Peralatan Percobaan - MATRIKS IMPEDANSI (Z-BUS)

Modul 3 MATRIKS IMPEDANSI (Z-BUS)

3. Peralatan Percobaan

- 1 buah laptop/computer - Software Matlab

4. Prosedur Percobaan

1. Unduh file M3_Z Bus_Matlab.zip (diberikan oleh aslab).

2. Buka file M3_Zbus_pos.m.

3. Melengkapi algoritma pada file M3_Zbus_pos.m.

4. Run file Data1.m.

5. Run file M3_Zbus_pos.m.

6. Konsultasikan ke asisten laboratorium terkait

Modul 4

ANALISA GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

1. Tujuan Praktikum

1. Memahami pengertian dari gangguan hubung singkat 2. Memahami tujuan dari analisa hubung singkat

3. Memahami konsep komponen simetris.

4. Memahami jenis-jenis gangguan hubung singkat.

2. Dasar Teori

Berdasarkan ANSI/IEEE Std. 100- 1992 gangguan didefinisikan sebagai suatu kondisi fisis yang disebabkan kegagalan suatu perangkat, komponen, atau suatu elemen untuk bekerja sesuai dengan fungsinya. Suatu gangguan hampir selalu berupa hubung langsung atau melalui impedansi.

Menurut standar IEC 60909, definisi hubung singkat adalah terbentuk jalur konduktif yang tidak disengaja atau disengaja antara dua atau lebih bagian konduktif (misalnya hubung singkat tiga fasa) yang membuat perbedaan tegangan (potensial) listrik antara bagian konduktif tersebut menjadi sama atau mendekati nol.

Dalam PUIL 2000 arus hubung singkat disebut dengan arus hubung pendek. Atau bisa disebut juga dengan arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedansi yang sangat kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya.

a). Tujuan analisa hubung singkat

Analisa hubung singkat merupakan studi yang digunakan untuk memeroleh nilai besaran-besaran listrik yang dihasilkan oleh terjadinya gangguan hubung singkat. Data yang diperoleh dari perhitungan tersebut akan digunakan untuk merancang proteksi sistem tenaga listrik, seperti menentukan setting relay dan kapasitas pemutus (Circuit Breaker), untuk memastikan sistem tenaga listrik dapat mengatasi gangguan hubung singkat.

25 1. Menentukan arus dan tegangan maximum & minimum pada bagian-bagian / titik-titik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik untuk jenis-jenis gangguan yang mungkin terjadi.

2. Menentukan nilai short circuit pada setiap bus atau saluran yang terhubung pada bus tsb sehingga dapat menganalisa kapasitas alat pemutus daya dan peralatan yang digunakan.

3. Dapat menentukan setting relay dan koordinasi pengaman untuk mengamankan sistem dari gangguan arus hubung singkat.

b). Komponen Simetris

Karya Fortescue membuktikan bahwa suatu sistem tak seimbang yang terdiri dari n fasor yang berhubungan dapat diuraikan menjadi n buah sistem dengan fasor seimbang yang dinamakan komponen-komponen simetris dari fasor lainnya.

Gangguan hubung singkat asimetris harus dianalisis dengan metode komponen simetris. Setiap sistem tiga fasa dapat direpresentasikan dalam tiga jenis vektor simetris, yaitu komponen urutan positif (notasi 1), urutan negatif (notasi 2), dan urutan nol (notasi 0).

Setiap sistem 3-fasa baik itu seimbang maupun tidak seimbang dapat direpresentasikan ke dalam 3 set vector simetris, yaitu:

1. Vektor urutan NOL atau (ZERO Sequance), ^{( )}, ^{( )}

Zero sequence atau vector urutan nol merupakan 3 vektor yang memiliki sudut/fasa yang sama.

2. Vektor urutan POSITIF (POSITIVE Sequance), ^{( )}, ^{( )}

Positive sequence merupakan 3 vektor dengan fasa/sudut yang masing-masing berbeda sebesar

3. Vektor urutan NEGATIF (NEGATIVE Sequance) ^{( )}, ^{( )}

Negative sequence merupakan urutan 3 vektor yang serupa vector urutan positif, namun berbeda arah.

