e   u s e   o f   o p t i c a l   c u r r e n t   t r a n s f o r m e r   ( O C T )   w i t h   I E C   6 1 8 5 0 - 9 - 2   c om p a t i b i l i t y   t o   r e p l a c e   t h e   C C T   t h a v e   f l e x i b l e   c u r r e n t   m e a s u r e m e nt   p l a c e m e nt   a l o n g   t h e   H T L   a n d   o t h e r   p o t e n t i a l   a d v a n t a g e s .       2.   CUR RENT T RANSF ORM ER   In st ru m ent  transfor m er  has  been   widely   use acr os the  globe  to  scal dow the  pri m ary  value  of  current  a nd  vol ta ge  in  m od e rn   powe gr id   to  lo we le vel   that  w ou l be  com patible   with  any  m e asur e m ent   per i ph e ral  incl ud i ng   ene rg m et er  and   prot ect ive  relay   [9] Su c tra nsfo r m ers  sh ar the  sam pr inciple   with  a   powe trans f orm er  and   rep li cat the  input  qu a ntit to  lower   le vel  with  certai e xp ect e accu r acy   an eff ic ie n cy   for  m easur em ent  pu r pose.  In  the  case  of  power  transm issi on   a nd  distrib ution  gri d,   t he  perfor m ance   of   ove rcurr e nt  (51),  distance  (21),  an LCD   pr otect io ( 87L)  that  m easure   cur re nt  value   would  rely   on  the   accuracy  an r el ia bili ty  of   the   CT.  Con se que ntly ,   the  CT  ta kes  an  im po rta nt  ta sk   f or   the  protect ive  rela us ed  in  the   gri d.  A the  te c hnol ogy  of  C devel op s m od er powe gri use bot c onve ntion al   an OCT   te chnolo gy  to  perform   accord in to  the  acc eptable  sta ndar su c as  I EC  61869 - [ 10 ] In   this  case ac cur acy   cl ass  and   acc uracy   lim i factor   (A L F)   ha ve   been   us e to  determ ine  the  m easur em ent  per f or m ance  of   the  CT  durin g n or m al   op e rati on a nd tran sie nt con diton s   [ 10] ,   [ 11] .   Ba sic   determ i nation  of   C would  be  ba sed  on  it sec onda ry  current   rati ng w heth er  it   is  or   Am per e.  The  CT  al so   cat egorised  acco r ding  to  it fu nctio for  m easur em ent  pu r pose  with  an  ene r gy  m et er  or  protect ion   pur po s with  pr otect ive  relay Wh il st  both  m easur em ent  an pr otect ion   C sh a re  sim i l ar  basic   con ce pt,  eac t ype  operates  di sti nctivel y.  In  this  case,  m ea su rem ent  CT  is  desig ne to  pro vid the  re qu i red  accuracy  unti 120%  of  rated  current,  it   wou ld  easi ly   be  satu rate w hen   th cur re nt  goes  to hi gh.  Othe r   than   that,  ALF   val ue  that  ap plies  on ly   in  pr otect ion   CT  w ould  e ns ure  tha this  CT  would  prov i de  re qu i red  accuracy  up  to  relat ively   hig current  durin fau lt It  is  wri tt en  after  accu racy  cl ass  and   the  le tt er  “P”  wh ic sta nd for p ro te ct ion  s uc as  10P 20 or  5P10.     2.1.      Conv e nt i onal  curren t t ransfor mer   Seco nd a ry  val ue  of  an  ideal   CT  would  be  pro portion al   w it current  m e asur e on  the  pr im ary  side.  Howe ver,  as  the  ope rati on   of  CC base on   t he  el ect rom agn et ic   pr i nc iple,  the  existe nce  of  the  c ore  an windin bet we en  the  pr im ary  and   sec onda ry  te rm inal  wo ul cau se  flu an produce   m agn et isa ti on  that   aff ect op e rati on   pe rfor m ance  an accu rac as  it si m pli fied  e qu i valent   ci rcu it   an pa ram et ers  dep ic te in   Figure  an Table  [ 9] ,   [12] More ov e r,   on basic  op e r at ion al   require m ent  of   CCT  is  keep in the  total   bur den   i nclu din t he  exte rn al   bur den   im pedance  (Z B not  to  excee it ra te seco ndary  bur den   al th ough  in  a   ver hi gh   c urr ent  co nd it io n.   In   te rm of   c om m on   seco ndary  curre nt  ci rcu it bur de im ped ance  (Z B )   woul m ai nly be co m po s ed  of  resist ive  bur den (R B ) , thus Z B   ≈ R B   with  detai le d p aram et ers  cal c ulate in  (1) a nd  (2).     As  s how ab ove,  R L   is  le ad  resist ance,    is  cond ucto resis ti vity is  w ir cro s sect io n,  an R r2   is   relay  r esi sta nc e. Ano t her   basi c requirem ent o a CC T is kn ee po i nt volt ag e (V K t hat r e presents RM va lue of   the  sin usoidal  vo lt age   at   rated  fr e quency  a pp li ed   to   sec onda ry  te rm inal  of  the   CT  w he pr im ary  te rm inal  bein jum ped ,   that,  wh e in creased  by  10 causes  RM value  of   the   excit ing   cu rre nt  (I eK t incr ease  by   50% as  de picte in  Fig ure  [ 12 ]   a nd calc ula te with  (3).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Impact  o opti cal curre nt tr an sform er  on pr ot ect ion  sc hem e  o hybri tr ansmissio li ne   ( Za in al Arif in )   3       Figure  1. Sim plifie eq uiv al e nt circ uit o a c onve ntion al  CT  [ 12 ]       Table  1.   Param et er in  e quival ent circ uit o id eal  CT   V S S e c o n d a r y   e x c i c a t i o n   v o l t a g e V B C T   t e r m i n a l   v o l t a g e   a c r o s s   b u r d e n I P P r i m a r y   c u r r e n t Z E E x c i t a t i o n   i m p e d a n c e I ST T o t a l   s e c o n d a r y   c u r r e n t R S S e c o n d a r y   r e s i s t a n c e I S S e c o n d a r y   l o a d   c u r r e n t X L L e a k a g e   r e a c t a n c e I E E x c i t a t i o n   c u r r e n t ( N e g l i g i b l e   i n   C l a s s   C   C T s ) N 2 /N 1 C T   t u r n   r a t i o Z B B u r d e n   i m p e d a n c e P a r a m e t e r s   i n   F i g u r e   1     =   ×   ( + 250 )     ( 1)     = ( 2 × ) + 2     ( 2)           Figure  2. CT  pe rfor m ance acc ordin t o kn ee   po i nt volt age  (V K [9]       = × ( + ) ×   (3)      = ×  × ( + )   ×     (4)     In   t his  case,   K x   is  dim ension ing  facto of  th CC T,  I n   is  nom inal  second ary  cu rr e nt,  K SSC   equ al   t sy m m e tric al   s hort  ci rcu it   cu r ren t   fact or,  an K td’   re pr e sen ts  act ual  transi ent  per i od  dim ensio ning  fact or.  