2. Pengaman Cadangan a) Jarak Jauh
2.3 PERALATAN BANTU PROTEKSI .1 Synchro check
Relai Synchrocheck adalah suata peralatan kontrol yang berfungsi untuk mengetahui kondisi sinkron antara dua sisi atau subsistem yang diukur. Besaran yang diukur oleh alat ini adalah perbedaan sudut fasa, tegangan dan frekuensi.
• Beda sudut fasa (Δf)
Sudut fasa untuk mengetahui perbedaan sudut fasa urutan tegangan antara kedua sisi yang diukur, biasanya besarnya setting sudut fasa tergantung kekuatan sistem saat itu. Untuk sekuriti sistem setting sudut fasa dipilih disesuaikan dengan kekuatan sistem dengan batas maksimum adalah sekitar 20°.
• Beda tegangan (ΔV)
Adalah beda tegangan antara diantara kedua subsistem misalkan antara tegangan bus/common (U1) dengan running/incoming (U2). Untuk mencegah terjadinya asinkron saat penutupan PMT perlu diperhatikan perbedaan kedua sisi tegangan tidak boleh lebih besar dari setting beda tegangan. Setting perbedaan tegangan maksimal 10%Vn.
Beda frekuensi adalah untuk mengetahui slip frekuensi antara kedua subsistem yang akan dihubungkan fungsinya untuk mencegah penutupan PMT jika perbedaan kedua sisi frekuensi lebih besar dari setting. Perbedaan frekuensi maksimal disetting 0.11 Hz.
Faktor utama yang menjadi pertimbangan dalam setelan synchro check adalah perbedaan frekuensi (slip), sehingga perlu dihitung secara akurat. Perbedaan frekuensi ditentukan melalui persamaan df = Ø /(t x180°), dimana Ø dalam derajat dan t dalam detik.
• Waktu tunda
Beda frekuensi adalah untuk mengetahui slip frekuensi antara kedua subsistem yang akan dihubungkan fungsinya untuk mencegah penutupan PMT jika perbedaan kedua sisi frekuensi.
2.3.2 Penutup Balik Otomatis (Autoreclose)
Saluran udara tegangan tinggi (SUTT) merupakan salah satu bagian sistem yang paling sering mengalami gangguan, sebagian besar dari penyebab gangguan tersebut bersifat temporer yang akan segera hilang setelah Pemutus Tenaga (PMT) trip. Agar kesinambungan pasokan tenaga listrik tetap terjaga serta batas stabilitas tetap terpelihara maka PMT dicoba masuk kembali sesaat setelah kejadian trip diatas (reclose).
Untuk mengurangi dampak gangguan yang bersifat temporer terhadap keandalan pasokan tenaga listrik, maka pada SUTT dipasang penutup balik otomatis (autorecloser).
2.3.2.1 Klasifikasi Pola Autoreclose: 1. berdasarkan waktu kerjanya a. Cepat (highspeed)
Highspeed adalah penutup balik otomatis dengan waktu tunda < 1 detik.
Autoreclose cepat untuk 1 (satu) fasa, 3 (tiga) fasa dan 1+3 (satu atau tiga) fasa;
Lowspeed adalah penutup balik otomatis dengan waktu tunda > 1 detik. Autoreclose lambat untuk 3 (tiga) fasa.
2. berdasarkan jumlah fasa yang trip a. Satu Fasa (Single Phase) b. Tiga Fasa (Three Phase)
3. berdasarkan jumlah penutupan balik a. penutupan balik satu kali (single shot)
b. penutupan balik beberapa kali (multiple shot).
Untuk proteksi saluran transmisi autoreclose hanya dioperasikan single shot dengan mempertimbangkan dampak gangguan permanen terhadap kerusakan peralatan.
Autorelose hanya diijinkan bekerja pada proteksi utama penghantar.
Pemilihan pola single phase auto reclosing (SPAR) atau three phase auto reclosing (TPAR) dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan konfigurasi jaringan seperti Gambar 2-30 sebagai berikut:
a. Jaringan Radial Sirkit Tunggal
b. Jaringan Radial sirkit Ganda
c. Jaringan Looping Sirkit Tunggal
∼
∼
SUTT LOOPING SISTEM A SISTEM B SUTT LOOPING SISTEM A SISTEM Bd. Jaringan Looping Sirkit Ganda
Gambar 2-30. Konfigurasi Jaringan
Pemilihan pola single phase auto reclosing (SPAR) atau three phase auto reclosing (TPAR) dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan batas stabilitas sistem, karaktesitik PMT dan peralatan proteksi yang digunakan. Pertimbangan ini menyangkut besarnya nilai setelan/setting untuk dead time dan reclaim time.