26 Gambar 4. 1 Komponen Simetris

Konsep komponen simetris menggunakan sebuah operator yang disebut alpha ( ), yaitu untuk menyatakan pergeseran sudut sebesar 120 derajat.

Menggunakan operator alpha dengan acuan fasa a, dapat diperoleh persamaan sebagai berikut:

Maka, untuk mendapatkan nilai tegangan dari komponen fasa:

^{( )} ^{( )} ^{( )}

Jika diinvers maka didapat persamaan komponen simetrisnya:

( ) ( ) ^{( )} ( ) ^{( )} ( )

c). Jenis-jenis gangguan hubung singkat

Gangguan hubung singkat pada system tenaga listrik secara umum dapat dikategorikan sebagai berikut:

- Gangguan hubung singkat simetris:

a. Gangguan 3-fasa

b. Gangguan 3-fasa ke tanah.

- Gangguan hubung singkat asimetris:

a. Gangguan 1-fasa (Single phase to ground fault) b. Gangguan 2-fasa (phase to phase fault)

c. Gangguan 2-fasa ke tanah (phase to phase to ground fault) Tabel 4. 1 Tipe Gangguan Hubung Singkat

Gangguan hubung singkat Rangkaian SC Persamaan

Satu fasa ke tanah Kondisi:

Antar dua fasa Kondisi: Vb =Vc

Ib = -Ic dan Ia = 0

Formula:

( ) _{( )}

^{( )}

Tiga fasa Kondisi: Va=Vb=Vc

Ia + Ib + Ic = 0

Formula:

( )

d). Macam-macam arus pada gangguan hubung-singkat

Gambar 4. 2 Representasi Kestabilan Transien

Seri IEC 60909 standar membedakan empat jenis tugas yang menghasilkan empat arus gangguan hubung singkat terhitung yang berbeda:

● Arus hubung singkat awal I k”

● Arus hubung singkat puncak Ip

● Arus hubung singkat yang putus Ib

● Arus gangguan kondisi-mapan Ik

• I

’’ =

didefinisikan sebagai initial symmetrical short-circuit current yang berarti nilai r.m.s dari nilai hubung singkat yang tersedia.

•

i

=

didefinisikan sebagai peak short-circuit current yang berarti kemungkinan nilai terbesar dari nilai hubung singkat.

• I

=

didefinisikan sebagai symmetrical short-circuit breaking current yang berarti nilai maksimum yang mampu di-break oleh pemutus tenaga/PMT.

•

I

=

didefinisikan sebagai steady state short circuit current yang berarti nilai r.m.s hubung singkat yang tersisa setelah fenomena transien.

3. Peralatan Percobaan

1. 1 buah laptop/computer 2. Software Matlab

4. Prosedur Percobaan

1. Unduh file M4_Short Circuit.zip (diberikan oleh aslab).

2. Ekstrak file tersebut.

4. Buka file ShortCircuit.m 5. Run file ShortCircuit.m 6. Buka file excel data modul 4 7. Masukkan nomor digit NPM

8. Jalankan Fault sesuai bus dan jenis gangguan yang diberikan asisten.

9. Konsultasikan ke asisten laboratorium terkait

MODUL 5

PENGENALAN PERANGKAT LUNAK ETAP DAN SIMULASI ALIRAN DAYA

1. Tujuan Praktikum

1. Mempelajari aplikasi dan fungsi ETAP pada sistem tenaga listrik

2. Mempelajari cara membuat Single Line Diagram (SLD) dan simulasi pada ETAP 19.0.1

3. Menganalisis masalah-masalah simulasi aliran daya pada Sistem Tenaga Listrik dengan ETAP 19.0.1

2. Dasar Teori a) Pengertian

ETAP atau singkatan dari Electric Transient and Analysis Program merupakan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk melakukan analisa serta simulasi pada Sistem Tenaga Listrik. Dalam menganalisa tenaga listrik, Single Line Diagram (SLD) direpresentasikan sebagai notasi yang disederhanakan dalam sebuah Sistem Tenaga Listrik 3 (tiga) fasa. Perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik dan online untuk mengelola data dan mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya pun bermacam-macam, sebagai contoh fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik, sistem transmisi, dan sistem distribusi tenaga listrik. Adapun analisa lain yang dapat dilakukan dengan ETAP sebagai berikut:

1. Load Flow Analysis 2. Short Circuit Analysis 3. Transient Stability

4. Star Protection Devices Analysis 5. Motor Starting Analysis

6. Arc Flash Analysis

7. Protective Device Coordination Dll.

b) Tampilan Utama ETAP

a. Simulation Tool Bars

Berikut ini merupakan beberapa fitur yang terdapat pada ETAP dalam melakukan analisa Sistem Tenaga Listrik, antara lain:

Tabel 5.1 Toolbar Simulasi ETAP

No. Notasi Nama Keterangan

1. Edit Menampilkan

komponen-komponen yang digunakan untuk merancang suatu SLD

2. Load Flow Analysis Melakukan analisa aliran

daya pada SLD yang dibuat

Project Tool Bar

Menu Bar Project Element

Simulation Tool Bar

Single Line Diagram

Sheet AC

Element

DC Element

3. Short Circuit Analysis Melakukan analisa

gangguan hubung singkat pada SLD yang dibuat 4. Motor Acceleration Analysis Melakukan analisa

starting motor pada SLD yang dibuat

5. Harmonic Analysis Melakukan analisa

harmonik pada SLD yang dibuat

6. Transient Analysis Melakukan analisa

transient atau kestabilan

b. Komponen Sistem Tenaga Listrik

Berikut ini merupakan beberapa komponen utama dalam sebuah Single Line Diagram (SLD) Sistem Tenaga Listrik pada ETAP, antara lain:

Tabel 5.2 Toolbar Komponen ETAP

No. Notasi Nama Keterangan

1. Bus Bar Konduktor penghubung

berbahan dasar tembaga atau aluminium

2. Generator Komponen yang berperan

sebagai generator sinkron pada SLD yang dibuat

3. Wind Turbine Generator Komponen yang

merepresentasikan Pembangkit Listrik Tenaga

Bayu (PLTB)

4. Power Grid Koneksi dengan jaringan

listrik eksternal, umumnya jaringan listrik nasional

PLN

5. PV Array Komponen yang

merepresentasikan Pembangkit Listrik Tenaga

Surya (PLTS) lengkap dengan panel dan

inverternya

6. Lumped Load Beban gabungan antara

motor dengan beban statis

7. Static Load Beban statis

8. Cable and Transmission

Line

Kawat Penghantar Untuk distribusi tegangan menengah dan rendah

Kawat Penghantar untuk transmisi saluran tegangan tinggi dan tegangan ekstra

tinggi

9. 2-Winding Transformer Komponen yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan level tegangan

34 c. Load Flow Tool Bar

Berikut ini merupakan beberapa fitur oada ETAP yang digunakan dalam menganalisis aliran daya :

Tabel 5.3 Toolbar Alir Daya ETAP

No. Notasi Nama Keterangan

1. Edit Study Case Membuat study case sesuai

metode dan yang lainnya

2. Run Load Flow Menjalankan simulasi dan

mengkalkulasi aliran daya pada SLD yang dibuat

3. Alert View Memberi peringatan ketika

hasil analisa aliran daya tidak cukup baik

4. Load Flow Analyzer Menampilkan hasil analisa aliran daya

5. Display Option Mengedit hasil tampilan aliran daya pada SLD yang dibuat

3. Alat Bantu Praktikum

1) Laptop / Komputer 2) Software ETAP 19.0.1

4. Prosedur Percobaan

1) Buka file, new project

2) Beri nama file sesuai dengan arahan asisten 3) Buat rangkaian seperti yang diberikan asisten

4) Buat SLD dan masukan spesifikasi sesuai yang diberikan asisten 5) Klik ikon load flow analysis pada bagian simulation tool bar 6) Klik ikon run load flow pada bagian load flow tool bar 7) Isi tabel percobaan 1

8) Ulangi langkan 2-4 dengan SLD yang disesuaikan oleh nomor percobaan yang diberikan asisten