O that  acco un t,   knee  po i nt  volt age  would  dete r m ine  the  m axi m u m   cur ren m easur em ent  l i m i befor it   r eache s   sat ur at io n,   an the  rated  bur de value  woul lim i the  ext ern al   loa on   i t secondary  side  [9] ,   [ 12] O the  oth e hand,  V K   shou l nev e e xceed   sec onda ry  ci rc uit  el ect ro m agn et ic   fiel (E al )   a well For  e xam ple,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   24 , N o.   1 Oct ober  20 21 1   -   11   4   protect ion  clas s CT ex pr esse d wit 40 VA  Cl ass 5 P 20 m eans th at  it   has  rat ed  bu rd e n of   40 VA,  acc urac y cl ass   of   5P  an AL of   20.  different  ap proac us ed  f or   TP X,  TPY an TP cl ass  wh ic m ention  V K I eK and  seco nd a ry  wi ndin resist ance   on  CT   sp eci ficat ion .   I detai l,  the  te c hn ic al   desi gn  an pe r form ance  par a m et ers  of  the CC T i t his  pap e a re c al culat ed  acc ordin to  I EC  61 869 - [ 10 ] .     2.2.     O pt ic al  c urrent  t r an s forme r   The  te ch no l ogy  of   fibr op ti (F O has  hel ped   ra pi dev e lop m ent  of   non - c onve ntio nal  instru m ent   trans form er  including  OCT.   It   is  ob vious   that  the  OC has  im po rta nt  ad va ntages   over  CC [13]   thus   pro vid in proven  s olu ti on  f or  fu t ur s ubsta ti on   [ 14 ] In   t his   case,  inc orp orat ion   of   the   op ti cal   senso al l ow s   a   sm a ll er  di m ensio a nd   li ghte weig ht  that  would  not  be  sign ific a ntly   influ e nced   by  th power   rati ng rati o,   and  ins ulati on   le vel  of  the  w ho le   OCT  [9] ,   [15] T he  basic  desig of  an  op ti cal   se ns or  us e in  t he  O CT  ha s   bee discrim in at ed  in   tw str uctu res  wh ic are  the   hybr i and  the   al l - opti cal   sens or  as  f ollows  [ 9] ,   [ 16] T he   hybri se nsor   ty pe  in  Fig ure  3 (a)   a nd  ( b)   us es  co nventio nal  el ect rical   ci rcu it   s uch   as  the  m agn et ic   con ce ntrat or   or  CC that  is  c oupled  int an   op ti cal ly   isolat ed  conve rter  s yst e m   [9] Ap a rt  from   that,  the  al l - op ti cal   sen sor  us es  op ti cal   se ns in pr in ci ple su c as  op ti c al   path  ar ou nd   the  m easur ed  c onduct or,  fibr e   op ti c,   o r   witnes se nsor   [ 16] I al l - opti cal   m od el the  c urre nt  m easur em ent  pr ocess  reli es  on  the  se ns it ivit of  a op ti cal   sensi ng  m a te rial   su ch  as  glass,  c r yst al s,  or   plast ic to  el ect ric  and   m agn et ic   fiel ds   that  aff e ct   the   po la risa ti on of  li gh t beam  p as sed  t hroug th ese m at erial [9]   as s how at   Figure  3 (c a nd  (d).         (a)     (b)     (c)     (d)     Figure  3. Ba sic  d esi gn of  (a)  a  f ree  f ie ld  ty pe, ( b)  a  f ie ld - s ha ping ty pe se nsor  on hyb rid O CT,    (c)   opti cal  p at h ap proac a nd  (d)  al l - fi br e  op ti c sens or  on al l - opti cal  CT  [9]       A l t h o u g h   t h e   o p e r a t i n g   p r i n c i p l e   o f   a n   O C T   c o u l d   b e   c o m p l e t e l y   d i f f e r e n t   w i t h   C C T   d e p e n d s   o n   t h e   s t r u c t u r e   t y p e ,   i t s   o p e r a t i o n a l   a n d   d e s i g n   r e q u i r e m e n t s   s u c h   a s   a c c u r a c y ,   m a x i m u m   t r a n s i e n t   c u r r e n t ,   a n d   i n s u l a t i o n   l e v e l   w o u l d   b e   a c c o r d i n g  t o  t h e  s a m e  s t a n d a r d  s u c h   a s  t h e   s u p e r s e d e d   I E C   6 0 0 4 4 - [ 1 7 ]   a n d   t h e   n e w   I E C   6 1 8 6 9 - [ 1 0 ] .   M o r e o v e r ,   t h e   o u t p u t   o f   t h e   O C T   o n   t h e   s e c o n d a r y   t e r m i n a l   c o u l d   b e   a n   a n a l o g u e   v o l t a g e ,   a n   a n a l o g u e   c u r r e n t ,   o r   d i g i t a l   s i g n a l   i n   I E C   6 1 8 5 0 - 9 - 2   s a m p l e d   v a l u e   f o r m a t   d e p e n d s   o n   t h e   p r o j e c t   r e q u i r e m e n t   [ 1 5 ] ,   [ 1 8 ] .       3.   PROTE CTIO S CHE ME  OF H Y BR ID   TRA NSMIS S ION  LI NE   3.1.     Concep t of  hybri tran smissi on  li ne   Power  syst em   transm issi on   ov e far   dis ta nce  has   bee s hap e si nc the  ina ugur at ion   of   t he  Mi esbach - Mu ni ch  kV  di re ct   curre nt  ( D C)  O HL   in  1882  [ 19 ] .   As   the  syst em   dev el ops,   both   DC  a nd   al te rn at ing   c urren ( AC)  tra nsm issi on   has  be en  inc orporate ar ound  the worl to  el ect rif the  ci vili sat i on   e ver  since.  N owada ys  m od ern   el ec tric al   po we sy stem   eng ineeri ng   balances  pe rfor m ance,  reli abili ty and   co st.  As   a res ult, HT ha s b ee n form ed  by c om bin ing   OH L  a nd HV c able in  one tra ns m issi on  li ne.   Com bin at ion   of  an  HV   O HL  and   ca ble  al to ge ther  in  one  ci r cuit  of   tra nsm issi on   li ne  w ou l m os tl ben e fit  on   it instal la ti on   flex ibil it in  any  po we gri co nfi gurati on.  