Pemilihan pola A/R dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan persyaratan pada kedua ujung saluran antara lain:
a. Kemungkinan reclose pada gangguan permanen; b. Kemungkinan gagal sinkron pada saat reclose; c. Salah satu sisi tersambung ke unit pembangkit;
d. Penutupan PMT pada kedua ujung saluran yang tidak bersamaan. Pada konfigurasi satu setengah PMT dimungkinkan pembukaan PMT tidak serentak sehingga menjadi pertimbangan untuk menerapkan pola Autoreclose pada kedua PMT.
2.3.2.2 Pengoperasian A/R cepat (High Speed A/R)
Pengoperasian A/R cepat dapat diterapkan bila persyaratan di bawah ini dipenuhi:
a. Siklus kerja (duty cycle) dari PMT sesuai untuk operasi dengan A/R cepat.
b. Kemampuan poros mesin (terutama yang berporos panjang) dan belitan stator generator perlu diperhatikan, sehingga pengoperasian high speed A/R 3 fasa pada SUTT di GI pembangkit atau yang dekat pembangkit dilakukan setelah ada kepastian bahwa operasi high speed A/R 3 fasa tidak membahayakan mesin pembangkit.
2.3.2.3 Penerapan A/R cepat 1(satu) fasa
Dapat diterapkan pada konfigurasi atau sistem berikut:
• SUTT jaringan radial sirkit tunggal atau ganda.
• SUTT jaringan looping sirkit tunggal atau ganda.
2.3.2.4 Penerapan A/R cepat 3 (tiga) fasa
Dapat diterapkan pada konfigurasi atau sistem berikut:
• SUTT jaringan radial ganda.
• SUTT jaringan looping sirkit tunggal atau ganda
Pengoperasian high speed A/R 3 fasa, disamping memberikan keuntungan pada sistem yaitu memperbaiki stability margin, mengurangi terjadinya pembebanan kritis akibat gangguan pada SUTT maupun pada saluran interkoneksi, juga memberikan resiko berupa kemungkinan terjadinya gangguan yang lebih parah bila operasi A/R pada saat ada gangguan permanen. Dengan demikian maka pengoperasian high speed A/R 3 (tiga) fasa harus didahului dengan keyakinan (berupa hasil studi) bahwa pengoperasian A/R akan memberi manfaat yang besar dengan resiko yang kecil.
Penerapan A/R cepat 3 (tiga) fasa untuk jaringan looping harus dilengkapi dengan relai synchrocheck atau relai lain (rele daya) yang dapat berfungsi untuk memastikan bahwa kondisi sinkron pada PMT yang akan reclose masih dipenuhi .
Operasi high speed A/R 3 (tiga) fasa tidak boleh diterapkan bila hasil studi menunjukan bahwa high speed reclosing akan dapat menimbulkan tegangan lebih transien yang melebihi nilai desain yang diijinkan.
2.3.2.5 Pengoperasian A/R lambat
Pengoperasian A/R lambat hanya diterapkan pada A/R 3 (tiga) fasa.
Penerapan A/R lambat 3 (tiga) fasa dapat diterapkan pada konfigurasi atau sistem:
a. SUTT jaringan radial sirkit tunggal atau ganda. b. SUTT jaringan looping sirkit tunggal atau ganda.
Mempertimbangkan stres pada poros generator maka disarankan agar operasi reclose PMT pada SUTT/SUTET yang terganggu dilakukan secara berurutan dimulai dari PMT yang jauh dari pembangkit atau yang fault levelnya lebih kecil, baru kemudian PMT yang dekat pembangkit (secara manual atau dengan auto recloser).
Operasi reclose dua PMT dengan serentak sulit dicapai sehingga pada ujung SUTT yang tersambung ke GI dengan pola satu setengah PMT perlu diperhatikan kemungkinan terjadinya penutupan dua PMT yang tidak serentak. Khusus pada gangguan permanen, penutupan dua PMT yang tidak serentak akan menyebabkan gangguan berlangsung lebih lama dan menimbulkan gangguan baru yang lebih parah. Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya hal tersebut, disarankan pertama reclose untuk PMT line (B1) yang terhubung langsung ke busbar baru kemudian PMT tengah (AB) setelah PMT pertama berhasil masuk seperti terlihat pada Gambar 2-31 dibawah ini.
Gambar 2-31. Pola A/R pada 1½ PMT
Pengoperasian A/R lambat 3 fasa harus dikontrol oleh relai synchro check atau relai lain (seperti rele daya) yang dapat berfungsi untuk memastikan bahwa kondisi sinkron pada PMT yang akan reclose masih dipenuhi.
2.3.2.6 Kondisi Autoreclose tidak boleh bekerja Autoreclose tidak boleh bekerja pada kondisi:
a. PMT dibuka secara manual atau beberapa saat setelah PMT ditutup secara manual.
b. PMT trip oleh Circuit Breaker Failure (CBF) atau Direct Transfer Trip (DTT). SUTT A 1 AB 1 B1
∼
c. PMT trip oleh proteksi cadangan (Z2, Z3, OCR/GFR). d. PMT trip oleh Switch On To Fault (SOTF).