MODUL 6

PENGENALAN PERANGKAT LUNAK DIGSILENT POWERFACTORY DAN SIMULASI HUBUNG SINGKAT

1. Tujuan Praktikum

1. Mengetahui dan mempelajari fungsi perangkat lunak DIgSILENT PowerFactory dalam sistem tenaga listrik.

2. Mempelajari cara membuat single line diagram dengan menggunakan DIgSILENT PowerFactory.

3. Mempelajari simulasi gangguan hubung singkat pada DIgSILENT PowerFactory.

4. Mengetahui jenis-jenis gangguan hubung singkat yang terjadi pada sistem tenaga listrik.

2. Dasar Teori

a) Pengenalan dan Kegunaan

DigSILENT PowerFactory kepanjangan dari “Digital Simulation and Electrical Network Calculation Program” merupakan salah satu software yang digunakan dalam analisis dan simulasi industry, utilitas, dam sistem tenaga listrik dan analisis kontrol sebagai perencanaan dan optimasi operasi yang dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jerman. Fitur-fitur yang terdapat pada perangkat lunak ini antara lain:

 Modeling Single Line Diagram,

 Analisis Load Flow,

 Analisis Short Circuit,

 Analisis Kontingensi,

 Analisis Kestabilan,

 Simulasi Quasi-Dynamic,

 Fungsi Starting Motor,

 Analisis Tekno-Ekonomis, Dll.

36 b)

Tampilan Utama DIgSILENT PowerFactory

Gambar 6.1 Preview Aplikasi DIgSILENT PowerFactory

a. Toolbar

Berikut ini beberapa fitur dari Toolbar yang umum digunakan dalam melakukan analisis sistem tenaga listrik pada DigSILENT PowerFactory:

Tabel 6.1 Icon Simulasi DIgSILENT PowerFactory

No. Simbol Nama Keterangan

Edit Relevant Objects for Calculation

Menampilkan objek yang terdapat pada SLD

2. Load Flow Melakukan analisis aliran daya

3. Short Circuit Melakukan analisis gangguan

hubung singkat Toolbar

Komponen Sistem Tenaga Listrik

Output Window

Maximize Output Window Memperbesar tampilan output

5. Change Toolbox Menampilkan pilihan analisis yang dapat dilakukan, seperti analisis kestabilan, quasi-dynamic, dan

lain-lain.

b. Komponen Sistem Tenaga Listrik

Tabel di bawah ini menampilkan beberapa komponen utama dalam sebuah Single Line Diagram sistem tenaga listrik:

Tabel 6.2 Icon Komponen DIgSILENT PowerFactory

No. Simbol Nama Keterangan

Busbar Konduktor berupa tembaga atau aluminium

2. Synchronous Machine Komponen yang berupa sebagai generator sinkron dalam sebuah

SLD

Wind Generator Simbolisasi PLTB

4. External Grid Koneksi dengan jaringan listrik

eksternal, umumnya jaringan listrik nasional PLN

PV System Simbolisasi PLTS

General Load Beban yang menyerap daya dari sistem tenaga listrik

Line Penghantar utama arus listrik

2-Winding Transformer Komponen yang berfungsi untuk menaikkan level tegangan

c. Output Window

Bagian output window pada DigSILENT PowerFactory memiliki fungsifungsi utama sebagai berikut:

Tabel 6.3 Icon Output DIgSILENT PowerFactory

No. Simbol Nama Keterangan

Open Output File Membuka file output yang sudah tersimpan

Save Output File Menyimpan hasil output analisis sistem tenaga listrik

Print Mengeskpor hasil output dalam bentuk PDF ataupun print-out

3. Alat Bantu Praktikum

1. Laptop/Komputer

2. Software DIgSILENT PowerFactory

4. Prosedur Percobaan

1. Buatlah rangkaian dengan spesifikasi yang telah diberikan pada file spesifikasi dan prosedur yang diberikan oleh asisten

2. Lakukan simulasi aliran daya

3. Amatilah arus yang mengalir pada rangkaian percobaan 4. Simulasikan gangguan hubung singkat

5. Gunakan gangguan hubung singkat 3 fasa 6. Catat besar arus gangguan pada tabel percobaan

7. Ulangi simulasi tersebut dengan kondisi dan variasi yang akan diberikan pada file spesifikasi dan prosedur yang diberikan oleh asisten