The  ben e fit  of   le ss  instal la ti on   are and  bette ins ulati on  f ro m   the  cab le   and   le ss  c ost   fr om   the  O H w ou l fit  to  reduce  in sta ll ation   c os an prov i de   bette aest hetic   value  i a urban  area.   I th is  case,  placem ent  of  OH L   an ca ble  sect ion  al ong  the   HT ca be varie d dep e nd s  on re qu i re m ent as co m m on sce nar io de picte i Fi gure  4.         (a)     (b)     Figure  4. Ge ne ral ar rangem ent o f  the  hybri d t ran sm issi on  li ne wit h (a) o ne  and  (b)  tw ca ble sect io ns     Ca b l e O v e r h e a d   L i n e   C a b l e O v e r h e a d   L i n e C a b l e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Impact  o opti cal curre nt tr an sform er  on pr ot ect ion  sc hem e  o hybri tr ansmissio li ne   ( Za in al Arif in )   5   3.2.      Pr ot ec ti ng   hybri d tra nsmissi on l ine   As  the  HTL  w ou l physi cal ly   co m bin nor m al   OH and   HV   ca ble  ci rcu it it pr otect ion   sc hem e   would  be   sim ilar  with  a   no rm al   OHL o r   ca ble  tran sm issi on I this   case,   va rio us  p r otect ion  sc hem with  LC D   or   dista nce  pro te ct ion   has  bee us e on  hundre ds   of  opera ti on al   HTLs  w or l dw i de  by  con s i der i ng   eac ow adv a ntage  a nd  sh or tc om ing Com m on   m ai pr otect io sch e m fo HTL  would  be  the  sam e   with  no rm al  transm issi on  li ne  by em plo yi ng   LCD  or   distance p r otect ion wit tw m eas ur em ent p oi nt o n b oth  e ndpoints a s   dep ic te i Fig ur 5.   Hi gh - s pe ed  aut reclos es  cou l be  en abled  in  c onditi on   w he the  c able  sect ion   on ly   15  to  25%  of  the   total   HTL   le ng t [ 2] Othe rw ise ,   aut re cl os w ould  ne ed  to   be   disa bled  due  to   high e r   po s sibil it y of   pe rm anen t fa ult on the ca ble se ct ion .   The  us e   of  dis ta nce  protect io woul le ad   t bigger   inacc ur acy   due  t i m ped ance  non - unif or m ity   al ong  the   H TL   [1] .   fa ult  lo cat ion   determ i nation  pr ob le m   a lso  occ urre on  the  LC protect ion  as  it   co uld  no pro vid e xa ct   fau lt   lo cat ion   al th ough  it   cou l prov i de   reli able  unit   protect ion   f or   any  fa ult  al ong  the   protect ed  HTL Co ns e qu e ntly m or com pl ex  protect ion   schem with  three  m easur e m ent  po i nts  ha be e us e to  r es olv e  this  prob le m  as sho wn in Fi gure  6.           Figure  5. Dista nce  protect ion  or LCD  pro te ct ion   on  HTL wi th 2 CT  [2] ,   [ 3]         (a)     (b)     Figure  6. I ncor porati on  of  CC P for cable  sect ion   with  distan ce p ro te ct io n o LC D prote ct ion t o p ro te ct     (a)   O HL  sect io n on ly  a nd (b)  the wh ole len gt of  HTL   [ 2] ,   [3]       I n   t h e   c a s e   o f   t h e   t h r e e - m e a s u r e m e n t   p o i n t s   s c h e m e ,   e m pl o y m e n t   o f   C C P   o n   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n   c o u l d   b e   u s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   o p e r a t i o n   o f   t h e   A R   s c h e m e   o n   t h e   H T L .   O n c e   t h e   C C P   o f   t h e   c a b l e   s e c t i o n   d e t e c t s   a n   i n t e r n a l   s y s t e m   f a u l t ,   i t   w o u l d   s e nd   A R   b l o c k   s i g n a l   t o   t h e   L C D   o r   d i s t a n c e   r e l a y ,   h e n c e   t h e   r e l ay   w o u l d   n o t   i n i t i a t e   A R   o r d e r   t o   t h e   C B .   T h e   o p p o s i t e   s c e n a r i o   o c c u r r e d   w h e n   t h e   C C P   d e t e c t s   a n   e x t e r n a l   f a u l t ,   w h e r e   t h e   L C D   o r   d i s t a n c e   r e l a y   i n   t h e   H T L   w o u l d   d e t e c t   a n d   i s o l a t e   t h e   f a u l t   t h e n   i n i t i a t e s   A R   t o   t h e   C B .         4.   METHO DOL OGY   T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   t h e   u s e   o f   o p t i c a l   C T   w i t h   I E C   6 1 8 5 0 - 9 - 2   s a m p l e d   v a l u e   c o m p a t i b i l i t y   t o   r e p l a c e   t h e   c o n v e n t i o n a l   C T   t o   h a v e   f l e x i b l e   c u r r e n t   m e a s u r e m e n t   p l a c e m e n t   a l o n g   t h e   h y b r i d   t r a n s m i s s i o n   l i n e .   I n   t h e   c a s e   o f   p o t e n t i a l   p r o t e c t i o n   s c h e m e   f o r   t h e   H T L ,   t h e   c u r r e n t   m e a s u r e m e n t   w o u l d   b e   a   c r i t i c a l   i s s u e .   T h e r e f o r e ,   a n y   t e c h n i c a l   a d v a n t a g e s   o r   d r a w b a c k s   d u e   t o   t h e   t e c h n i c a l   c h a r a c t e r i s t i c   o f   a   C T   w o u l d   a f f e c t   p e r f o r m a n c e ,   t e c h n i c a l   d e s i g n ,   a n d   s t r u c t u r e   o f   t h e   p r o t e c t i o n   s c h e m e   o n   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n .   T e c h n i c a l   c o m p a r i s o n   i n   T a b l e   2   s u m m a r i s e s   b e n e f i t   a n d   d r a w b a c k   o f   e a c h   a v a i l a b l e   s c h e m e s   t o   p r o v i d e   s u i t a b l e   p r o t e c t i o n   f o r   t h e   H T L .   