Bila relai proteksi SUTT tidak dilengkapi dengan fungsi SOTF, maka perlu ditambahkan sirkit A/R blok untuk menunda fungsi A/R setelah PMT dimasukan secara manual. Lama waktu tunda sirkit A/R blok akan ditentukan kemudian.
e. PMT trip oleh out of step protection (bila ada pola out of step trip). 2.3.2.7 Kondisi Autoreclose tidak boleh diterapkan
a. SKTT (Saluran Kabel Tegangan Tinggi)
Pola autoreclose satu fasa dan tiga fasa tidak boleh diterapkan pada SKTT, karena gangguan yang sering terjadi pada SKTT adalah gangguan permanen.
b. SUTT yang tersambung ke Trafo dengan sambungan T dimana dititik C tidak ada proteksi bay penghantar (Gambar 2-32).
Pola autoreclose tiga fasa tidak boleh diterapkan kecuali jika beban trafo dilepas terlebih dahulu untuk menghindari energize trafo pada saat berbeban.
Gambar 2-32. SUTT yang tersambung ke Trafo dengan sambungan T
2.3.3 AVR Trafo tenaga
A. KUALITAS PELAYANAN DAN MUTU TEGANGAN
Penampilan dari sistem distribusi tenaga listrik dan kualitas dari pada pelayanan diantaranya terukur dari level tegangan yang dapat memuaskan pelangganan, dalam kaitan pertimbangan ekonomi Perusahaan Listrik tidak dapat memenuhi masing-masing pelanggan dengan suatu tegangan
yang konstant sesuai name plate tegangan pada peralatan yang dipunyai pelanggan.
Terlihat pada Gambar 2-33, Nilai tegangan yang diterima oleh pelanggan pada sirkuit distribusi akan bervariasi, pelanggan yang dekat dengan sumber (First customers) akan merasakan tegangan dengan nilai maksimum, sedangkan nilai tegangan minimum akan dirasakan oleh pelanggan yang berada pada ujung sirkuit (Last rural customers).
Gambar 2-33. Ilustrasi Penyebaran Tegangan pada Primary Feeder System
Radial
Standar kualitas tegangan yang ditentukan oleh pelanggan PT PLN (Persero) adalah +5 % dan -10 % dari tegangan nominal.
Untuk mendapatkan tegangan sirkit distribusi dengan batasan yang diijinkan, diperlukan suatu pengontrol tegangan, menaikan tegangan sirkuit bila tegangan terlalu rendah dan menurunkannya bila tegangan terlalu tinggi. Terdapat beberapa cara untuk meningkatkan atau pengaturan tegangan system distribusi. Beberapa cara tersebut antara lain:
•Menggunakan pengaturan tegangan Generator
•Aplikasi peralatan pengatur tegangan pada Gardu Distribusi
•Aplikasi Kapasitor pada Gardu Distribusi
•Balansing beban-beban pada feeder distribusi
•Menaikan ukuran penampang konduktor feeder distribusi
•Merubah feeder section dari single-phase ke multiphase
•Pemindahan beban pada feeder baru
•Install Gardu Induk dan Feeder baru
•Menaikan level tegangan primer
Primary feeder Rural Primary First customers Last customers Last rural customers
•Aplikasi pengatur tegangan di Gardu Hubung
•Aplikasi Kapasitor shunt atau seri pada primary feeder.
B. PENGATUR TEGANGAN PADA GARDU DISTRIBUSI
Pengatur Tegangan (Voltage Regulators) digunakan untuk mengatur tegangan output dari Transformator untuk menjaga tegangan output tetap konstan.
Terdapat dua tipe Voltage Regulator yaitu tipe induksi dan tipe step regulators. Pada era sekarang ini tipe step regulator telah menggantikan tipe induksi.
Tipe step voltage regulator pada dasarnya adalah suatu autotransformer dengan beberapa tap atau step dalam belitan seri. Pada Transformator tegangan tinggi Voltage Regulator tipe step pada umumnya dapat dioperasikan dalam kondisi berbeban dan dikenal dengan sebutan On Load Tap Changer (OLTC).
Hal yang sangat penting regulator dirancang untuk mengoreksi tegangan fasa dari 10 percent menaikan (boost) ke 10 percent menurunkan/melawan (buck) (+10 percent) dalam 32 step, dengan 5/8 percent perubahan tegangan per step. Catatan bahwa tegangan regulasi secara penuh dengan range 20 percent, dengan perkataan lain jika 20 percent regulasi range dipenuhi oleh 32 step, maka ditemukan 5/8 percent regulasi per step.