8. Simulasikan gangguan hubung singkat asimetris

MODUL 7

PERANCANGAN DAN ANALISIS SISTEM PROTEKSI TENAGA LISTRIK

1. Tujuan Praktikum

1. Memahami definisi dan prinsip kerja Sistem Proteksi Tenaga Listrik 2. Mempelajari aplikasi Sistem Proteksi Tenaga Listrik

3. Memahami fungsi Sistem Proteksi Tenaga Listrik 4. Mengetahui jenis-jenis Proteksi Sistem Tenaga Listrik

5. Memahami ketentuan pemasangan Sistem Proteksi Tenaga Listrik 6. Memahami cara membuat relay data setting table

7. Mensimulasikan Sistem Proteksi Tenaga Listrik menggunakan perangkat lunak ETAP 12.6.0.

8. Menganalisis masalah-masalah pada Sistem Proteksi Tenaga Listrik menggunakan perangkat lunak ETAP 12.6.0.

2. Dasar Teori

a) Definisi Sistem Proteksi

Suatu sistem tenaga listrik tidak selamanya dapat berjalan dengan normal. Banyak kemungkinan terjadinya kondisi tidak normal atau gangguan pada sistem yang berasal dari luar maupun dalam sistem. Kondisi ini dapat mengganggu dan membahayakan sistem secara keseluruhan. Maka dari itu, dibutuhkan peralatan proteksi pada sistem tenaga listrik untuk menanggulangi itu semua. Proteksi sistem tenaga listrik (STL) adalah suatu sistem proteksi yang dilakukan pada komponen-komponen listrik yang terpasang pada suatu sistem tenaga misalnya generator, transformator jaringan, saluran transmisi, dll., dalam menghadapi kondisi tidak normal atau terjadi gangguan pada operasi sistem itu sendiri.

Pada pemasangan proteksi sistem tenaga listrik, diperlukan pengetahuan mengenai distribusi arus dan tegangan di berbagai tempat yang terjadi karena gangguan tersebut.

Dengan mengetahui distribusi tersebut, maka pemasangan rele proteksi dari circuit breaker dapat ditentukan.

b) Tujuan Sistem Proteksi

Adapun tujuan dari pemasangan susatu sistem proteksi pada sistem tenaga listrik antara lain yaitu:

1. Menghindari, mencegah, atau mengurangi kerusakan pada komponen-komponen listrik lainnya akibat adanya kondisi tidak normal atau terjadinya gangguan tersebut.

2. Mengisolir serta memisahkan bagian yang terganggu sehingga daerah yang terganggu tersebut dapat seminim mungkin.

3. Memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen, karena dengan adanya sistem proteksi, dapat meminimalisir waktu pemadaman listrik atau jangkauan gangguan yang ada.

4. Memberikan pengamanan bagi manusia atau teknisi dari bahaya yang ditimbulkan oleh listrik tersebut.

c) Syarat Pemasangan Sistem Proteksi

Sistem proteksi yang terpasang pada suatu sistem tenga listrik harus memenuhi beberapa kriteria agar dalam pengoperasiannya dapat bekerja dengan baik dan sesuai dengan kebutuhan, antara lain:

1. Kehandalan (Reliability)

Terdapat 2 (dua) prinsip pada kehandalan ini, yaitu Dependability (proteksi bekerja jika terjadi gangguan) dan Security (proteksi tidak bekerja jika tidak terjadi gangguan. Sistem proteksi disebut tidak andal bila gagal bekerja pada saat dibutuhkan dan bekerja pada saat proteksi itu tidak seharusnya bekerja.

2. Sensitivitas (Sensitivity)

Rele proteksi harus mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap besaran minimal dari arus, tegangan, daya, frekuensi, dll. yang mempengaruhi sistem sebagaimana telah diatur. Rele proteksi harus bekerja pada awal terjadinya gangguan, sehingga gangguan lebih mudah diatasi pada awal kejadian.

42 3. Selektivitas (Selectivity)

Selektif berarti suatu sistem proteksi harus dapat memilih bagian sistem yang harus diisolir apabila rele proteksi mendeteksi gangguan. Bagian yang tidak terganggu tidak dilepas, karena jika terjadi pemutusan hanya terbatas pada daerah yang terganggu.