I t   s h o w s   t h a t   t h e   t h r e e - m e a s u r e m e n t   p o i n t s   m e t h o d   w h i c h   c o m b i n e s   L C D   ( 8 7 L )   a n d   8 7   C C P   p r o v i d e s   t h e   m o s t   s e l e c t i v i t y   a s   i t   c o u l d   p r e c i s e l y   d e t e c t   t h e   f a u l t   l o c a t i o n   a t   c a b l e   s e c t i o n   t h u s   b l o c k s   t h e   A R   i n i t i a t i o n .   D u e   t o   t h i s   a d v a n t a g e ,   t h e   8 7 L + 8 7   C C P   s c h e m e   i s   e m pl o y e d   o n   t h e   H T L   w i t h   o n e   s e t   o f   a   t h r e e - p h a s e   C T   i n s t a l l e d   o n   t h e   j u n c t i o n   p o i n t   b e t w e e n   t h e   O H L   a n d   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n .   S o ,   t h e   C T   n e e d s   t o   b e   t o u g h   a n d   f l e x i b l e   e n o u g h   t o   b e  i n s t a l l e d  i n   t h e  m i d d l e   of   a   t r a n s m i s s i o n   l i n e .   I n   d e t a i l ,   t h i s   p a p e r   i n ve s t i g a t e s  t h e  t e c h n i c a l   c o n s i d e r a t i o n   o f   b o t h   c o n v e n t i o n a l   a n d   O C T   f o r   C C P   s c h e m e   i n   a n   I n d o n e s i a n   1 5 0   k V   H T L   w i t h   a   5 0   H z   o f   f r e q u e n c y ,   s h o r t   c i r c u i t   c u r r e n t   r a t i n g   o f   4 0   k A ,   a s s um e d   s y s t e m   i m pe d a n c e   r a t i o   ( )   o f   3 0 ,   a n d   r a t e d   C T   r a t i o   o f   1 0 0 0 : 1   A .   T e c h n i c a l   c o n s i d e r a t i o o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   C T   t d e t e r m i n e   i t s   l i m i t   i s   o b t a i n e d   b y   c a l c u l a t i n g   t h e   f e a s i bl e   b u r d e n   a n d   t h e   l o n g e s t   c o p p e r   w i r e   b e t w e e n   t h e   C T   a n d   t h e   p r o t e c t i v e   r e l a y s   a c c or d i n g   t o   [10] ,   [11] .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t e c h n i c a l   c on s i d e r a t i o n   t o   d e t e r m i ne   t h e   f e a s i b l e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   o p t i c a l   CT   i s   a c q u i r e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   t e s t   r e s u l t   p e r f o r m e d   b y   G E   f o l l o w i n g   t o   t h e   I E C   6 1 8 6 9 - 2   s t a n d a r d   [10] .     C o m m u n i c a t i o n   C h a n n e l 21 / 87 L C a b l e O v e r h e a d   L i n e 21 / 87 L   8 7   C C P C a b l e O v e rh e a d   L i n e 21 / 87 L 8 7   CCP 21 / 87 L C o m m C o m m   87  CCP C a b l e O v e r h e a d   L i n e 21 / 87 L 87  CCP 21 / 87 L C o m m C o m m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   24 , N o.   1 Oct ober  20 21 1   -   11   6   Table  2.   T ech ni cal  co m par iso n of p ro te ct io n schem e o n hyb rid  tra ns m issi on  li ne   Measu re m en Sch e m e   Protectiv Rela y   Au to   Reclo se   Ben ef it   Drawback   2  po in ts   Distan ce protectio n   (21 )   Fu lly   b lo ck ed   Si m p le,  reliable a n d  cos t ef f ectiv e   Less accura cy   2  po in ts   Line cu rr en t   d if f erential ( 8 7 L)   Selective a n d  r eli a b le   More exp en siv e w h ile do esn 't  h av e f au lt locato r   3  po in ts   Distan ce protectio n   (21 + 87  CCP   Blo ck ed   f o f au lt at   cabl sectio n   Selective on  the ca b le   sectio n  a n d   m o re  r eliab le   More exp en siv e   an d  co m p lex   3  po in ts   Line cu rr en t   d if f erential   (87 L)  +  8 7  CCP   The  m o st sel ectiv e  and   reliable   The  m o st ex p en siv e       5.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   5.1.     Inc or po r at i on   of  co nv e nt ion al c urren tr an s f ormer   As  the  c onve nt ion al   CT  ope ra te us in el ect r om agn et ic   pr in ci ple,  it secondary  c urren distribu ti on   would  rely   on  ci rcu it of  c on ven ti onal   c oppe wi re.  In  this   case,  par am eter of   t he  CC T   us e for  cal cu la ti on  are  disp la ye i Table  3   wh i le   the  ci rcu it   par am et ers  on   the  seco ndary  si de  of   the  CC are  m entione in  Table  4.   Re ferr ing   to  sect io 3.1,  bu rd e im ped a nce  ( Z B would  be  ass um ed  as  equ al   to  resist ive  bu r den   (R B since the  seco ndary ci rc uit  of   the CC woul c onsist  of c oppe r wire a nd  a protect ive  rel ay .   Fu rt her m or e,  t he  te chn ic a de sign   a nd   perform ance  par am et ers  of   the  C CT  are  cal culat ed  accor ding   to  [10] ,   [11] Wh e the  total   resist ive  burden  (R B’ is  le ss  than  the  rated   resist ive  burden  (R B an th kn e e   po i nt  volt age  (V K )   does  not  excee act ua el ect ro m agn et ic   fiel (E al’ in  t he  co re,   the  CC w ould  be   te chn ic al ly   su it able  to  be  in sta ll ed  for  the  H cable  sect io n.   T kn ow   t he   m axi m u m   le n gth   of   ca ble  sect io that  is  te chn ic a ll su it able  to  us CC for  CC pur po se In  (1)  to   ( 4)   w ere  re peated  unti the  total   re sist ive  bur den   (R B’ e xceed  the  rated   R B   and  the  V K   surpas the  E al’   of  the  CC T.   Also ,   the  cal c ul at ion   al so   pe rfor m ed  in  two  cases,  wh ic is  us in m m 2   (1 A WG)  an 10  m m 2   (7   A WG wire  of  the  CC as  the  resu lt   sh ow in  Table  a nd   T able   6 Furthe r these  tw wir siz es  wer c ho s en  to  dem on strat the  im pact  of   di ff e ren t   wire  siz e u se d for a nalo gu e  curre nt  sign al  i the  s ub sta ti on t r e du ce  the c onne ct ed  bu rd e n   [20] .   In  this  case T able  s hows   that  the   CC w ou l no t   be   te chn ic al ly   ap pro pr ia te   to   be   use in   a H V   cable  sect ion   m or than  69 m   fo m m 2   wire  as  t he  tot al   resist ive  bur den   (R B’ s urp ass  the  rate re sist ive   bur den   (R B of   the  CT  al tho ugh  t he  knee  po int  vo lt age  (V K rem ai ns   le ss  t han   t he  el ect rom agn et ic   fiel (E al’ of  the c or unti l 2455  m . O the o t her   hand,   inco rpor at io n o a 1 m m 2   wir e that has less re sist ance than  t he  mm 2   wire  w ould  double   the   le ng t of  the   H ca ble  sect io up  to   1150  m   as  sh own   in   Table  6.  H owe ver,  t hi s   le ng th  is  co ns i der e as  relat ively   sh ort   since  no rm al   cab le - base trans m issi on   li ne  cou ld  be  in  the  ra ng up   to  te ns   of   km More ov e r,   t he  facts  sho wn   i Table  an T able  ve rifies  that  la rg e cr os s - sect ion  are on   the  sec ondar ci rcu it   w ould  r edu ce   the  t otal  bur den  that  w ou l le ad   to  a   longer  H ca bl sect ion H oweve r,   this  la r ger  w ire   on  t he  sec onda ry  ci rc uit  of  c onve ntion al   CT  w ould  le a t a no t her  te ch nical   pro blem s   su c a s   thicker   an he avier  i ns tr um e nt  cable,   le ss  flexible  in sta ll ation   c ondit io n,   and  m or ex pe ns ive   instal la ti on  cos t   on the c onve nt ion al  CT a nd t he  ca ble it sel f.       Table  3.   T ech ni cal  sp eci ficat ion   P a r a m e t e r V a l u e A c c u r a c y   C l a s s T P X R a t e d   R e s i s t i v e   B u r d e n   ( R B ) 5   S e c o n d a r y   W i n d i n g   R e s i s t a n c e   ( R S ) 1 0   M a g n e t i z a t i o n   C u r r e n t   ( I e ) 4 0   m A D i m e n s i o n i n g   F a c t o r   ( K x ) 65 T r a n s i e n t   D i m e n s i o n i n g   F a c t o r   ( K td ) 1 1 . 5 D u t y   c y c l e C - 7 0   m s - O       Table  4.   Seco ndary ci rc uit  para m et er o t he  c onve ntion al  CT       P a r a m e t e r V a l u e R e l a y   r e s i s t a n c e   ( R r2 ) 0 . 2   R e l a y   o p e r a t i n g   t i m e   ( t ' a l ) 3 0   m s C o p p e r   r e s i s t i v i t y   ( ρ ) 0 . 0 2 0 4   m m 2 m -1 C a b l e   c r o s s   s e c t i o n   ( S ) 6   m m 2   a n d   1 0   m m 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Impact  o opti cal curre nt tr an sform er  on pr ot ect ion  sc hem e  o hybri tr ansmissio li ne   ( Za in al Arif in )   7   Table  5.   T otal  bur den an d k ne e point  vo lt a g e of the  stu died  CC T for  v a ried  le ngth  of  H V  cable sect io n wit h   m m 2   secon da ry circuit   D i s t a n c e ( m ) R a t e d   B u r d e n R B   ( ) T o t a l   B u r d e n R B '   ( ) E al ( V o l t ) V K ( V o l t ) R e m a r k s 250 5 . 0 0 2 . 0 1 1236 768 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 500 5 . 0 0 3 . 7 1 1331 878 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 690 5 . 0 0 5 . 0 0 1395 962 T o t a l   b u r d e n   =   R a t e d   b u r d e n 750 5 . 0 0 5 . 4 1 1413 989 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n 1000 5 . 0 0 7 . 1 1 1485 1099 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n 1250 5 . 0 0 8 . 8 1 1546 1210 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n 2455 5 . 0 0 1 7 . 0 1 1742 1742 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n ,   V K   =   E al 3750 5 . 0 0 2 5 . 8 1 1838 2315 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n ,   V K   >   E al 4500 5 . 0 0 3 0 . 9 1 1864 2646 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n ,   V K   >   E al       Table  6 T otal  bur den an d k ne e point  vo lt a ge  of the  stu died  CC T for  v a ried  le ngth  of  H V  cable sect io n wit h   10 m m 2   secondary circ uit   D i s t a n c e ( m ) R a t e d   B u r d e n R B   ( ) T o t a l   B u r d e n R B '   ( ) E al ( V o l t ) V K ( V o l t ) R e m a r k s 250 5 . 0 0 1 . 3 3 1194 724 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 500 5 . 0 0 2 . 3 5 1256 790 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 750 5 . 0 0 3 . 3 7 1313 856 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 1000 5 . 0 0 4 . 3 9 1365 922 T o t a l   b u r d e n   <   R a t e d   b u r d e n 1150 5 . 0 0 5 . 0 0 1395 962 T o t a l   b u r d e n   =   R a t e d   b u r d e n 2500 5 . 0 0 1 0 . 5 1 1599 1320 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n 3750 5 . 0 0 1 5 . 6 1 1718 1652 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n 4090 5 . 0 0 1 7 . 0 0 1742 1742 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n ,   V K   =   E al 4500 5 . 0 0 1 8 . 6 7 1767 1851 T o t a l   b u r d e n   >   R a t e d   b u r d e n ,   V K   >   E al       5.2.     Im prove ment  w ith   op t ic al curren t r an s fo rm er   Since  the  first  dev el op m ent  of   photonic  sen so in  19 67   [21] hig degr ee  of   te chnol ogy  m at ur it y   [22] lo ng - te r m   reli abili ty   [ 23 ] sim plici ty,  li gh te r   wei ght,  instal la ti on  flexibili ty m easur em ent  accuracy,   world wide st an dard c om pliance   [15] , a nd th e d igit al  s ub sta ti on  c om patibilit [9]   has  le t he op ti cal  CT  wh ic us es  fib re  op t ic   te chnolo gy   to  be  easi ly   ada pted   in  a   m od ern  po w er  gr id   desp it it m or ex pensi ve   inv est m ent  co st  than  c onve ntion al   CT   [ 18] ,   [ 24 ] ,   [ 25 ] .   