4. Kecepatan (Speed)

Sistem proteksi perlu memiliki tingkat kecepatan dalam mitigasi untuk memperkecil area yang terjadi gangguan, stabilitas operasi, meningkatkan mutu pelayanan, keamanan manusia, serta peralatan sistem tenaga listrik.

5. Ekonomis (Economy)

Suatu perencanaan teknik yang baik, tentunya tidak terlepas dari pertimbangan nilai ekonomisnya. Suatu rele proteksi yang digunakan hendaknya memiliki nilai ekonomis dengan tidak mengesampingkan fungsi dan keandalannya.

d) Komponen Proteksi

Pada sistem proteksi dalam suatu sistem tenaga listrik, terdapat komponen proteksi yang diperlukan yang terbagi menjadi 3 (tiga) sub komponen, yaitu:

Gambar 7.1 Skema Sub-Komponen Proteksi

1. Sensing

Sensing berguna sebagai input dari sistem tenaga listrik agar dapat merubah lebel tegangan atau arus agar dapat dibaca oleh processing. Beriku macam-macam komponen dari sensing:

 Current Transformer (CT)

Current Transformer (CT) atau trafo arus merupakan trafo yang digunakan sebagai penurun arus pada rangkaian tegangan tinggi ke level yang lebih rendah dengan tujuan untuk pengukuran.

 Potential Transformer (PT)

Potential Transformer (PT) atau trafo potensial adalah trafo yang digunakan sebagai penurun tegangan pada rangkaian tegangan tinggi ke level yang lebih rendah untuk tujuan pengukuran.

2. Processing (Rele Proteksi)

Gambar 7.2 Skema Rele Proteksi

Rele proteksi merupakan komponen pengaman yang berfungsi untuk mendeteksi atau merasakan adanya gangguan atau memberikan indikasi terjadi ketidaknormalan pada peralatan atau bagian sistem tenaga listrik.

Jika rele proteksi mendeteksi terjadinya kondisi tidak normal, maka rele akan mengirimkan perintah trip, lalu secara otomatis akan membuka pemutus tegangan (PMT) atau circuit breaker (CB) untuk mengisolir dan memisahkan bagian atau komponen dari sistem yang mengalami gangguan dengan memberikan isyarat berupa lampu atau alarm (bel) sebagai penanda telah terjadi gangguan.

Pada rele proteksi, terbagi menjadi beberapa jenis sesuai fungsinya antara lain:

 Overcurrent Relay,

 Differential Relay,

 Directional Relay,

 Distance Relay,

 Ground Fault Relay, Dll.

44 Pada praktikum ini, yang dijadikan batasan masalah adalah setting dan koordinasi overcurrent relay pada sistem tenaga listrik.

 Overcurrent Relay (OCR)

Overcurrent Relay merupakan rele proteksi yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya kenaikan arus yang melebihan nlai rating arus tertentu pada selang waktu yang ditentukan. Pada umumnya, Overcurrent Relay berfungsi untuk memproteksi peralatan listrik terhadap arus lebih yang disebabkan oleh gangguan hubung singkat.

Berdasarkan IEC, Overcurrent Relay memiliki beberapa karakteristik kerja berdasarkan kurva arus terhadap waktu, yaitu:

a. Instantaneous

Gambar 7.3 Kurva Instantaneous Relay

OCR Instantaneous berkerja tanpa ada waktu tunda yang di-setting (no intentional time delay). Rele ini akan memberi perintah kepada PMT pada saat terjadi gangguan bila besar arus ganggan lebih besar dari arus setting-nya. Waktu kerja rele dari saat instant pick up hingga closing contact hanya sekitar 20-60 ms.

b. Definite Time (DT)

Gambar 7.4 Kurva Definite Time Relay

45 Overcurrent Relay bekerja pada waktu yang telah ditentukan (Definite Time). Rele akan mengirimkan perintah trip saat arus yang melalui rangkaian melebihi nilai arus yang telah ditentukan dengan waktu tunda tertentu yang dapat diatur nilainya. Waktu tunda yang digunakan pada Overcurrent Relay Definite Time tidak bergantung pada besarnya arus yang menggerakkannya.

c. Inverse Time Overcurrent Relay

Gambar 7.5 Kurva Inverse Relay

Overcurrent Relay Inverse memiliki waktu kerja yang bergantung terhadap besar arus gangguan. Pada saat terjadi gangguan atau nilai arus melebihi batas yang telah ditentukan, rele ini akan memberikan perintah kepada Circuit Breaker (CB) dengan jeda waktu yang bersifat inverse atau kebalikan dengan besarnya arus gangguan.