Un li ke  the  C CT  that  opera te accor ding  to  the   el ect ro m agn et ic   pr inci ple  on  it wind in a nd  hi gh ly   af fected  by  the  e xistence  of  the  fl ux  acr os it co re,  the   OCT  would n ot  b e a ff ect e d b y exter nal burd en or  knee  point v oltage li m it   [ 9] .   A s   s h o w n   i n   T a b l e   7 ,   w i d e   c u r r e n t   a n d   f r e q u e n c y   b a n d w i d t h   o n   t h e   O C T   i s   c om b i n e d   w i t h   a c c u r a c y ,   p e r f o r m a n c e ,   a n d   d e s i g n   p a r a m e t e r s   a c c o r d i n g   t o   [10] .   T o   g u a r a n t e e   i t s   p e r f o r m a n c e   i n   d i g i t a l   s u b s t a t i o n ,   [15]   s t a t e s  t h a t   O C T   s h a l l   h a v e   a n   a n t i - a l i a s i n g   f i l t e r   w i t h   a   b a n d w i d t h   o f   o n e - t h i r d   o r   o n e - f o u r t h   o f   i t s   s a m pl i ng   r a t e .   F u r t h e r m o r e ,   [ 2 6 ]   d e f i n e s   t ha t   a l l   p r o t e c t i on   c l a s s e s   o f   d i g i t a l   C T   s h a l l   h a v e   2 0   d B   o f   a n t i - a l i a s i n g   f i l t e r   a t t e n u a t i o n .  P r e v i o u s  s t u d i e s   a n d  f i e l d  t e s t s  a l s o  s h o w  t h a t  O C T  h a s  v a r i o u s  u s e f u l  a p p l i c a t i o n s  i n  p o w e r  s y s t e m   [27]   w h i l e   a l s o   h a d   p e r f o r m e d   s a t i s f a c t o r i l y   f o r   d i g i t a l   m e a s u r e m e n t   [ 2 2 ] ,   C C P   p r o t e c t i o n   [28] ,   a n d   L C D   p r o t e c t i o n   [29] ,   e v e n   i n   v a r i o u s   t e m p e r a t u r e   c o n d i t i o n s   [30 ] .   T e s t   r e s u l t   o n   G E s   O C T   i n   T a b l e   8   [31]   s h o w s   t h a t   m a g n i t u d e   a n d   p h a s e   a c c u r a c y   o f   t h e   p r o p o s e d   O C T   w o u l d   s a t i s f y   r e q u i r e d   e r r o r   l i m i t s   i n   [10] .   R e s u l t   o f   s h o r t   c i r c u i t   w i t h s t a n d   t e s t   s h o w n   i n   T a b l e   9   a n d   F i g u r e   7   s h o w s   t h a t   t h e   pr o p o s e d   o p t i c a l   C T   c o u l d   s a t i s f y   t h e   r e f e r r e d   s t a n d a r d   i n   [11] .   C o n s e q u e n t l y ,   t h e   o p t i c a l   C T   w o u l d   p e r f o r m   be t t e r   t h a n   t h e   c o n v e n t i o n a l   C T   a s   i t   w o u l d   h a v e   s a t i s f y i n g   a c c u r a c y   l e v e l   w i t h   m o r e   c om p a c t   d e s i g n ,   f l e x i b l e   d i m e n s i o n ,   a n d   h i g h e r   m e a s u r e m e nt   l i m i t   t h u s   h a v i ng   m o r e   f l e x i bl e   d y n a m i c   m e a s u r e m e n t   r a n g e   [32] .       Table  7 T ech ni cal  sp eci ficat ion o t he op ti c al  CT   Para m eter   Valu e   Accurac y  class  ( p r o tectio n )   5 P ( IE C  61 8 6 9 - 2)   Accurac y  class  ( m etering )   0 .2s  ( IE C 6 1 869 - 2)   Rated ration  ( A)   1 0 0 0 : 1   Cu rr en t ban d wid th  ( k A)   0 .01 - 160   Frequ en cy  ban d wi d th  ( Hz)   10 - 3 0 0 0   Interf ace   Sin g le  m o d e  f ib re  o p tic   Proto co l   IEC - 61850 - 9 - 2 LE   Deg reebo f  pro tectio n   IP  6 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   24 , N o.   1 Oct ober  20 21 1   -   11   8   Table  8 Re c ord  of the acc ura cy  test  o n t he p rop os ed  opti cal  CT  [ 31]   T e s t   L e v e l ( % ) R e f e r e n c e ( A) T e s t   C T ( A) M a g n i t u d e E r r o r   ( % ) P h a s e E r r o r   ( d e g ) P h a s e   E r r o r ( m i n ) R e m a r k s 200 2 0 0 6 . 9 0 2 0 1 0 . 1 0 0 . 1 6 % - 0 . 0 3 - 1 . 8 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 200 2 0 0 8 . 8 0 2 0 1 2 . 4 0 0 . 1 8 % - 0 . 0 3 - 1 . 8 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 200 2 0 0 6 . 8 0 2 0 1 1 . 0 0 0 . 2 1 % - 0 . 0 3 - 1 . 8 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 100 1 0 0 3 . 6 0 1 0 0 3 . 7 0 0 . 0 1 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 100 1 0 0 3 . 7 0 1 0 0 3 . 9 0 0 . 0 2 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 100 1 0 0 3 . 7 0 1 0 0 4 . 0 0 0 . 0 3 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 50 4 9 8 . 9 0 5 0 0 . 0 0 0 . 2 2 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 50 4 9 8 . 0 0 4 9 9 . 1 0 0 . 2 2 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 50 4 9 9 . 2 0 5 0 0 . 3 0 0 . 2 2 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 5 5 1 . 1 8 5 1 . 5 0 0 . 6 3 % - 0 . 0 9 - 5 . 4 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 5 5 1 . 1 8 5 1 . 3 7 0 . 3 7 % - 0 . 0 8 - 4 . 8 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2 5 5 1 . 2 1 5 1 . 1 6 0 . 1 0 % - 0 . 0 2 - 1 . 2 E r r o r   < 1 %   a n d   6 0   m i n ,   c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 2       Table  9 Re c ord of t he  s hort c ircuit  w it hs ta nd test   on the  propose d o ptica l C [ 31 ]   T e s t   c u r r e n t W a v e f o r m P h y s i c a l R e m a r k s 3 0   k A,   2   s e c No   d i s t u r b a n c e   o r   s a t u r a t i o n No   s i g n   o f   d a m a g e c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 6 5 0   k A,   3   s e c No   d i s t u r b a n c e   o r   s a t u r a t i o n No   s i g n   o f   d a m a g e c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 6 6 3   k A,   1   s e c No   d i s t u r b a n c e   o r   s a t u r a t i o n No   s i g n   o f   d a m a g e c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 6 2 1 6   k A,   1 0   c y c l e s No   d i s t u r b a n c e   o r   s a t u r a t i o n No   s i g n   o f   d a m a g e c o m p l y   I E C   6 1 8 6 9 - 6           Figure  7. 21 6 k tra ns ie nt c ur ren t t est   for 10  cy cl es o n t he p rop os ed  opti cal  CT  [ 31]       More ov e r,   inc orp or at io of  an  al l - opti cal   trans ducer  wou ld  le ad  to  f ul ly   passive  sen sing   syst em   that  would  wit hs ta nd  any  los ses  du to  e d dy   cur re nt  or   wind i ng   m agn et isa ti on   [ 13 ] Co ns e qu e ntly the  us of   IEC  61850 - 9 - sam pled  value   for  a   com m un ic at ion   pr oto c ol   betwee the   OCT  with  m erg in un it   (MU a nd  any  kind  of   in te ll igent  el ect ro nic  dev ic es  ( IED)  usi ng  fib r opti interf ace  would  be  pr e fer a ble  due   to  it accuracy,  sim plici t y, i m m un ity t el ect rical  losses, an im m un it y t o si gnal   interfe ren ce   [ 33]   In  case  of  us ing  OCT   on  th CC sc hem in  HTL t he   OCT   w ould  need  to   be   ins ta ll ed  at   th e   j unct io point  betwee H c able  an the  O HL  sect ion   t ha m igh be  fa f ro m   the  su bs ta ti on S o,   a industrial  OCT  co uld   be   us ed  f or   that  pur po se  as  it   would  be  able   to  com m un icate  up   to  10s  of   km   without  sign al   rep eat er   or  vi rtuall un li m i ted   usi ng  s ig nal  rep eat er   [ 18 ]   a nd   i ns ta ll ed  ha ng i ng   on  the  OH L   to wer   or   an  H V   cable de ad - en d b us hi ng  du e  to  it s co m pactness   [ 34 ] ,   [ 35 ] .   I n   d e t a i l ,   t h e   m a x i m u m   l e n g t h   o f   f i b r e   o p t i c   c a b l e   b e t w e e n   t h e   o p t i c a l   C T   b o x   a n d   t h e   m e r g i n g   u n i t   o r   I E D   i n   t h e   s u b s t a t i o n   c o u l d   b e   c a l c u l a t e d   w i t h   p o w e r   b u d g e t   a n a l y s i s   a c c o r d i n g   t o   [ 3 6 ]   u s i n g   o u t p u t   p o w e r   o f   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Impact  o opti cal curre nt tr an sform er  on pr ot ect ion  sc hem e  o hybri tr ansmissio li ne   ( Za in al Arif in )   9   o p t i c a l   C T   [ 3 1 ] ,   t y p i c a l   l o s s e s   p a r a m e t e r s   [ 3 6 ] ,   a n d   t h e   I E D s   o p t i c a l   i n p u t   c u t - o f f   p o w e r   [ 3 7 ] .   T h i s   c a s e   a s s u m e s   t h a t   t h e   C C P  s c h e m e   f o r   t h e   c a b l e  s e c t i o n  u t i l i s e   t h e  G E   M i C O M  P 6 4 x   I E D  w i t h  9 / 1 2 5 - µ m   1 3 0 0  n m   s i n g l e   m o d e   f i b r e s   f o r   c o m m u n i c a t i o n   c o n n e c t i o n   u s i n g   s a m p l e d   v a l u e   w i t h   I E C   6 1 8 5 0 - 9 - 2   p r o t o c o l   [ 3 7 ] .   T a b l e   1 0   c l e a r l y   s h o w s   t h e   6 . 7 2   d B   a s   t o t a l   p o w e r   m a r g i n   i n c l u d i n g   t h e   t y p i c a l   p o w e r   c u t - o f f   o n   t h e   G E   M i C O M   P 6 4 x   I E D .   F u r t h e r ,   t h e   6 . 7 2   d B   t o t a l   p o w e r   m a r g i n   i s   d i v i d e d   w i t h   t h e   a t t e n u a t i o n   p e r   k i l o m e t r e   o f   t h e   o p t i c a l   f i b r e   c a b l e   b e t w e e n   t h e   o p t i c a l   C T   a n d   t h e   p r o t e c t i o n   I E D   t o   o b t a i n   t h e   m a x i m u m   l e n g t h   t h a t   w o u l d   b e   t e c h n i c a l l y   f e a s i b l e .       Table  10 . Po w er m arg in  betw een th e  opti cal   CT an d IE D  in  substat ion   Co m p o n en t   Qu an tity   dB   Po wer   OCT Outp u t   1   2 5 .52     Co n n ecto lo ss es   2  @  0.5  dB /co n n ecto r   - 1 .00     Mechan ical sp lice   2  @  0.5  dB /   sp lice   - 1 .00     Patch  pan els   2  @  0.5  dB /   p an el   - 1 .00   Los ses   Disp ersio n   m argin   1   - 1 .00     Op tical saf ety   an d  r ep air  m  ai   1   - 3 .00     IE D op tical  inp u t cut - o f f   1   - 1 1 .80   Total Po wer  M a rgi n   6 .72       By   assu m ing   the  us of  SMF   gr ade in dex   9/125 - µm   cabl at   13 00   nm  with  at te nu at io le vel  of   0.5   dB/km , to ta l dista nce  betwee n t he pr otect ion  IED an t he opt ic al  CT MU box can  b e   cal c ulate as  foll ows:          =                     = 6 . 72    0 . 5     = 13 . 44      (5)     M o r e o v e r ,   t h e   o p t i c a l   d i s t a n c e   o n   ( 5 )   c l e a r l y   s h o w s   t h a t   t h e   o p t i c a l   C T   w o u l d   t e c h n i c a l l y   s a t i s f y i n g   f o r   t h e   p r o p o s e d   p r o t e c t i o n   s c h e m e   d u e   t o   i t s   l o n g e r   m a x i m u m   d i s t a n c e .   F u r t h e r m o r e ,   d u e   t o   t h o s e   m a n y   p o t e n t i a l   a d v a n t a g e s ,   t h e   O C T   h a s   b e e n   c h o s e n   t o   b e   i n c o r p o r a t e d   o n   a   p i l o t   p r o j e c t   i n   a   n e w   I n d o n e s i a n   1 5 0   k V   H T L   b e t w e e n   P a s a r   K e m i s   a n d   G a j a h   T u n g g a l   s u b s t a t i o n   w i t h   ± 2 . 