Berdasarkan IEC 60255 terdapat beberapa beberapa karakteristik rele yaitu:

Gambar 7.6 Kurva Karakteristik Relay

46 3. Isolating

Pada bagian isolating, komponen yang digunakan yaitu berupa PMT (pemutus tegangan) atau Circuit Breaker (CB) dan Fuse. Berikut ini penjelasan lebih lanjutnya.

 Circuit Breaker (CB)

Berdasarkan IEV (International Electrotechnical Vocabulary), CB atau PMT merupakan komponen switching mekanis yang mampu menutup, membuka, mengalirkan, dan memutus arus beban dalam kondisi normal atau tidak normal seperti kondisi hubung singkat atau short circuit dalam waktu yang relatif cepat. Energi mekanik diperlukan untuk membuka kontak utama yang diperoleh dari gaya pegas. Saat PMT memutus atau menghubungkan arus listrik, akan muncul busur api yang dapat dipadamkan dengan menggunakan beberapa bahan seperti udara, gas, ruang vakum.

 Fuse

Fuse atau sekering merupakan komponen isolating berupa overcurrent dan overload protection dengan memanfaatkan arus berlebih menjadi panas yang dapat melelehkan kawat pada fuse.

e) Overcurrent Relay Data Table

Tabel 7.1 Tabel Data Relay

Secara umum, dalam proses pengaturan dan koordinasi relay, perlu memanfaatkan relay data table. Relay data table memerlukan beberapa data sebagai berikut:

1. Full Load Current (A)

Nilai Full Load Current didapatkan dari kondisi saat sistem dalam keadaan steady state dengan menjalankan analisa aliran daya.

47 2. Max Fault Current (kA)

Nilai Max Fault Current didapatkan dari kondisi saat sistem mengalami gangguan hubung singkat dengan menjalankan analisa short circuit pada rangkaian.

3. Pick-Up Current (Primary)

Nilai Pick-Up Current merupakan arus minimum yang diperlukan untuk rele untuk beroperasi. Menentukan pick-up current yaitu sebagai berikut:

( )

Keterangan:

𝑜 𝑛 𝑖 𝑛 ( )

𝑜 𝑛 ( )

𝑜 𝑛 𝑖 𝑜𝑝 𝑜 𝑝𝑖 𝑝 ( ) 4. Pick-Up Current (Secondary)

Nilai ini didapatkan dari pembagian antara nilai pick-up current primary dengan Current Transformer (CT) Ratio.

5. PSM (Plug Setting Multiplier)

Digunakan untuk mengatur level ketika OCR akan bekerja. Menentukan PSM yaitu sebagai berikut:

𝑛 ( )

𝑖 𝑝 𝑛 𝑖𝑚 6. TD (Time Dial)

Merupakan parameter waktu yang ditetapkan pada parameter proteksi kurva inverse dan penyesuaian waktu (atau kecepatan) dari mekanisme rele yang bergantung dari karakteristik kurva dari rele pada gambar, yaitu:

Persamaan (7.2)

48 Tabel 7.2 Tabel Karakteristik Tr/Tms (Operating Time)

Tabel 7.3 Tabel Karakteristik Persamaan Time Dial (TD)

Untuk mengisi relay data table, digunakan urutan seperti berikut:

a. Cari arus full load ( ) yang melewati masing – masing rele, berdasarkan studi aliran daya

b. Cari arus hubung singkat (Max Fault Current) ( ), berdasarkan studi hubung singkat

c. Tentukan rating current transformer (CT) d. Tentukan karakteristik rele (SI, VI, atau EI)

e. Hitung arus pick – up primer & sekunder CT berdasarkan rumus yang telah diberikan

f. Hitung plug setting multiplier (PSM) g. Tentukan operating time atau Tms

Dalam dokumen PROFIL ASISTEN. Asisten Laboratorium Sistem Tenaga Listrik 2021 (Halaman 23-0)