5   k m   H V   c a b l e   s e c t i o n   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .   T h i s   p r o j e c t   u s e s   a   m o d i f i e d   t h r e e - m e a s u r e m e n t   p o i n t s   p r o t e c t i o n   s c h e m e   t h a t   c o m b i n e s   C C P   a n d   L C D   p r o t e c t i o n   a s   d i s c u s s e d   i n   S e c t i o n   3 . 2   a n d   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   6 ( b ) .   I n   t h i s   d e s i g n ,   t h e   8 7   C C P   r e l a y   w o u l d   s e n d   a n   A R   b l o c k   s i g n a l   t o   t h e   8 7 L   r e l a y   o n   b o t h   s u b s t a t i o n s   f o r   a n y   f a u l t   i n   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n   a n d   a   d i r e c t   t r a n s f e r   t r i p   ( D T T )   s i g n a l   t o   l o c a l   C B   a n d   r e m o t e   s u b s t a t i o n   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .   I n   s h o r t ,   t h e   e x i s t e n c e   o f   t h e   O C T   a t   t h e   j u n c t i o n   p o i n t s   b e t w e e n   O H L   a n d   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n   w o u l d   s i g n i f i c a n t l y   i m p r o v e   t h e   s e l e c t i v i t y   a n d   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   H T L   p r o t e c t i o n   s i n c e   t h e   p o w e r   g r i d   o p e r a t o r   c o u l d   e n a b l e   A R   s c h e m e   f o r   f a u l t   i n   t h e   O H L   s e c t i o n .         8 7   C C P 2 . 5   k m C a b l e O v e r h e a d   L i n e 8 7 L A R   B l o c k a n d   D T T C o m   6 4   k b p s O C T C C T C C T M U 8 7 L F O   S i n g l e   M o d e F O   M u l t i   M o d e C o p p e r   w i r e M U     Fi gure  8. Com bin at io n of co nventio nal a nd  op ti cal  CT  for pr otect ion sc he m e o a  15 0 - kV  HTL       6.   CONCL US I O N   T h i s   p a p e r   a i m s   t o   i n v e s t i ga t e   t h e   e f f e c t   o f   u s i n g   O C T   t o   r e p l a c e   C C T   i n   a H T L   t o   i m p r o v e   i t s   p e r f o r m a n c e  i n   t e r m s   o f   a c t i v a t i n g   t h e   a u t o   r e c l o s e  s c h e m e   a n d   h a v i n g   a   l o n g e r   c a b l e  s e c t i o n   i n   t h e   hi g h   v o l t a g e   c i r c u i t s .   T h e   t hr e e - m e a s u r e m e n t   p o i n t s   p r o t e c t i o n   s c h e m e   w i t h   C C P   o n   t h e   H V   c a b l e   s e c t i o n   h a s   b e e n   c h o s e n   t o   b e   s t u d i e d   a n d   i m pl e m e nt e d   du e   t o   i t s   b e t t e r   s e l e c t i v i t y   f o r   a n y   f a ul t   o n   t he   O H L   a n d   H V   c a b l e   s e c t i on   o f   t h e   H T L .   I n   t h e   c a s e   o f   a   r e l a t i v e l y   s h o r t   H V   c a b l e   s e c t i o n   w h i c h   i s   l e s s   t h a n   o r   e q u a l   t o   6 9 0   m   a n d   1 1 5 0   m   f o r   6   m m 2   a n d   1 0   m m 2   s e c o n d a r y   c u r r e n t   c i r c ui t s   r e s p e c t i v e l y ,   t h e   C C T   w o u l d   o p e r a t e   w i t h i n   i t s   r a t e d   b u r d e n   v a l u e   a n d   k n e e   p o i n t   v o l t a g e   d u r i n g   n o r m a l   o p e r a t i o n   a n d   f a u l t   c o n d i t i o n .   T h e r e f o r e ,   t h e   C C T   w o u l d   b e   t e c h n i c a l l y   s u i t a bl e   t o   b e   u s e d   a s   a   m e a s u r e m e nt   u n i t   o n   a l l   t h r e e   m e a s u r e m e n t   l o c a t i o n s   a l o n g   t he   H T L   o n l y   f or   t h i s   r e l a t i v e l y   s h o r t   l e n g t h .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   u s e   o f   a n   O C T   c o m p l i e s   w i t h   t h e   a c c ur a c y   a n d   p e r f o r m a n c e   r e q u i r e m e nt s   i n   I E C   6 1 8 6 9 - 2   a n d   I E C   6 1 8 6 9 - 6   w i t h   d i g i t a l   m e a s u r e m e n t   d a t a   e x c h a n g e   m e t h o d   a c c o r d i n g   t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   24 , N o.   1 Oct ober  20 21 1   -   11   10   t h e   I E C   6 1 8 5 0 - 9 - 2   s a m p l e d   v a l u e   s t a n d a r d   p r o t o c o l   w o u l d   d r a s t i c a l l y   a f f e c t   t h e   t h r e e - m e a s u r e m e n t   p o i n t s   p r o t e c t i o n   s c h e m e   o n   t h e   H T L .   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   p o w e r   b u d g e t   a n a l y s i s   h a s   s h o w n   t h a t   t h e   p l a c e m e nt   l o c a t i o n   o f   t h e   c u r r e n t   m e a s u r e m e n t   p o i n t s   b e t w e e n   t h e   O H L   a n d   c a b l e   s e c t i o n   c o u l b e   p r o l o n g e d   u p   t o   1 3 . 4 4   k m   f r om   t h e   s u b s t a t i o n   v i a   s i n g l e - m o d e   f i b r e   o p t i c   c a b l e   w i t h o u t   a ny   s i n g l e   s i g n a l   r e pe a t e r .       ACKN OWLE DGE MENTS   The  a uthor g ra te fu ll y ac know le dg e t hat wor prese nted  i t his p a pe ha s full y supp or te d by PT. PL (P ers er o) of  Indonesia a nd  G E Grid  So l utio ns   Ind on esi a .       REFERE NCE S   [1]   J.  Han  and  P.  A .   Cross ley ,   "F au lt   lo cation  on   m ixe ov erh e ad  l i ne  and   c abl e   tr a nsm ission  net works , 2013  IE EE   Gr enobl Conf ere nce ,   2013 ,   pp .   1 - 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